Den termoregulerende ektoterm

Af Jake Zadik, en tidligere kommunikationspraktikant hos The Ocean Foundation, som nu studerer i Cuba.

Så spørger du, hvad er en termoregulerende ektoterm? Ordet "ektoterm" refererer til dyr, der generelt har en kropstemperatur, der kan sammenlignes med deres omgivende miljø. De kan ikke internt regulere deres kropstemperatur. Folk refererer ofte til dem som "koldblodige", men dette udtryk har en tendens til at misdirigere folk oftere end ikke. Ektotermer omfatter krybdyr, padder og fisk. Disse dyr har tendens til at trives i varmere omgivelser. Vedvarende energiproduktion fra et varmblodet (pattedyr) og et koldblodet (krybdyr) dyr som funktion af kernetemperaturen.

"Termoregulerende," refererer til dyrs evne til at opretholde deres indre temperatur uden hensyntagen til temperaturen. Når det er koldt udenfor, har disse organismer evnen til at holde sig varme. Når det er varmt udenfor, har disse dyr evnen til at køle sig selv ned og ikke overophedes. Disse er "endotermerne", såsom fugle og pattedyr. Endotermer har evnen til at opretholde en konstant kropstemperatur og omtales også som homeotermer.

Så på dette tidspunkt er du måske klar over, at titlen på denne blog faktisk er en selvmodsigelse - en organisme, der ikke kan regulere sin kropstemperatur, men faktisk har evnen til aktivt at regulere sin kropstemperatur? Ja, og det er virkelig et meget specielt væsen.

Det er havskildpaddemåned hos The Ocean Foundation, og derfor har jeg valgt at skrive om læderhavskildpadden og dens særlige termoregulering. Sporingsforskning har vist, at denne skildpadde har migrationsruter på tværs af havene og er konstante besøgende til en bred vifte af levesteder. De migrerer til det næringsrige, men meget kolde vand så langt nordpå som Nova Scotia, Canada, og har redepladser i tropiske farvande i hele Caribien. Intet andet krybdyr tolererer aktivt en så bred vifte af temperaturforhold – jeg siger aktivt, fordi der er krybdyr, der tåler temperaturer under frysepunktet, men som gør det i en dvaletilstand. Dette har fascineret herpetologer og havbiologer i mange år, men det er for nylig blevet opdaget, at disse massive krybdyr fysisk regulerer deres temperatur.

…Men de er ektotermer, hvordan gør de det??…

På trods af at de i størrelse kan sammenlignes med en lille kompakt bil, har de ikke det indbyggede varmesystem, der er standard. Alligevel spiller deres størrelse en væsentlig rolle i deres temperaturregulering. Fordi de er så store, har læderhavskildpadder et lavt forhold mellem overfladeareal og volumen, så skildpaddens kernetemperatur ændres meget langsommere. Dette fænomen kaldes "gigantotermi". Mange forskere mener, at dette også var et kendetegn for mange store forhistoriske dyr under istidens klimaks, og det førte til sidst til deres udryddelse, da temperaturerne begyndte at stige (fordi de ikke kunne køle ned hurtigt nok).

Skildpadden er også pakket ind i et lag brunt fedtvæv, et stærkt isolerende fedtlag, der oftest findes hos pattedyr. Dette system har evnen til at tilbageholde mere end 90% af varmen i dyrets kerne, hvilket reducerer varmetabet gennem de udsatte ekstremiteter. Når man er i vand med høj temperatur, sker det modsatte. Hyppigheden af ​​flipperslag falder dramatisk, og blodet bevæger sig frit til ekstremiteterne og udstøder varme gennem de områder, der ikke er dækket af det isolerende væv.

Læderhavskildpadder har så stor succes med at regulere deres kropstemperatur, at de har evnen til at holde en konstant kropstemperatur 18 grader over eller under den omgivende temperatur. Det er så utroligt, at nogle forskere hævder, fordi denne proces er metabolisk udført, læderhavskildpadder er faktisk endoterme. Denne proces er dog ikke anatomisk udført, derfor foreslår de fleste forskere, at dette i bedste fald er en diminutiv version af endotermi.

Læderskildpadder er ikke de eneste marine ektotermer, der har denne evne. Blåfinnet tun har et unikt kropsdesign, der holder deres blod i kernen af ​​deres krop og har et lignende modstrømsvarmevekslersystem som læderryggen. Sværdfisk bevarer varmen ved hovedet gennem et lignende isolerende brunt fedtvævslag for at øge deres syn, når de svømmer i dybt eller koldt vand. Der er også andre giganter i havet, der taber varme ved en langsommere proces, såsom den store hvide haj.

Jeg tror, ​​at termoregulering blot er en utrolig fascinerende egenskab ved disse smukke majestætiske skabninger med så meget mere, end man kan se. Fra de små unger på vej til vandet til de evigt varierende hanner og de tilbagevendende ynglende hunner, er meget om dem stadig ukendt. Forskere er usikre på, hvor disse skildpadder tilbringer de første par år af deres liv. Det forbliver noget af et mysterium om, hvordan disse store afstandsrejsende dyr navigerer med en sådan præcision. Desværre lærer vi om havskildpadder med en hastighed, der er meget langsommere end hastigheden af ​​deres befolkningstilbagegang.

I sidste ende bliver det nødt til at være vores vilje til at beskytte det, vi ved, og vores nysgerrighed over for de mystiske havskildpadder, der fører til en stærkere bevaringsindsats. Der er så meget ukendt om disse fascinerende dyr, og deres overlevelse er truet af tabet af redestrande, plastik og anden forurening i havet og utilsigtet bifangst i fiskenet og langliner. Hjælp os kl Ocean Foundation støtte dem, der hellige sig havskildpaddeforskning og bevaringsindsats gennem vores havskildpaddefond.

Referencer:

1. Bostrom, Brian L. og David R. Jones. "Motion varmer voksen læderbag
2. Skildpadder."Komparativ biokemi og fysiologi Del A: Molekylær & Integrativ Fysiologi 147.2 (2007): 323-31. Print.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings og David R. Jones. "Adfærd og fysiologi: Den termiske strategi for læderskildpadder." Ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Print.
4. Goff, Gregory P. og Garry B. Stenson. "Brunt fedtvæv i læderhavskildpadder: Et termogent organ i et endotermisk krybdyr?" Copeia 1988.4 (1988): 1071. Tryk.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe og P. Dockery. "Ontogenetiske ændringer i luftrørsstrukturen letter dybe dyk og koldtvandssøgning hos voksne havskildpadder i læder." 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 og Frank V. Paladino. "Termisk uafhængighed af muskelvævsmetabolisme i læderskildpadden, Dermochelys Coriacea." Komparativ biokemi og fysiologi Del A: Molekylær & Integrativ Fysiologi 120.3 (1998): 399-403. Print.