A homeothermi szervezetek termikus adaptációja - stadopedia
A homoiotermia alapvetően eltérő módja a hőmérséklet-adaptációknak, amelyek a keringési, légzőszervi és egyéb szervrendszerek evolúciós fejlődése következtében a madarak és az emlősök oxidatív folyamatainak fokozatos emelkedése alapján merültek fel. A meleg vérű állatok testtömegére vetített oxigénfogyasztása tíz és több százszor nagyobb, mint a poikilotermi állatoknál.
A poikilotermi mikroorganizmusok homoiotermái fő különbségei: 1) a belső, endogén hő hatásos áramlása; 2) a hatékonyan működő termoregulációs mechanizmusok integrált rendszerének kialakítása, és ennek eredményeképpen 3) az optimális hőmérsékleti rendszerben az összes élettani folyamat állandó folyamata.
A homoiotermikus állandó hőegyensúlyt tart fenn a hőtermelés és a hőátadás között, és ennek megfelelően állandó magas testhőmérsékletet tart fenn. A melegvérű állatok szervezetét nem lehet ideiglenesen "felfüggeszteni", mivel hipobiozisban vagy cryptobiosisban fordul elő a poikilothermsben.
A homoiotermák mindig minimális hőtermelést produkálnak, ami nyugalmi állapotban is biztosítja a keringési rendszer, légzőszervek, váladékok és mások működését. Ezt a minimális értéket bazális anyagcserének nevezték. A tevékenységre való áttérés növeli a hőtermelést, és ennek megfelelően megnöveli a hőátadást.
A meleg vérű anyagokat a kémiai hőszabályozás jellemzi - a hőtermelés reflexes növekedése a táptalaj hőmérsékletének csökkenése miatt. A kémiai termoreguláció teljesen hiányzik a poikilothermekben, ahol a kiegészítő hő felszabadulása esetén az állatok közvetlen motoros aktivitása keletkezik.
A melegvérű állatok testében lévő hideg hatása ellenében a poikilotermi szemben az oxidatív folyamatok nem gyengülnek, hanem nőnek, különösen a vázizmokban. Sok állatnak először izomrázás van - összehangolt izomösszehúzódás, ami a hőenergia felszabadulását eredményezi. Ezenkívül az izom sejtjei és sok más szövet termel hőt és anélkül, hogy elvégezné a munkafunkciókat, különleges hőszabályozó hangzásra. A tápközeg hőmérsékletének további csökkenésével a termoregulációs tónus termikus hatása növekszik.
Ha további hőt termel, a lipid anyagcserét különösen erősíti, mivel a semleges zsírok a kémiai energia nagy részét tartalmazzák. Ezért az állatok zsírállománya jobb termoregulációt biztosít. Az emlősöknek még egy különleges barna zsírszövetük is van, amelyben a felszabaduló kémiai energia a BLTP összekapcsolása helyett hőelvezetővé válik, vagyis felmelegíti a testet. A barna zsírszövet a legfejlettebb állatokban - a hideg klíma lakói.
A hőtermelés növekedésének köszönhetően a hőmérséklet fenntartása nagy energiaköltséget igényel, így a növekvő kémiai hőszabályozással rendelkező állatoknak nagy mennyiségű élelmiszerre van szükségük, vagy korábban felhalmozódtak a korábban felhalmozódott zsírtartalékok. Például egy csavarás csavarja kivételesen nagy cserélődéssel rendelkezik. Változó, nagyon rövid alvási és aktivitási időszakok, a nap bármely szakában aktív, és a takarmányt saját tömegének négyszeresével fogyasztja. A szívverés frekvenciája csavarral legfeljebb 1000 per perc. Továbbá a télre maradt madaraknak sok élelmiszerre van szükségük: attól tartanak, hogy nem annyira fagy, mint a hizlalás. Így a lucfenyő és a fenyőmag jó termése révén az atkák a télen még csibéket is hoznak.
Amplification kémiai hőszabályozás így megvannak a korlátai miatt a megszerzésének lehetőségét élelmiszer. A nem élelmiszer télen így a hőszabályozás környezetre nézve káros. Ő például fejletlen minden állatok élnek az északi sarkkör :. Foxes, rozmárok, fókák, jegesmedvék, rénszarvas, stb lakói a trópusokon kémiai hőszabályozás legkevesebb jellemző, hiszen alig vagy egyáltalán nem szükséges további hőtermelése.
A külső hőmérsékletek bizonyos tartományában a homeotherm a testhőmérsékletet anélkül tölti, hogy további energiát költene rajta, hanem hatékony fizikai szabályozó mechanizmusokat alkalmazva, amelyek lehetővé teszik a bazális anyagcseréjének jobb megtartását vagy elterelését. Ez a hőmérséklettartomány, amelyen belül az állatok kényelmesebbnek érezzék magukat, termonutrális zónának nevezik. E zóna alsó küszöge mögött kémiai termoreguláció kezdődik, a felső mögött - a párolgás energiájának kiadása.
A fizikai hőszabályozás környezetvédelmi szempontból előnyös, mivel a hideghez való alkalmazkodás nem a további hőtermelésnek köszönhető, hanem az állatok testében tartásával. Ezenkívül meg lehet védeni a túlmelegedést a külső környezeti hőátadás növelésével.
A fizikai termoreguláció módszerei többszörösek. A filogenetikai sorozat emlősök - az rovarevő denevérek, rágcsálók és ragadozók fizikai hőszabályozás mechanizmusok egyre kifinomultabb és változatos. Ezek közé tartozik a reflex szűkület és vérerek tágulása a bőrön, amely megváltoztatja a vezetőképességét, a változás a hőszigetelési tulajdonságai szőr és toll fedél, ellenáramú hőátadó érintkezve vaszkuláris vérellátás külön szervek, a szabályozás a párolgás hőt.
Az emlősök sűrű szőrme, a toll és különösen a madarak pelyhesedése lehetővé teszi a test körül levő levegő réteget az állatok testhőmérsékletéhez közeli hőmérsékleten, ezáltal csökkentve a külső sugárzást a külső környezetben. A hőtermelést a haj és a toll lehajlásának, a szőrzet és a tollazat szezonális változásának szabályozza. Az emlősök kivételesen meleg téli szőrme az Északi-sarkon lehetővé teszi számukra, hogy a hidegben az anyagcserét jelentősen növeljék, és csökkentsék az étkezés szükségességét. Például a jeges-tenger partján télen a rókák kevesebbet fogyasztanak, mint nyáron.
A tengeri emlősök - bálnák és úszólábúak - egy réteg a szubkután zsír eloszlik a szervezetben. Vastagság a szubkután zsír bizonyos típusú tömítések eléri 7-9 cm, és a teljes tömeg legfeljebb 40-50% testtömeg. A termikus hatása egy ilyen „zsírsav állománysűrűség” olyan magas, hogy a tömítések, órát feküdt a hóban, a hó elolvad, míg az állat testét hőmérsékletet 38 ° C-on Forró égöv állatok, mint például a testzsír eloszlásának halálhoz vezet a túlmelegedéstől miatt lehetetlen eltávolítja a felesleges hőt, így a zsír azok helyben tárolt bizonyos testrészekre zavarása nélkül sugárzó hő a teljes felületet (tevék, zsír-farkú juhok, zebu, és mások. ).
Systems ellenáramú hőcserélő, hogy segít fenntartani az állandó hőmérséklet a belső szervek találtak a mancsok és a farok erszényesekkel, lustaság, hangyászok, félmajmok, úszólábúak, bálna, pingvinek, daruk és mások. Így hajók, hogy a fűtött vér mozog a központtól a test szorosan érintkeztetjük az edény faláról, és irányítja a lehűtött vért a perifériáról a központba, és nekik a hőt.
A hőmérsékleti egyensúly fenntartása szempontjából nem kis jelentőségű a test felületének aránya a térfogathoz viszonyítva, mivel végül a hőtermelés skála függ az állat tömegétől, és a hőcserélő átmegy a fedőlapokon.
Kapcsolat a test mérete és arányai az állatoknak a klimatikus viszonyok élőhelyük már észre a XIX. A szabály szerint a Bergman (1848), ha két közeli rokon faj melegvérű állatok különböznek méret, a nagyobb életét egy hidegebb és kisebb - a meleg éghajlat. Bergman hangsúlyozta, hogy ez a minta megnyilvánul csak abban az esetben, hogy más fajok nem különböznek kiigazításokat a hőszabályozás. Tól elemeztem 75 csoporttal madarak állatvilágának Németországban mintegy egyharmada, hogy a talált kielégíteni a szabályt. D. Lllen 1877 megfigyelhető, hogy sok emlősök és madarak az északi féltekén, és a relatív nagysága az egyes végtagok kiálló testrészek (farok, fül, csőr) növeli a szub - szabálya Allen. Thermo értéke az egyes testrészek nem egyenértékű. Kiálló részek a nagy felülethez képest, ami előnyös a forró éghajlati. Számos emlős, például különösen fontos, hogy fenntartsák a hőegyensúly fülek vannak ellátva általában egy nagy véredények száma (ábra. 18). Hatalmas afrikai elefánt füle, egy kis sivatagi róka, Fenech, mezei nyúllal vált szakosított szervei hőszabályozás. Amikor a hideg alkalmazkodás nyilvánul törvény megtakarítás felületre, mert a kompakt karosszéria minimális nagyságú térfogat aránya a legkedvezőbb melegen tartása.
Ábra. 18. Afrikai hosszúszárú geroba (a VE Sokolov és munkatársai szerint 1977)
Ha a tápközeg hőmérséklete meghaladja a termoneutrális zóna felső határát, akkor az állatoknak további energiát kell felhasználniuk a párolgási hőszabályozásra.
A hőkibocsátás hatékony mechanizmusa a víz párolgása izzadással vagy a szájüreg és a felső légutak nedves nyálkahártyáján keresztül. A különböző fajokban a verejtékezés képessége nagyon eltérő. Az erős hővel rendelkező személy akár 12 liter verejtéket is felszolgálhat naponta, miközben a hőmennyiséget tízszer akkora mértékben szétoszthatja a normához képest. A felszabaduló vizet természetesen vissza kell nyerni az ivással. Egyes állatoknál a párolgás csak átjut a nyálkahártyákon. Olyan kutyán, amelynél a légzésgátlás az egyetlen módja a párologtató termoregulációnak, így a légzés sebessége elérheti a 300-400 lélegzetet percenként. A hőmérséklet szabályozása párolgással megköveteli a szervezet víz általi vízfogyasztását, ezért nem lehetséges minden létező körülmény között.
Viselkedési technikák hőszabályozás melegvérű állatok kevésbé fontos, mint az poikilothermic, valamint rendkívül változatos - a változás a testtartás és az építési menedékhelyek keres komplex lyukak, rések, a közeli és távoli migráció.
Az áttörő állatok bozótjaiban a hőmérséklet-előrehaladás simított, annál erősebb, annál nagyobb a mélység mélysége. A közepes szélességi területeken, a talaj felszínétől 150 cm távolságra, még a szezonális hőmérsékleti ingadozások is megszűnnek. Különösen ügyesen kialakított fészkekben egyenletes, kedvező mikroklíma is fennáll (19. ábra). A titmouse-remez, melynek csak egy keskeny oldalsó bejárata van, meleg és száraz, bármilyen időjárási körülmények között.
Ábra. 19. Különböző emlősfajok fészkelőhelyeinek és fészkelőhelyeinek jellemzői (NP Naumov, 1963, II Barabash-Nikiforov, LN Formozov, 1963):
1 - a harsány nyúl a homokdűnékben; 2 - a nyúl-hó hóhéja; 3 éves lyuk a déli gerbilben; 4 - egy kis földi mókus fakéje; 5 - mocsári szarvas; 6 - a muskrat hutka; 7 - tölgyfa üregek fészkei; 8 - téli fészek a közös mókusok
Számos esetben a homeotherm állatok a termoregulációs célokra használják a csoport viselkedését. Például néhány pingvint súlyos fagyban és hóviharban egy sűrű halom, az úgynevezett teknős. Azok az egyének, akik a szélén vannak, egy idő után beleveszik magukat, és a "teknős" lassan forog és mozog. Egy ilyen klaszter belsejében a hőmérsékletet akár a legnehezebb fagyokban is +37 ° C-on tartjuk. A sivatagok lakói, a tüzelők a hőben is elveszik egymás mellett, egymásba ölelik az oldalakat, de ezzel ellentétes hatást fejtenek ki - megakadályozzák az egész testfelület erős felmelegedését a nap sugarai által. Az állati klaszter közepén a hőmérséklet a testük hőmérséklete 39 ° C, míg a szélsőséges állatok hátán és oldalán lévő gyapjú hőmérséklete 70 ° C.
A kémiai, fizikai és magatartási termoreguláció hatékony módszereinek együttes alkalmazása általában magas oxidatív folyamatokkal a testben lehetővé teszi, hogy a homoiotherm állatok fenntartsák a hőegyensúlyt a külső hőmérséklet széles ingadozása miatt.