Гетеротермия
| Терморегуляция у животных |
|---|
 |
Гетеротермия или гетеротермия (от греческого ἕτερος гетерос «другой» и θέρμη thermē «тепло») — физиологический термин для животных , которые варьируются между саморегулированием температуры своего тела и возможностью воздействия на нее окружающей среды. Другими словами, они обладают характеристиками как пойкилотермии , так и гомеотермии .
Определение
[ редактировать ]Гетеротермные животные — это животные, которые могут переключаться между пойкилотермными и гомеотермными стратегиями. Эти изменения в стратегиях обычно происходят ежедневно или ежегодно. Чаще всего его используют как способ отделить колебания скорости метаболизма, наблюдаемые у некоторых мелких млекопитающих и птиц (например, летучих мышей и колибри ), от таковых у традиционных хладнокровных животных. У многих видов летучих мышей температура тела и скорость обмена веществ повышаются только во время активности. В состоянии покоя эти животные резко снижают метаболизм , в результате чего температура их тела падает до температуры окружающей среды. Это делает их гомойотермными в активном состоянии и пойкилотермными в состоянии покоя. Это явление получило название «дневной оцепенения » и интенсивно изучалось на джунгарском хомяке . В период спячки у этого животного каждый день в фазе покоя наблюдается сильно сниженный метаболизм, тогда как он возвращается к эндотермическому метаболизму, что приводит к нормальному состоянию. во время активной фазы Эутермическая температура тела (около 38 °C).
У более крупных млекопитающих (например, сусликов ) и летучих мышей во время спячки (до нескольких недель) зимой наблюдаются многодневные приступы оцепенения. [ 1 ] Во время этих многодневных приступов оцепенения температура тела падает примерно на 1 °C выше температуры окружающей среды, а скорость метаболизма может упасть примерно до 1% от нормальной эндотермической скорости метаболизма. Даже у этих животных, находящихся в глубокой спячке, длительные периоды оцепенения прерываются приступами эндотермического метаболизма, называемыми пробуждениями (обычно длящимися от 4 до 20 часов). Эти метаболические возбуждения приводят к тому, что температура тела возвращается к нормальному уровню 35–37 °C. [ 1 ] Большая часть энергии, затраченной во время спячки, расходуется на пробуждения (70-80%), но их функция остается нерешенной.
У крупных млекопитающих (таких как черный медведь, [ 2 ] ) или в особых условиях окружающей среды. [ 3 ]
Региональная гетеротермия
[ редактировать ]Региональная гетеротермия описывает организмы, которые способны поддерживать разные температурные «зоны» в разных частях тела. Обычно это происходит в конечностях и становится возможным благодаря использованию противоточных теплообменников, таких как rete mirabile, обнаруженный у тунца и некоторых птиц. [ 4 ] Эти теплообменники выравнивают температуру между горячей артериальной кровью, отходящей к конечностям, и холодной венозной кровью, возвращающейся обратно, тем самым уменьшая теплопотери. Пингвины и многие арктические птицы используют эти теплообменники, чтобы поддерживать температуру своих ног примерно той же температуры, что и окружающий лед. Это не дает птицам застревать на ледяном покрове. Другие животные, такие как кожистая морская черепаха , используют теплообменники для сбора и сохранения тепла, вырабатываемого их мускулистыми ластами. [ 5 ] Есть даже некоторые насекомые , которые обладают этим механизмом (см. Терморегуляция насекомых ), наиболее известным примером являются шмели , у которых наблюдается противоточный теплообмен в точке сужения между мезосомой («грудной клеткой») и метасомой («брюшком»). ; тепло сохраняется в грудной клетке и теряется в брюшной полости. [ 6 ] Используя очень похожий механизм, внутренняя температура грудной клетки пчелы во время полета может превышать 45 °C.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Хат, РА; Барнс, Б.М.; Даан, С. (январь 2002 г.). «Температура тела до, во время и после полуестественной спячки у европейского суслика». Журнал сравнительной физиологии Б. 172 (1): 47–58. дои : 10.1007/s003600100226 . ПМИД 11824403 . S2CID 9491373 .
- ^ Тойен, Ø; Блейк, Дж; Эдгар, DM; Гран, Д.А.; Хеллер, ХК; Барнс, Б.М. (18 февраля 2011 г.). «Спячка у черных медведей: независимость метаболического подавления от температуры тела». Наука . 331 (6019): 906–9. Бибкод : 2011Sci...331..906T . дои : 10.1126/science.1199435 . ПМИД 21330544 . S2CID 20829847 .
- ^ Даусманн, К.Х.; Глос, Дж; Ганцхорн, Ю.; Хелдмайер, Г. (24 июня 2004 г.). «Физиология: спячка тропического примата». Природа . 429 (6994): 825–6. Бибкод : 2004Natur.429..825D . дои : 10.1038/429825a . ПМИД 15215852 . S2CID 4366123 .
- ^ Кац, Стивен Л. (1 августа 2002 г.). «Дизайн гетеротермных мышц рыб» . Журнал экспериментальной биологии . 205 (15): 2251–2266. дои : 10.1242/jeb.205.15.2251 . ISSN 1477-9145 . ПМИД 12110659 .
- ^ Джеймс, Майкл С; Мросовский Н. (01.08.2004). «Температура тела кожистых черепах ( Dermochelys coriacea ) в умеренных водах Новой Шотландии, Канада» . Канадский журнал зоологии . 82 (8): 1302–1306. дои : 10.1139/z04-110 . ISSN 0008-4301 .
- ^ Генрих, Б. (1 июня 1976 г.). «Теплообмен в связи с кровотоком между грудной клеткой и брюшком у шмелей» . Журнал экспериментальной биологии . 64 (3): 561–585. дои : 10.1242/jeb.64.3.561 . ISSN 1477-9145 . ПМИД 945321 .