Thermoregulating Ectotherm

Piše Jake Zadik, bivši stažista za komunikacije u The Ocean Foundation koji sada studira na Kubi.

Dakle, pitate, šta je termoregulirajuća ektoterma? Riječ "ektoterma" odnosi se na životinje koje općenito imaju tjelesnu temperaturu uporedivu sa okolinom. Ne mogu iznutra regulisati svoju tjelesnu temperaturu. Ljudi ih često nazivaju „hladnokrvnim“, ali ovaj izraz često pogrešno usmjerava ljude. Ektoterme uključuju gmizavce, vodozemce i ribe. Ove životinje imaju tendenciju da napreduju u toplijim sredinama. Trajni izlaz energije toplokrvnih (sisara) i hladnokrvnih (gmizavskih) životinja u funkciji temperature jezgre.

“Termoregulacija” se odnosi na sposobnost životinja da održavaju svoju unutrašnju temperaturu, bez obzira na temperaturu. Kada je napolju hladno, ovi organizmi imaju sposobnost da ostanu topli. Kada je napolju vruće, ove životinje imaju sposobnost da se ohlade i ne pregreju. To su "endoterme", kao što su ptice i sisari. Endoterme imaju sposobnost održavanja konstantne tjelesne temperature i nazivaju se i homeotermama.

Dakle, u ovom trenutku možete shvatiti da je naslov ovog bloga zapravo kontradikcija – organizam koji ne može regulirati svoju tjelesnu temperaturu, ali zapravo ima sposobnost da aktivno regulira svoju tjelesnu temperaturu? Da, i to je zaista veoma posebno stvorenje.

Ovo je mjesec morskih kornjača u The Ocean Foundation, zbog čega sam odlučio pisati o kožnoj kornjači i njenoj posebnoj termoregulaciji. Istraživanje praćenja pokazalo je da ova kornjača ima puteve migracije preko okeana i da je stalni posjetilac širokog spektra staništa. Migriraju u vode bogate nutrijentima, ali vrlo hladne, sve do Nove Škotske u Kanadi, a gnijezde se u tropskim vodama širom Kariba. Nijedan drugi reptil aktivno ne toleriše tako širok raspon temperaturnih uslova—kažem aktivno jer postoje gmizavci koji tolerišu temperature ispod nule, ali to rade u stanju hibernacije. Ovo je već dugi niz godina fasciniralo herpetologe i morske biologe, ali je nedavno otkriveno da ovi masivni gmizavci fizički reguliraju svoju temperaturu.

…Ali oni su ektotermi, kako to rade??…

Uprkos tome što su po veličini uporedivi sa malim kompaktnim automobilom, nemaju ugrađeni sistem grejanja koji dolazi standardno. Ipak, njihova veličina igra značajnu ulogu u njihovoj regulaciji temperature. Budući da su tako velike, kožne morske kornjače imaju nizak omjer površine i zapremine, tako da se temperatura u jezgru kornjače mijenja mnogo sporije. Ovaj fenomen se naziva "gigantotermija". Mnogi naučnici vjeruju da je to bila i karakteristika mnogih velikih praistorijskih životinja tokom vrhunca ledenog doba i da je na kraju dovelo do njihovog izumiranja kako su temperature počele rasti (jer se nisu mogle dovoljno brzo ohladiti).

Kornjača je također umotana u sloj smeđeg masnog tkiva, jak izolacijski sloj masti koji se najčešće nalazi kod sisara. Ovaj sistem ima sposobnost da zadrži više od 90% toplote u jezgri životinje, smanjujući gubitak toplote kroz izložene ekstremitete. U vodi visoke temperature dešava se upravo suprotno. Učestalost udara peraja se dramatično smanjuje, a krv se slobodno kreće do ekstremiteta i izbacuje toplinu kroz područja koja nisu pokrivena izolacijskim tkivom.

Kožnate morske kornjače toliko su uspješne u regulaciji svoje tjelesne temperature da imaju sposobnost da održavaju konstantnu tjelesnu temperaturu 18 stepeni iznad ili ispod temperature okoline. To je toliko nevjerovatno da neki istraživači tvrde jer je ovaj proces metabolički ostvaren. Kožaste morske kornjače su zapravo endotermne. Međutim, ovaj proces se ne provodi anatomski, stoga većina istraživača sugerira da je ovo u najboljem slučaju umanjena verzija endotermije.

Kožnate kornjače nisu jedine morske ektoterme koje posjeduju ovu sposobnost. Plavoperajna tuna ima jedinstven dizajn tijela koji drži njihovu krv u jezgri tijela i ima sličan sistem izmjenjivača topline protiv struje kao i kožna leđa. Sabljarke zadržavaju toplinu na glavi kroz sličan izolacijski sloj smeđeg masnog tkiva kako bi poboljšali svoj vid kada plivaju u dubokim ili hladnim vodama. Postoje i drugi morski divovi koji gube toplinu sporijim procesom, poput velike bijele ajkule.

Mislim da je termoregulacija samo jedna nevjerovatno fascinantna karakteristika ovih prekrasnih veličanstvenih stvorenja sa mnogo više nego što se na prvi pogled čini. Od sićušnih mladunaca koji se probijaju do vode do mužjaka koji se stalno kreću i ženki koje se gnijezde, mnogo toga o njima ostaje nepoznato. Istraživači nisu sigurni gdje ove kornjače provode prvih nekoliko godina svog života. Ostaje nešto kao misterija o tome kako ove velike životinje koje putuju na daljinu kreću se s takvom preciznošću. Nažalost, o morskim kornjačama učimo brzinom koja je mnogo sporija od stope opadanja njihove populacije.

Na kraju će to morati biti naša odlučnost da zaštitimo ono što znamo, a naša znatiželja o misterioznim morskim kornjačama vodi ka snažnijim naporima za očuvanje. Toliko je nepoznatog o ovim fascinantnim životinjama, a njihov opstanak je ugrožen gubitkom plaža za gniježđenje, plastikom i drugim zagađenjem u moru, te slučajnim usputnim ulovom u ribarskim mrežama i parangalima. Pomozite nam na The Ocean Foundation podržite one koji se posvete istraživanju i očuvanju morskih kornjača kroz naš Fond za morske kornjače.

reference:

1. Bostrom, Brian L. i David R. Jones. “Vježba zagrijava kožna leđa odraslih
2. Kornjače.”Komparativna biohemija i fiziologija Dio A: Molekularna i integrativna fiziologija 147.2 (2007): 323-31. Ispis.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings i David R. Jones. “Ponašanje i fiziologija: Termička strategija kožnih kornjača.” Ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Print.
4. Goff, Gregory P. i Garry B. Stenson. „Smeđe masno tkivo kod kožnih morskih kornjača: termogeni organ u endotermnom gmizavcu?“ Copeia 1988.4 (1988): 1071. Štampa.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe i P. Dockery. “Ontogenetske promjene u strukturi dušnika olakšavaju duboka ronjenja i traženje hrane u hladnoj vodi kod odraslih kožnih kornjača.” Journal of Experimental Biology 212.21 (2009): 3440-447. Print
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice i Frank V. Paladino. “Termička nezavisnost metabolizma mišićnog tkiva kod kožne kornjače, Dermochelys Coriacea.” Komparativna biohemija i fiziologija Dio A: Molekularna i integrativna fiziologija 120.3 (1998): 399-403. Ispis.