گرما تنظیم کننده گرما

نوشته جیک زادیک، کارآموز سابق ارتباطات در بنیاد اقیانوس که اکنون در کوبا تحصیل می کند.

بنابراین، می‌پرسید، اکتوترم تنظیم‌کننده حرارت چیست؟ کلمه اکتوترم به حیواناتی اطلاق می شود که به طور کلی دمای بدنی قابل مقایسه با محیط اطراف خود دارند. آنها نمی توانند دمای بدن خود را به صورت داخلی تنظیم کنند. مردم اغلب از آنها به عنوان "خونسرد" یاد می کنند، اما این اصطلاح معمولاً مردم را به اشتباه هدایت می کند. اکتوترم ها شامل خزندگان، دوزیستان و ماهی ها هستند. این حیوانات تمایل دارند در محیط های گرمتر رشد کنند. انرژی خروجی پایدار یک حیوان خونگرم (پستاندار) و یک حیوان خونسرد (خزنده) به عنوان تابعی از دمای هسته.

"تنظیم حرارت" به توانایی حیوانات برای حفظ دمای داخلی خود، بدون توجه کمی به دما، اشاره دارد. هنگامی که هوا سرد است، این موجودات توانایی گرم ماندن را دارند. هنگامی که هوا گرم است، این حیوانات این توانایی را دارند که خود را خنک کنند و بیش از حد گرم نشوند. اینها "گرمای گرما" هستند، مانند پرندگان و پستانداران. آندوترم ها توانایی ثابت نگه داشتن دمای بدن را دارند و به آن ها گرما نیز گفته می شود.

بنابراین، در این مرحله ممکن است متوجه شوید که عنوان این وبلاگ در واقع یک تناقض است - ارگانیسمی که نمی تواند دمای بدن خود را تنظیم کند اما در واقع توانایی تنظیم فعال دمای بدن خود را دارد؟ بله، و در واقع یک موجود بسیار خاص است.

این ماه لاک پشت دریایی در بنیاد اقیانوس است، به همین دلیل است که من تصمیم گرفتم در مورد لاک پشت دریایی چرمی و تنظیم حرارت ویژه آن بنویسم. تحقیقات ردیابی نشان داده است که این لاک پشت دارای مسیرهای مهاجرت در سراسر اقیانوس ها است و بازدیدکنندگان دائمی مجموعه وسیعی از زیستگاه ها است. آنها به سمت آب های غنی از مواد مغذی، اما بسیار سرد تا نوا اسکوشیا، کانادا مهاجرت می کنند و در آب های گرمسیری در سراسر کارائیب لانه سازی می کنند. هیچ خزنده دیگری به طور فعال چنین طیف گسترده ای از شرایط دما را تحمل نمی کند - من به طور فعال می گویم زیرا خزندگانی وجود دارند که دمای زیر صفر را تحمل می کنند، اما این کار را در حالت خواب زمستانی انجام می دهند. این موضوع سال هاست که هرپتولوژیست ها و زیست شناسان دریایی را مجذوب خود کرده است، اما اخیراً کشف شده است که این خزندگان عظیم از نظر فیزیکی دمای خود را تنظیم می کنند.

... اما آنها گرما هستند، چگونه این کار را انجام می دهند؟…

علیرغم اینکه از نظر اندازه با یک ماشین جمع و جور کوچک قابل مقایسه هستند، سیستم گرمایشی استاندارد ندارند. با این حال اندازه آنها نقش مهمی در تنظیم دمای آنها دارد. از آنجایی که لاک‌پشت‌های دریایی پشت چرمی بسیار بزرگ هستند، نسبت سطح به حجم کمی دارند، بنابراین دمای هسته لاک پشت با سرعت بسیار کمتری تغییر می‌کند. به این پدیده «گیگانتوترمی» می گویند. بسیاری از دانشمندان بر این باورند که این ویژگی بسیاری از حیوانات بزرگ ماقبل تاریخ در اوج عصر یخبندان نیز بود و در نهایت با شروع به افزایش دما منجر به انقراض آنها شد (زیرا آنها نمی توانستند به اندازه کافی سریع سرد شوند).

لاک پشت همچنین در لایه ای از بافت چربی قهوه ای رنگ پیچیده شده است، یک لایه عایق قوی از چربی که بیشتر در پستانداران یافت می شود. این سیستم توانایی حفظ بیش از 90 درصد گرما را در هسته حیوان دارد و باعث کاهش اتلاف حرارت از طریق اندام های در معرض دید می شود. وقتی در آب های با دمای بالا قرار می گیریم، دقیقا برعکس اتفاق می افتد. فرکانس ضربه فلیپر به طور چشمگیری کاهش می یابد و خون آزادانه به سمت اندام ها حرکت می کند و گرما را از طریق مناطقی که در بافت عایق پوشانده نشده است خارج می کند.

لاک پشت های دریایی پشت چرمی در تنظیم دمای بدن خود به قدری موفق هستند که این توانایی را دارند که دمای بدن را 18 درجه بالاتر یا کمتر از دمای محیط ثابت نگه دارند. این به قدری باورنکردنی است که برخی از محققان استدلال می کنند زیرا این فرآیند از نظر متابولیکی انجام می شود لاک پشت های دریایی در واقع گرماگیر هستند. با این حال، این فرآیند از نظر تشریحی انجام نمی‌شود، بنابراین اکثر محققان پیشنهاد می‌کنند که در بهترین حالت، این یک نسخه کوچک از گرما است.

لاک‌پشت‌های پشت چرمی تنها اکتوترم‌های دریایی نیستند که این توانایی را دارند. ماهی تن آبی دارای طراحی منحصر به فردی است که خون آنها را در هسته بدن خود نگه می دارد و دارای سیستم مبدل حرارتی ضد جریان مشابه با پشت چرمی است. اره ماهی گرما را در سر خود از طریق یک لایه بافت چربی قهوه ای عایق مشابه حفظ می کند تا دید خود را هنگام شنا در آب های عمیق یا سرد افزایش دهد. غول های دیگری از دریا نیز وجود دارند که گرما را با روندی کندتر از دست می دهند، مانند کوسه سفید بزرگ.

من فکر می‌کنم تنظیم حرارت تنها یکی از ویژگی‌های فوق‌العاده جذاب این موجودات باشکوه زیباست که بسیار بیشتر از آنچه به چشم می‌آید. از جوجه های کوچکی که به سمت آب راه می یابند تا نرهای همیشه در حال جستجو و ماده های لانه ساز بازگشته، چیزهای زیادی درباره آنها ناشناخته باقی مانده است. محققان مطمئن نیستند که این لاک پشت ها چند سال اول زندگی خود را در کجا سپری می کنند. این که چگونه این حیوانات بزرگ مسافت پیموده شده با چنین دقتی حرکت می کنند، یک معما باقی مانده است. متأسفانه ما در حال یادگیری در مورد لاک پشت های دریایی با سرعتی هستیم که بسیار کندتر از سرعت کاهش جمعیت آنها است.

در پایان باید عزم ما برای محافظت از آنچه می‌دانیم باشد، و کنجکاوی ما در مورد لاک‌پشت‌های دریایی مرموز است که منجر به تلاش‌های حفاظتی قوی‌تر می‌شود. ناشناخته های زیادی در مورد این حیوانات جذاب وجود دارد و بقای آنها به دلیل از بین رفتن سواحل لانه سازی، پلاستیک و سایر آلودگی های موجود در دریا و صید تصادفی در تورهای ماهیگیری و طویل های طولانی تهدید می شود. به ما کمک کنید در بنیاد اقیانوس از کسانی که خود را وقف تحقیقات و تلاش های حفاظت از لاک پشت های دریایی از طریق صندوق لاک پشت های دریایی ما می کنند، حمایت کنید.

منابع:

1. بوستروم، برایان ال. و دیوید آر. جونز. «ورزش، پشت چرمی بزرگسالان را گرم می کند
2. لاک پشت ها.”بیوشیمی و فیزیولوژی مقایسه ای بخش A: فیزیولوژی مولکولی و یکپارچه 147.2 (2007): 323-31. چاپ.
3. بوستروم، برایان ال.، تی. تاد جونز، مروین هستینگز و دیوید آر. جونز. "رفتار و فیزیولوژی: استراتژی حرارتی لاک پشت های چرمی." اد. لوئیس جورج هالسی. پلاس وان 5.11 (2010): E13925. چاپ.
4. گاف، گریگوری پی، و گری بی استنسون. "بافت چربی قهوه ای در لاک پشت های دریایی چرمی: یک اندام گرمازا در خزنده گرماگیر؟" کپیا 1988.4 (1988): 1071. چاپ.
5. Davenport، J.، J. Fraher، E. Fitzgerald، P. Mcclaughlin، T. Doyle، L. Harman، T. Cuffe و P. Dockery. "تغییرات انتوژنتیکی در ساختار تراشه، غواصی عمیق و جستجوی آب سرد را در لاک پشت های دریایی بالغ چرمی تسهیل می کند." مجله زیستشناسی تجربی 212.21 (2009): 3440-447. چاپ
6. پنیک، دیوید ان، جیمز آر اسپاتیلا، مایکل پی اوکانر، آنتونی سی استایرمارک، رابرت اچ. جورج، کریستوفر جی سالیس، و فرانک وی. پالادینو. "استقلال حرارتی متابولیسم بافت ماهیچه ای در لاک پشت چرمی، Dermochelys Coriacea." بیوشیمی و فیزیولوژی مقایسه ای بخش A: فیزیولوژی مولکولی و یکپارچه 120.3 (1998): 399-403. چاپ.