L'ectoterma termoregolatrice

Di Jake Zadik, ex stagista di comunicazione presso The Ocean Foundation che ora studia a Cuba.

Quindi, chiedi, cos'è un ectotermo termoregolatore? La parola "ectoterma" si riferisce ad animali che generalmente hanno una temperatura corporea paragonabile al loro ambiente circostante. Non possono regolare internamente la loro temperatura corporea. Le persone spesso si riferiscono a loro come "a sangue freddo", ma questo termine tende a indirizzare male le persone il più delle volte. Gli ectotermi includono rettili, anfibi e pesci. Questi animali tendono a prosperare in ambienti più caldi. Produzione di energia sostenuta di un animale a sangue caldo (mammifero) e a sangue freddo (rettile) in funzione della temperatura interna.

"Termoregolazione" si riferisce alla capacità degli animali di mantenere la loro temperatura interna, con poca attenzione alla temperatura. Quando fuori fa freddo, questi organismi hanno la capacità di stare al caldo. Quando fuori fa caldo, questi animali hanno la capacità di raffreddarsi e non surriscaldarsi. Questi sono gli "endotermi", come uccelli e mammiferi. Gli endotermi hanno la capacità di mantenere una temperatura corporea costante e sono anche chiamati omeotermi.

Quindi, a questo punto potresti renderti conto che il titolo di questo blog è in realtà una contraddizione: un organismo che non può regolare la propria temperatura corporea ma in realtà ha la capacità di regolare attivamente la propria temperatura corporea? Sì, ed è davvero una creatura molto speciale.

Questo è il mese delle tartarughe marine alla The Ocean Foundation, motivo per cui ho scelto di scrivere sulla tartaruga marina liuto e sulla sua speciale termoregolazione. La ricerca di monitoraggio ha dimostrato che questa tartaruga ha rotte migratorie attraverso gli oceani ed è un visitatore costante di una vasta gamma di habitat. Migrano verso le acque ricche di nutrienti, ma molto fredde fino alla Nuova Scozia, in Canada, e hanno terreni di nidificazione nelle acque tropicali di tutti i Caraibi. Nessun altro rettile tollera attivamente una gamma così ampia di condizioni di temperatura, dico attivamente perché ci sono rettili che tollerano temperature sotto lo zero, ma lo fanno in uno stato di ibernazione. Questo ha affascinato erpetologi e biologi marini per molti anni, ma più recentemente è stato scoperto che questi enormi rettili regolano fisicamente la loro temperatura.

…Ma sono ectotermi, come fanno??…

Nonostante siano di dimensioni paragonabili a una piccola auto compatta, non hanno il sistema di riscaldamento integrato di serie. Eppure le loro dimensioni giocano un ruolo significativo nella loro regolazione della temperatura. Poiché sono così grandi, le tartarughe marine liuto hanno un basso rapporto tra area superficiale e volume, quindi la temperatura interna della tartaruga cambia a un ritmo molto più lento. Questo fenomeno è chiamato "gigantotermia". Molti scienziati ritengono che questa fosse anche una caratteristica di molti grandi animali preistorici durante il culmine dell'era glaciale e che alla fine portò alla loro estinzione quando le temperature iniziarono a salire (perché non potevano raffreddarsi abbastanza velocemente).

La tartaruga è anche avvolta in uno strato di tessuto adiposo bruno, un forte strato isolante di grasso che si trova più comunemente nei mammiferi. Questo sistema ha la capacità di trattenere oltre il 90% del calore al centro dell'animale, diminuendo la perdita di calore attraverso le estremità esposte. Quando in acque ad alta temperatura, accade esattamente il contrario. La frequenza del colpo di pinna diminuisce drasticamente e il sangue si muove liberamente verso le estremità ed espelle il calore attraverso le aree non coperte dal tessuto isolante.

Le tartarughe liuto hanno così tanto successo nel regolare la loro temperatura corporea che hanno la capacità di mantenere una temperatura corporea costante di 18 gradi sopra o sotto la temperatura ambiente. È così incredibile che alcuni ricercatori sostengono che questo processo è metabolicamente compiuto, le tartarughe marine liuto sono in realtà endotermiche. Tuttavia, questo processo non è condotto anatomicamente, quindi la maggior parte dei ricercatori suggerisce che questa sia una versione ridotta dell'endotermia nella migliore delle ipotesi.

Le tartarughe liuto non sono gli unici ectotermi marini a possedere questa capacità. Il tonno rosso ha un design del corpo unico che mantiene il sangue al centro del corpo e ha un sistema di scambio di calore in controcorrente simile al liuto. I pesci spada trattengono il calore alla testa attraverso uno strato di tessuto adiposo marrone isolante simile per aumentare la loro visione quando nuotano in acque profonde o fredde. Ci sono anche altri giganti del mare che perdono calore in un processo più lento, come il grande squalo bianco.

Penso che la termoregolazione sia solo una caratteristica incredibilmente affascinante di queste meravigliose creature maestose con molto più di quanto sembri. Dai minuscoli cuccioli che si dirigono verso l'acqua ai maschi sempre in movimento e alle femmine nidificanti che ritornano, molto di loro rimane sconosciuto. I ricercatori non sono sicuri di dove queste tartarughe trascorrano i primi anni della loro vita. Rimane una sorta di mistero su come questi grandi animali che viaggiano a distanza si spostino con tale precisione. Sfortunatamente stiamo imparando a conoscere le tartarughe marine a un ritmo molto più lento del tasso di declino della loro popolazione.

Alla fine dovrà essere la nostra determinazione a proteggere ciò che sappiamo e la nostra curiosità per le misteriose tartarughe marine che porta a maggiori sforzi di conservazione. C'è così tanto sconosciuto su questi affascinanti animali e la loro sopravvivenza è minacciata dalla perdita delle spiagge di nidificazione, dalla plastica e da altro inquinamento nel mare e dalle catture accessorie accidentali nelle reti da pesca e nei palangari. Aiutaci a La Fondazione Oceano sostieni coloro che si dedicano alla ricerca e alla conservazione delle tartarughe marine attraverso il nostro Sea Turtle Fund.

Riferimenti:

1. Bostrom, Brian L. e David R. Jones. “L'esercizio riscalda liuto adulto
2. Tartarughe.”Biochimica e fisiologia comparate Parte A: Fisiologia molecolare e integrativa 147.2 (2007): 323-31. Stampa.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings e David R. Jones. "Comportamento e fisiologia: la strategia termica delle tartarughe liuto". ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Stampa.
4. Goff, Gregory P. e Garry B. Stenson. "Tessuto adiposo bruno nelle tartarughe marine liuto: un organo termogenico in un rettile endotermico?" Copea 1988.4 (1988): 1071. Stampa.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe e P. Dockery. "I cambiamenti ontogenetici nella struttura tracheale facilitano le immersioni profonde e il foraggiamento in acqua fredda nelle tartarughe marine adulte". Journal of Experimental Biology 212.21 (2009): 3440-447. Stampare
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice e Frank V. Paladino. "Indipendenza termica del metabolismo del tessuto muscolare nella tartaruga liuto, Dermochelys coriacea". Biochimica e fisiologia comparate Parte A: Fisiologia molecolare e integrativa 120.3 (1998): 399-403. Stampa.