Thermoregulating Ectotherm

Od Jakea Zadika, bivšeg pripravnika za komunikacije s The Ocean Foundation koji sada studira na Kubi.

Dakle, pitate se, što je termoregulirajući ectotherm? Riječ "ectotherm" odnosi se na životinje koje općenito imaju tjelesnu temperaturu usporedivu s njihovom okolinom. Ne mogu interno regulirati svoju tjelesnu temperaturu. Ljudi ih često nazivaju "hladnokrvnima", ali ovaj izraz češće krivo usmjerava ljude. Ektotermi uključuju gmazove, vodozemce i ribe. Ove životinje imaju tendenciju da napreduju u toplijim okruženjima. Održana proizvodnja energije toplokrvnih (sisavaca) i hladnokrvnih (gmazova) životinja kao funkcija temperature jezgre.

"Termoregulacija" se odnosi na sposobnost životinja da održavaju svoju unutarnju temperaturu, bez obzira na temperaturu. Kada je vani hladno, ovi organizmi imaju sposobnost da ostanu topli. Kada je vani vruće, ove životinje imaju sposobnost da se rashlade i ne pregriju. To su "endotermi", kao što su ptice i sisavci. Endotermi imaju sposobnost održavanja konstantne tjelesne temperature i nazivaju se i homeotermi.

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 aktivno regulirati svoju tjelesnu temperaturu? Da, i to je doista vrlo posebno stvorenje.

Ovo je mjesec morskih kornjača u The Ocean Foundationu, zbog čega sam odlučio pisati o kožnoj morskoj kornjači i njenoj posebnoj termoregulaciji. Istraživanje praćenja pokazalo je da ova kornjača ima migracijske rute preko oceana i da je stalni posjetitelj širokog spektra staništa. Migriraju u hranjive, ali vrlo hladne vode sve do Nove Škotske u Kanadi, a gnijezde se u tropskim vodama diljem Kariba. Nijedan drugi reptil aktivno ne podnosi tako širok raspon temperaturnih uvjeta - kažem aktivno jer postoje gmazovi koji toleriraju temperature ispod ništice, ali to rade u stanju hibernacije. To je godinama fasciniralo herpetologe i morske biologe, no nedavno je otkriveno da ovi masivni gmazovi fizički reguliraju svoju temperaturu.

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

Unatoč tome što su po veličini usporedivi s malim kompaktnim automobilom, nemaju ugrađeni sustav grijanja koji dolazi standardno. Ipak, njihova veličina igra značajnu ulogu u regulaciji temperature. Budući da su tako velike, kožaste morske kornjače imaju nizak omjer površine i volumena, stoga se temperatura jezgre kornjače mijenja mnogo sporije. Ovaj fenomen se naziva "gigantotermija". Mnogi znanstvenici vjeruju da je to također bila karakteristika mnogih velikih pretpovijesnih životinja tijekom vrhunca ledenog doba i da je na kraju dovela do njihovog izumiranja kada su temperature počele rasti (jer se nisu mogle dovoljno brzo ohladiti).

Kornjača je također omotana slojem smeđeg masnog tkiva, jakim izolacijskim slojem masti koji se najčešće nalazi kod sisavaca. Ovaj sustav ima sposobnost zadržati više od 90% topline u jezgri životinje, smanjujući gubitak topline kroz izložene ekstremitete. U vodama visoke temperature događa se upravo suprotno. Učestalost udaraca perajima dramatično se smanjuje, a krv se slobodno kreće prema ekstremitetima i izbacuje toplinu kroz područja koja nisu prekrivena izolacijskim tkivom.

Kožaste morske kornjače toliko su uspješne u reguliranju svoje tjelesne temperature da imaju sposobnost održavanja konstantne tjelesne temperature 18 stupnjeva iznad ili ispod temperature okoline. To je toliko nevjerojatno da neki istraživači tvrde da je ovaj proces metabolički postignut jer su kožnate morske kornjače zapravo endotermne. Međutim, ovaj proces nije anatomski proveden, stoga većina istraživača sugerira da je ovo u najboljem slučaju umanjena verzija endotermije.

Kožaste kornjače nisu jedini morski ektotermi koji posjeduju tu sposobnost. Plavoperajna tuna ima jedinstven dizajn tijela koji zadržava njihovu krv u središtu tijela i ima sličan protustrujni sustav izmjenjivača topline kao i kožasta tuna. Sabljarke zadržavaju toplinu na glavi kroz sličan izolacijski sloj smeđeg masnog tkiva kako bi poboljšale vid kada plivaju u dubokim ili hladnim vodama. Postoje i drugi divovi mora koji toplinu gube sporijim procesom, poput velike bijele psine.

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

Na kraju će naša odlučnost da zaštitimo ono što znamo i naša znatiželja o tajanstvenim morskim kornjačama dovesti do snažnijih napora za očuvanje. Toliko je nepoznanica o ovim fascinantnim životinjama, a njihov je opstanak ugrožen gubitkom plaža za gniježđenje, plastičnim i drugim onečišćenjem mora te slučajnim ulovom u ribarskim mrežama i parangalima. Pomozite nam u Zaklada Ocean podržite one koji se posvete istraživanju i naporima za očuvanje morskih kornjača kroz naš Fond za morske kornjače.

Reference:

1. Bostrom, Brian L. i David R. Jones. “Vježba grije kožuh za odrasle
2. kornjače.”Komparativna biokemija 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: Toplinska strategija kožastih kornjača.” ur. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Ispis.
4. Goff, Gregory P. i Garry B. Stenson. “Smeđe masno tkivo u kožnatih morskih kornjača: termogeni organ u endotermnom reptilu?” Copeia 1988.4 (1988): 1071. Tisak.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe i P. Dockery. "Ontogenetske promjene u strukturi dušnika olakšavaju duboko ronjenje i traženje hrane u hladnoj vodi kod odraslih kožnih morskih kornjača." Časopis za eksperimentalnu biologiju 212.21 (2009): 3440-447. Ispis
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice i Frank V. Paladino. “Termalna neovisnost metabolizma mišićnog tkiva kod kožne kornjače, Dermochelys Coriacea.” Komparativna biokemija i fiziologija Dio A: Molekularna i integrativna fiziologija 120.3 (1998): 399-403. Ispis.