POIKILOTERMAS: ATTĪSTĪBA, REGULĒŠANA, IEGUVUMI - BIOLOĢIJA - 2025

Poikilothermo (poikilos, daudzveidīgi vai dažādi) attiecas uz dzīvniekiem, kuri nespēj regulēt viņu iekšējo temperatūru, tāpēc viņu ķermeņa temperatūra mainās līdz ar istabas temperatūru.

Vēsturiski zoologi izmantoja citus plašāk lietotus terminus, piemēram, "aukstasiņu", lai atsauktos uz daudzveidīgu dzīvnieku grupu. Tomēr tas ir termins, kas tiešā nozīmē nav efektīvs, lai atdalītu divas dzīvnieku grupas.

Avots: Bjørn Christian Tørrissen

Cits termins, ko plaši izmanto tikai ķermeņa siltuma avotiem, ir "ektoterma", tāpat kā tās dzīvnieku grupas, kuras gandrīz pilnībā ir atkarīgas no vides siltuma avotiem. Tādējādi šo terminu kombinācija sniedz vērtīgu informāciju par veidu, kā dzīvnieki regulē ķermeņa temperatūru.

Temperatūras regulēšana poikilotermiskos organismos

Dzīvnieki visā savas evolūcijas laikā ir izmantojuši stratēģijas, lai saglabātu savu iekšējo vidi optimālos apstākļos un uzturētu normālu šūnu darbību, papildus optimizējot metabolisma enerģijas patēriņu vai ietaupījumus.

Poikilotermiskie dzīvnieki rada salīdzinoši mazāk metabolisma siltuma nekā endotermiskie dzīvnieki. Tāpēc, lai noteiktu ķermeņa temperatūru, liela nozīme ir kaloriju enerģijas apmaiņai ar apkārtējo vidi.

Šajā ziņā poikilotermisks dzīvnieks absorbē siltumu no apkārtējās vides, ja tam ir jāpaaugstina ķermeņa temperatūra, rīkojoties kā siltuma konformisti, jo tie ir atkarīgi no apkārtējās vides temperatūras. Enerģijas ziņā tie ir slikti izolēti dzīvnieki.

Pirmkārt, viņiem ir zems metabolisma siltuma veidošanās ātrums, kas ātri izkliedējas apkārtējā vidē un būtiski neveicina ķermeņa temperatūras paaugstināšanos. No otras puses, tiem ir augsta siltuma vadītspēja, kas ļauj ektotermām viegli absorbēt siltumu.

Vairumā gadījumu ektotermiskajiem organismiem ir ķermeņa temperatūras uzvedības noteikumi. Piemēram, čūskas un ķirzakas gozējas, līdz tās sasniedz piemērotu temperatūru efektīvai muskuļu darbībai, ar uzvedības palīdzību mazinot vides ietekmi.

Metabolisms poikilotermiskos dzīvniekos

Ir labi zināms, ka bioķīmiskās reakcijas ir jutīgas pret temperatūru, jo daudzu enzīmu aktivitātei ir optimāla temperatūra. Jebkuras temperatūras izmaiņas maina fermentatīvās mašīnas efektivitāti, radot šķērsli dzīvniekiem.

Ja temperatūra pazeminās līdz kritiskam līmenim, tiek traucēts vielmaiņas procesu ātrums, samazinot enerģijas ražošanu un daudzumu, ko dzīvnieki var izmantot savām darbībām un pavairošanai.

Turpretī, ja temperatūra paaugstinās par daudz, vielmaiņas aktivitāte ir nestabila un pat iznīcināta. Tas ļāva noteikt optimālus dzīves diapazona diapazonus no 0 ° C līdz 40 ° C.

Ķermeņa temperatūra poikilotermiskos organismos nav nemainīga kā homeotermisko (endotermisko) organismu gadījumā.

Šajā gadījumā, kaut arī siltums rodas kā metabolisma aktivitātes produkts, pēdējais tiek zaudēts tikpat ātri, cik tas rodas. Iekšējā temperatūra nav atkarīga no pārtikas sadegšanas mehānisma, tāpat kā homeotermu gadījumā.

Parasti poikilotermiskie dzīvnieki ir saistīti ar bradimetaboliskā tipa metabolismu. Tomēr tas ir nosacījums, ka satiekas tikai stingri ektotermiskie organismi, bradimetabolisms ir metabolisms miera stāvoklī.

Poikilotermija dabā

Poikilotermija ir visizplatītākais termoregulācijas veids dzīvnieku valstībā. Šajā grupā ietilpst zemāko mugurkaulnieku grupas, piemēram, zivis, abinieki un rāpuļi, kā arī lielākā daļa sauszemes un ūdens bezmugurkaulnieku (ar dažiem izņēmuma gadījumiem).

Ūdens poikilotermās ķermeņa kaloriju īpašību dēļ ķermeņa temperatūra principā ir tāda pati kā ūdenim. No otras puses, sauszemes organismiem radiācijas ietekmē varētu būt augstāka temperatūra nekā gaisa temperatūra.

Ektotermiskie dzīvnieki ar savu uzvedību izmanto vietas ar labvēlīgāku temperatūru, tomēr, kā iepriekš norādīts, enerģijas avots, ko izmanto viņu ķermeņa temperatūras paaugstināšanai, nāk no apkārtējās vides, nevis no ķermeņa iekšpuses.

Tropu apgabalos tādas ektotermas kā rāpuļi efektīvi konkurē ar zīdītājiem, daudzos gadījumos pārspējot tos sugu un indivīdu pārpilnībā. Tas notiek tāpēc, ka tropu pastāvīgā temperatūra ļauj visu dienu darboties, kā arī velta enerģiju, kas ietaupīta reprodukcijas darbībās un izdzīvošanā.

Šai priekšrocībai ir tendence samazināties mērenā vidē, kur nelabvēlīgu ektotermijas apstākļu dēļ tiek dota priekšroka endotermiskajiem organismiem.

Poikilotermijas ieguvumi un izmaksas

Tā kā daudzu ektotermu ķermeņa temperatūra lielā mērā ir atkarīga no vides, ektotermu sugām, kas dzīvo vietās, kur temperatūra ir zemāka par sasalšanu, var būt problēmas.

Tomēr viņi ir izstrādājuši reakcijas kā vielas, kas novērš ledus kristālu veidošanos ārpusšūnu šķidrumos un tādējādi aizsargā citoplazmas šķidrumu, superdzesēšanu un antifrīzu vielas ķermeņa šķidrumos.

Karstā vidē lielākās daļas ektotermu funkcijas ir traucētas. Sakarā ar zemāku hemoglobīna afinitāti pret skābekli augstākajās ķermeņa temperatūrās, tas neļauj dzīvniekiem veikt prasīgas darbības, jo ir zems aerobo metabolisma līmenis.

Pēdējais rada skābekļa deficīta attīstību anaerobās elpošanas laikā un ierobežojumus lielu izmēru sasniegšanā.

Ektotermija ir lēna dzīvības forma ar nelielām enerģijas plūsmām, tas ir, ar pieticīgām enerģijas vajadzībām. Pēdējais ļauj viņiem izmantot homeotermisko mugurkaulnieku neizmantotās zemes nišas, ieguldot mazāk enerģijas siltuma ražošanai un vairāk augšanas un vairošanās darbībās.

Ektotermijas attīstība dinozauros

Kopš pirmo fosiliju iegūšanas ir notikušas debates par to, vai dinozauri bija homeotermiski vai poikilotermiski. Kā mēs jau zinām, ektotermija ir saistīta ar zemām vielmaiņas investīcijām siltuma radīšanai, un ķermeņa temperatūras regulēšanai tā vietā tiek izmantota no vides pieejamā enerģija.

Tas acīmredzami rada virkni problēmu, piemēram, radiācijas vai saules enerģijas trūkumu naktī vai faktu, ka biotops ir silts un auksts. Tradicionāli, ņemot vērā attiecības starp dinozauriem un pašreizējiem rāpuļiem, dinozauri tika klasificēti kā ektotermi.

Tomēr, ņemot vērā dzīvesveidu, kas tika secināts par dinozauriem, vairāki argumenti atbalsta to, ka viņi bija endotermiski dzīvnieki.

Pirmais ir tas, ka viņiem bija virspusēja izolācija (spalvas Archeopteryx), kas būtu šķērslis starojuma enerģijas absorbcijai un endotermai, pieņemot veidu, kā uzturēt vielmaiņas siltumu.

Daudzi fosilie atradumi notika mērenās joslās, tāpēc tiek uzskatīts par endotermisku, lai izdzīvotu klimatā ar metabolisma siltumu. Citi pierādījumi liecina, ka attiecības starp plēsēju un laupījumu ir raksturīgas endotermiskajiem un neekteotermiskajiem dzīvniekiem.

Atsauces

1. Kempbela, NA, un Reece, JB (2007). Bioloģija. Panamerican Medical Ed.
2. de Kiroga, GB (1993). Dzīvnieku fizioloģija un evolūcija (160.sējums). AKAL izdevumi.
3. Fanjuls, ML, un Hiriarts, M. (Red.). (1998). Dzīvnieku funkcionālā bioloģija. XXI gadsimts.
4. Fastovsky, DE, & Weishampel, DB (2005). Dinozauru evolūcija un izzušana. Cambridge University Press.
5. Hils, RW (2002). Dzīvnieku salīdzinošā fizioloģija: pieeja videi. Es apgriezos.
6. Hils, RW, Vīzija, GA un Andersons, M. (2012). Dzīvnieku fizioloģija. Trešais izdevums Sinauer Associates, Inc. Publishers.
7. Maknabs, BK (2002). Mugurkaulnieku fizioloģiskā ekoloģija: skats no enerģētikas. Cornell University Press.
8. Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. (2009). Dzīvnieku vides fizioloģija. Džons Vilijs un dēli.