تنظيم الحرارة الخارجية

بقلم جيك صادق ، متدرب اتصالات سابق في مؤسسة المحيط ويدرس الآن في كوبا.

لذا ، تسأل ، ما هي الحرارة الخارجية المنظمة للحرارة؟ تشير كلمة "ectotherm" إلى الحيوانات التي لها درجة حرارة جسم مماثلة لبيئتها المحيطة. لا يمكنهم تنظيم درجة حرارة أجسامهم داخليًا. غالبًا ما يشير إليهم الناس على أنهم "بدم بارد" ، ولكن هذا المصطلح يميل إلى تضليل الناس في كثير من الأحيان. تشمل إيكتثرمس الزواحف والبرمائيات والأسماك. تميل هذه الحيوانات إلى الازدهار في البيئات الأكثر دفئًا. إنتاج الطاقة المستدام لحيوان ذوات الدم الحار (الثدييات) والحيوان من ذوات الدم البارد (الزواحف) كدالة لدرجة الحرارة الأساسية.

يشير مصطلح "التنظيم الحراري" إلى قدرة الحيوانات على الحفاظ على درجة حرارتها الداخلية ، مع القليل من الاهتمام بدرجة الحرارة. عندما يكون الجو باردًا في الخارج ، فإن هذه الكائنات الحية لديها القدرة على البقاء دافئة. عندما يكون الجو حارًا في الخارج ، فإن هذه الحيوانات لديها القدرة على تبريد نفسها وعدم ارتفاع درجة حرارتها. هذه هي "ماصات الحرارة" ، مثل الطيور والثدييات. تمتلك Endotherms القدرة على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم ويشار إليها أيضًا باسم الحرارة المنزلية.

لذا ، في هذه المرحلة ، قد تدرك أن عنوان هذه المدونة هو في الواقع تناقض - كائن حي لا يمكنه تنظيم درجة حرارة جسمه ولكنه في الواقع لديه القدرة على تنظيم درجة حرارة جسمه بشكل فعال؟ نعم ، إنه مخلوق مميز جدًا حقًا.

هذا هو شهر السلاحف البحرية في The Ocean Foundation ، ولهذا السبب اخترت الكتابة عن السلاحف البحرية الجلدية الظهر وتنظيمها الحراري الخاص. أظهرت أبحاث التتبع أن هذه السلحفاة لها طرق هجرة عبر المحيطات ، وأن تكون زوارًا دائمين لمجموعة واسعة من الموائل. يهاجرون إلى المياه الغنية بالمغذيات ، ولكن شديدة البرودة في أقصى الشمال مثل نوفا سكوتيا ، كندا ، ولديهم أعشاش في المياه الاستوائية في جميع أنحاء منطقة البحر الكاريبي. لا يوجد زواحف أخرى تتحمل بنشاط مثل هذا النطاق الواسع من ظروف درجة الحرارة - أقول بنشاط لأن هناك زواحف تتحمل درجات حرارة أقل من درجة التجمد ، ولكنها تفعل ذلك في حالة السبات. لقد أذهل هذا علماء الزواحف وعلماء الأحياء البحرية لسنوات عديدة ، ولكن تم اكتشافه مؤخرًا أن هذه الزواحف الضخمة تنظم درجة حرارتها جسديًا.

... لكنها ectotherms ، كيف يفعلون ذلك ؟؟ ...

على الرغم من كونها قابلة للمقارنة في الحجم مع سيارة صغيرة مدمجة ، إلا أنها لا تحتوي على نظام تدفئة مدمج يأتي بشكل قياسي. ومع ذلك ، يلعب حجمها دورًا مهمًا في تنظيم درجة حرارتها. نظرًا لأنها كبيرة جدًا ، تتمتع السلاحف البحرية الجلدية الظهر بمساحة سطحية منخفضة إلى نسبة الحجم ، وبالتالي تتغير درجة الحرارة الأساسية للسلحفاة بمعدل أبطأ بكثير. هذه الظاهرة تسمى "الحرارة العملاقة". يعتقد العديد من العلماء أن هذا كان أيضًا سمة مميزة للعديد من حيوانات ما قبل التاريخ الكبيرة خلال ذروة العصر الجليدي وأدى ذلك في النهاية إلى انقراضها حيث بدأت درجات الحرارة في الارتفاع (لأنها لم تستطع أن تبرد بالسرعة الكافية).

يتم لف السلحفاة أيضًا في طبقة من الأنسجة الدهنية البنية ، وهي طبقة عازلة قوية من الدهون الأكثر شيوعًا في الثدييات. يتمتع هذا النظام بالقدرة على الاحتفاظ بأكثر من 90٪ من الحرارة في قلب الحيوان ، مما يقلل من فقد الحرارة من خلال الأطراف المكشوفة. عندما تكون المياه في درجات حرارة عالية ، يحدث العكس تمامًا. ينخفض ​​تواتر ضربات الزعانف بشكل كبير ، ويتحرك الدم بحرية إلى الأطراف ويطرد الحرارة عبر المناطق غير المغطاة بالنسيج العازل.

تنجح السلاحف البحرية ذات الظهر الجلدي في تنظيم درجة حرارة أجسامها لدرجة أن لديها القدرة على الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم بمقدار 18 درجة أعلى أو أقل من درجة الحرارة المحيطة. هذا أمر لا يصدق لدرجة أن بعض الباحثين يجادلون لأن هذه العملية تتم بشكل استقلابي ، فإن السلاحف البحرية الجلدية ذات الظهر هي في الواقع ماصة للحرارة. ومع ذلك ، لا يتم إجراء هذه العملية تشريحيًا ، لذلك يقترح معظم الباحثين أن هذه نسخة مصغرة من ماص للحرارة في أحسن الأحوال.

السلاحف الجلدية الظهر ليست هي الوحيدة التي تمتلك هذه القدرة. تتميز التونة ذات الزعانف الزرقاء بتصميم فريد للجسم يحافظ على دمها في قلب أجسامها ولها نظام مبادل حراري مماثل للتيار المعاكس للجلد باك. يحتفظ سمك أبو سيف بالحرارة في رأسه من خلال طبقة نسيج دهنية بنية عازلة مماثلة لزيادة رؤيته عند السباحة في المياه العميقة أو الباردة. هناك أيضًا عمالقة البحر الأخرى التي تفقد الحرارة في عملية أبطأ ، مثل القرش الأبيض الكبير.

أعتقد أن التنظيم الحراري هو مجرد خاصية رائعة بشكل لا يصدق لهذه المخلوقات الرائعة الجميلة بأكثر مما تراه العين. من الفراخ الصغيرة التي تشق طريقها إلى الماء إلى الذكور المتعددين وإناث التعشيش العائدة ، يبقى الكثير عنهم غير معروف. الباحثون غير متأكدين من المكان الذي تقضي فيه هذه السلاحف السنوات القليلة الأولى من حياتها. لا يزال الأمر غامضًا بشأن كيفية تنقل هذه الحيوانات لمسافات طويلة بهذه الدقة. لسوء الحظ ، نحن نتعلم عن السلاحف البحرية بمعدل أبطأ بكثير من معدل انخفاض أعدادها.

في النهاية ، يجب أن يكون تصميمنا على حماية ما نعرفه ، وفضولنا بشأن السلاحف البحرية الغامضة الذي يؤدي إلى جهود حماية أقوى. هناك الكثير من المعلومات المجهولة عن هذه الحيوانات الرائعة وبقائها مهدد بفقدان شواطئ التعشيش ، والتلوث البلاستيكي وغيره من التلوث في البحر ، والصيد العرضي في شباك الصيد والخيوط الطويلة. ساعدنا في مؤسسة المحيط دعم أولئك الذين يكرسون أنفسهم لأبحاث السلاحف البحرية وجهود الحفاظ عليها من خلال صندوق السلاحف البحرية.

المراجع:

1. بوستروم ، بريان ل. ، وديفيد آر جونز. “تمرين يسخن الكبار ليذرباك
2. السلاحف. "الكيمياء الحيوية المقارن وعلم وظائف الأعضاء الجزء أ: علم وظائف الأعضاء الجزيئي والتكامل 147.2 (2007): 323-31. مطبعة.
3. بوستروم ، بريان إل ، تي تود جونز ، ميرفين هاستينغز ، وديفيد آر جونز. "السلوك وعلم وظائف الأعضاء: الإستراتيجية الحرارية للسلاحف الجلدية." إد. لويس جورج هالسي. بلوس ONE 5.11 (2010): E13925. مطبعة.
4. جوف ، جريجوري ب ، وجاري ب. ستينسون. "الأنسجة الدهنية البنية في السلاحف البحرية الجلدية الظهر: عضو مولد للحرارة في زاحف ماص للحرارة؟" كوبيا 1988.4 (1988): 1071. طباعة.
5. دافنبورت ، جيه ، جيه فراهير ، إي فيتزجيرالد ، بي ماكلولين ، تي دويل ، إل هارمان ، تي كاف ، وبي دوكري. "التغييرات الجينية في بنية القصبة الهوائية تسهل الغوص العميق والبحث عن الطعام في الماء البارد في السلاحف البحرية ذات الظهر الجلدية البالغة." مجلة البيولوجيا التجريبية 212.21 (2009): 3440-447. طباعة
6. بينيك وديفيد ن. وجيمس آر. سبوتيلا ومايكل بي أوكونور وأنتوني سي ستيرمارك وروبرت إتش جورج وكريستوفر جيه ساليس وفرانك في بالادينو. "الاستقلال الحراري لعملية التمثيل الغذائي لأنسجة العضلات في السلحفاة الجلدية الظهر ، Dermochelys Coriacea." الكيمياء الحيوية المقارن وعلم وظائف الأعضاء الجزء أ: علم وظائف الأعضاء الجزيئي والتكامل 120.3 (1998): 399-403. مطبعة.