POIKILOTHERMS: ЕВОЛЮЦИЯ, РЕГУЛИРАНЕ, ПОЛЗИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Poikilothermo (poikilos, множествен или разнообразен) се отнася до тези животни, които не могат да регулират вътрешната си температура, така че телесната им температура се колебае със стайната температура.

В исторически план зоолозите са използвали други по-широко използвани термини като "студенокръвно", за да се отнасят до разнообразна група животни. Това обаче е термин, който в строг смисъл е неефективен за разделяне на две групи животни.

Източник: Bjørn Christian Tørrissen

Друг термин, широко използван за означаване изключително на източника на телесна топлина, е "ектотерма", като онези групи животни, които почти изцяло зависят от източниците на топлина в околната среда. По този начин комбинацията от тези термини предоставя ценна информация за начина, по който животните регулират телесната си температура.

Регулация на температурата в пойкилотермичните организми

Животните през цялата си еволюция са използвали стратегии за запазване на вътрешната си среда в оптимални условия и поддържане на нормалното функциониране на клетките, в допълнение към оптимизиране на разходите или спестяване на метаболитна енергия.

Пойкилотермичните животни произвеждат сравнително по-малко метаболитна топлина от ендотермичните животни. Следователно обменът на калорийна енергия с околната среда е от голямо значение за определяне на телесната ви температура.

В този смисъл едно пойкилотермично животно абсорбира топлина от околната среда, ако се нуждае от повишаване на телесната си температура, като се държи като термични конформисти, тъй като те зависят от температурата на околната среда. В енергийно отношение те представляват слабо изолирани животни.

На първо място, те имат ниски темпове на метаболитно производство на топлина, която се разсейва бързо в околната среда и не допринася значително за повишаването на телесната температура. От друга страна, те имат висока топлопроводимост, което позволява на ектотермите да абсорбират топлината лесно.

В повечето случаи ектотермичните организми имат поведенческа регулация на телесната температура. Например, змиите и гущерите се грижат, докато не достигнат подходяща температура за ефективна мускулна функция, смекчавайки въздействието на околната среда чрез поведение.

Метаболизъм при пойкилотермичните животни

Добре известно е, че биохимичните реакции са чувствителни към температурата, тъй като активността на много ензими има оптимална температура. Всяка промяна в температурата променя ефективността на ензимната машина, представляваща пречка за животните.

Ако температурата спадне до критично ниво, скоростта на метаболитните процеси е нарушена, намалявайки производството на енергия и количеството, което може да се използва от животните за тяхната дейност и възпроизвеждане.

За разлика от това, ако температурата се повиши твърде много, метаболитната активност е нестабилна и дори се унищожава. Това позволи да се установят оптимални граници за развитието на живота между 0 ° C и 40 ° C.

Телесната температура при пойкилотермичните организми не е постоянна, както в случая с хомеотермични (ендотермични) организми.

В този случай, въпреки че топлината се генерира като продукт на метаболитна активност, последната се губи толкова бързо, колкото се генерира. Вътрешната температура не зависи от механизма на изгаряне на храната, както в случая с хомеотермите.

По принцип пойкилотермичните животни са свързани с метаболизма на брадиметаболен тип. Въпреки това, условие е да се срещат само строги ектотермични организми, като брадиметаболизмът е метаболизмът в състояние на покой.

Пойкилотермия в природата

Пойкилотермията е най-често срещаният вид терморегулация в животинското царство. В тази група са групите от долните гръбначни животни като риби, земноводни и влечуги и огромното мнозинство сухоземни и водни безгръбначни (с някои изключителни случаи).

При водните пойкилотерми телесната температура е основно същата като тази на водата поради нейните калорични характеристики. От друга страна, наземните организми биха могли да имат температура по-висока от температурата на въздуха поради ефекта на радиацията.

Ектотермичните животни, чрез поведението си, експлоатират места с по-благоприятни температури, но както вече беше посочено, източникът на енергия, използван за повишаване на телесната им температура, идва от околната среда, а не от вътре в тялото.

В тропическите райони ектотермите като влечуги се конкурират ефективно с бозайниците, като в много случаи ги превъзхождат по изобилие от видове и индивиди. Това е така, защото постоянната температура на тропиците позволява активност през целия ден, а също така отделя енергията, спестена в репродуктивните дейности и оцеляването.

Това предимство има тенденция да намалява в умерена среда, където поради неблагоприятни условия за ектотермия се предпочитат ендотермичните организми.

Ползи и разходи от пойкилотермия

Тъй като телесната температура на много ектотерми зависи до голяма степен от околната среда, ектотермните видове, които живеят на места с температури под замръзване, могат да имат проблеми.

Те обаче са разработили реакции като вещества, предотвратяващи образуването на ледени кристали в извънклетъчните течности и по този начин защитават цитоплазмената течност, преохлаждащите и антифризните вещества в телесните течности.

В горещи среди тъканните функции на повечето ектотерми са затруднени. Поради по-ниския афинитет на хемоглобина към кислорода в рамките на по-високите температури на телесната температура, той не позволява на животните да извършват взискателни дейности, поради ниските си нива на аеробен метаболизъм.

Последното носи със себе си развитието на кислороден дефицит по време на анаеробно дишане и ограниченията за постигане на големи размери.

Ектотермията е бавна жизнена форма с малки енергийни потоци, тоест със скромни енергийни нужди. Последното им позволява да заемат неизползвани земни ниши от хомеотермични гръбначни животни, инвестирайки по-малко енергия за производство на топлина и повече в растеж и възпроизводство.

Еволюция на ектотермията при динозаврите

След отглеждането на първите вкаменелости се водят дебати дали динозаврите са хомеотермични или пойкилотермични. Както вече знаем, ектотермията включва ниски метаболитни инвестиции за генериране на топлина и вместо това енергията, достъпна от околната среда, се използва за регулиране на телесната температура.

Това очевидно носи със себе си редица проблеми като липсата на радиация или слънчева енергия през нощта или факта, че местообитанието е топло и студено. Традиционно, като се имат предвид връзките между динозаврите и настоящите влечуги, динозаврите бяха класифицирани като ектотерми.

Поради начина на живот, който беше изведен за динозаврите, няколко аргумента подкрепят, че те са ендотермични животни.

Първият е, че те са имали повърхностна изолация (пера в Archeopteryx), която би представлявала бариера за усвояването на енергия от радиация и за ендотерма, като предполага начин за поддържане на метаболитна топлина.

Много от изкопаемите находки са възникнали в умерени зони, поради което се счита за ендотермичен за оцеляване на климата с метаболитна топлина. Други доказателства сочат, че връзката между хищник и плячка е характерна за ендотермични и неектотермични животни.

Препратки

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Биология. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Физиология и еволюция на животните (том 160). Издания AKAL.
3. Fanjul, ML, & Hiriart, M. (ред.). (1998). Функционална биология на животните. XXI век
4. Фастовски, DE, & Weishampel, DB (2005). Еволюцията и изчезването на динозаврите. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Сравнителна физиология на животните: екологичен подход. Обърнах се.
6. Hill, RW, Wyse, GA и Anderson, M. (2012). Физиология на животните. Трето издание Sinauer Associates, Inc. Издатели.
7. McNab, BK (2002). Физиологичната екология на гръбначните животни: поглед от енергетиката. Cornell University Press.
8. Уилмър, П., Стоун, Дж. И Джонстън, И. (2009). Екологична физиология на животните. John Wiley & Sons.