Termoreguliuojanti ektoterma

Jake'as Zadikas, buvęs „The Ocean Foundation“ komunikacijos praktikantas, dabar studijuojantis Kuboje.

Taigi, jūs klausiate, kas yra termoreguliacinė ektoterma? Žodis „ektoterma“ reiškia gyvūnus, kurių kūno temperatūra paprastai yra panaši į juos supančios aplinkos temperatūrą. Jie negali iš vidaus reguliuoti savo kūno temperatūros. Žmonės dažnai juos vadina „šaltakraujiškais“, tačiau šis terminas dažniausiai nukreipia žmones klaidingai. Ektotermoms priklauso ropliai, varliagyviai ir žuvys. Šie gyvūnai linkę klestėti šiltesnėje aplinkoje. Ilgalaikė šiltakraujų (žinduolių) ir šaltakraujų (roplių) energijos išeiga, kaip pagrindinės temperatūros funkcija.

„Termoreguliavimas“ reiškia gyvūnų gebėjimą palaikyti vidinę temperatūrą, mažai atsižvelgiant į temperatūrą. Kai lauke šalta, šie organizmai turi galimybę išlikti šilti. Kai lauke karšta, šie gyvūnai turi savybę atvėsti ir neperkaisti. Tai yra „endotermai“, tokie kaip paukščiai ir žinduoliai. Endotermai turi galimybę palaikyti pastovią kūno temperatūrą ir taip pat vadinami homeotermais.

Taigi, šiuo metu galite suprasti, kad šio tinklaraščio pavadinimas iš tikrųjų yra prieštaravimas – organizmas, kuris negali reguliuoti savo kūno temperatūros, bet iš tikrųjų turi galimybę aktyviai reguliuoti savo kūno temperatūrą? Taip, ir tai tikrai labai ypatinga būtybė.

„The Ocean Foundation“ yra jūrų vėžlių mėnuo, todėl nusprendžiau parašyti apie odinį vėžlį ir jo ypatingą termoreguliaciją. Stebėjimo tyrimai parodė, kad šis vėžlys turi migracijos kelius per vandenynus ir yra nuolatinis įvairių buveinių lankytojas. Jie migruoja į maistinių medžiagų turtingus, bet labai šaltus vandenis į šiaurę iki Naujosios Škotijos (Kanada) ir turi lizdų tropiniuose vandenyse visoje Karibų jūroje. Joks kitas roplys aktyviai netoleruoja tokio plataus temperatūrų diapazono – sakau aktyviai, nes yra roplių, kurie toleruoja žemesnę nei užšalimo temperatūrą, bet tai daro žiemojimo būsenoje. Tai daugelį metų žavėjo herpetologus ir jūrų biologus, tačiau visai neseniai buvo atrasta, kad šie didžiuliai ropliai fiziškai reguliuoja savo temperatūrą.

…Bet jie yra ektotermos, kaip jie tai daro?…

Nors savo dydžiu galima palyginti su nedideliu kompaktišku automobiliu, jie neturi įmontuotos šildymo sistemos, kuri yra standartinė. Tačiau jų dydis vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant temperatūrą. Kadangi odiniai jūriniai vėžliai yra tokie dideli, jų paviršiaus ploto ir tūrio santykis yra mažas, todėl vėžlio pagrindinė temperatūra kinta daug lėčiau. Šis reiškinys vadinamas „gigantotermija“. Daugelis mokslininkų mano, kad tai taip pat buvo būdinga daugeliui didelių priešistorinių gyvūnų per ledynmečio kulminaciją ir galiausiai privedė prie jų išnykimo, kai temperatūra pradėjo kilti (nes negalėjo pakankamai greitai atvėsti).

Vėžlys taip pat yra apvyniotas rudo riebalinio audinio sluoksniu – stipriu izoliuojančiu riebalų sluoksniu, dažniausiai randamu žinduoliams. Ši sistema turi galimybę išlaikyti daugiau nei 90% šilumos gyvūno šerdyje, todėl sumažėja šilumos nuostoliai per atviras galūnes. Kai vandens temperatūra yra aukšta, viskas vyksta priešingai. Plekšnės smūgių dažnis smarkiai sumažėja, o kraujas laisvai juda į galūnes ir išstumia šilumą per tas vietas, kurios nėra padengtos izoliaciniu audiniu.

Odiniai jūriniai vėžliai taip sėkmingai reguliuoja savo kūno temperatūrą, kad turi galimybę palaikyti pastovią kūno temperatūrą 18 laipsnių aukštesnę arba žemesnę už aplinkos temperatūrą. Tai taip neįtikėtina, kad kai kurie tyrinėtojai teigia, kad šis procesas vyksta metaboliškai. Odiniai jūros vėžliai iš tikrųjų yra endoterminiai. Tačiau šis procesas nėra atliktas anatomiškai, todėl dauguma tyrinėtojų teigia, kad geriausiu atveju tai yra mažybinė endotermijos versija.

Odiniai vėžliai nėra vieninteliai jūriniai ektotermai, turintys šį gebėjimą. Paprastasis tunas turi unikalų kūno dizainą, kuris išlaiko kraują kūno šerdyje ir turi panašią priešpriešinės srovės šilumokaičio sistemą kaip ir odinį nugarą. Kardžuvės išlaiko šilumą prie galvos per panašų izoliacinį rudą riebalinio audinio sluoksnį, kad pagerintų jų regėjimą plaukdamos giliuose ar šaltuose vandenyse. Taip pat yra ir kitų jūros milžinų, kurie lėčiau praranda šilumą, pavyzdžiui, didysis baltasis ryklys.

Manau, kad termoreguliacija yra tik viena neįtikėtinai žavinga šių nuostabių didingų būtybių savybė, turinti daug daugiau, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio. Nuo mažyčių išsiritusių jauniklių, keliaujančių į vandenį, iki nuolat besiskleidžiančių patinų ir grįžtančių lizdus patelių, daug kas apie juos lieka nežinoma. Tyrėjai nežino, kur šie vėžliai praleidžia pirmuosius kelerius savo gyvenimo metus. Tebėra kažkokia paslaptis, kaip šie didelius atstumus keliaujantys gyvūnai taip tiksliai naršo. Deja, apie jūros vėžlius sužinome daug lėčiau nei jų populiacijos mažėjimo tempas.

Galų gale tai turės būti mūsų ryžtas apsaugoti tai, ką žinome, ir mūsų smalsumas paslaptingiesiems jūros vėžliams, dėl kurių bus imtasi stipresnių apsaugos pastangų. Apie šiuos nuostabius gyvūnus nežinoma tiek daug, o jų išlikimui grėsmę kelia lizdų paplūdimių praradimas, plastiko ir kitokia jūros tarša, atsitiktinis priegaudas žvejybos tinklais ir ūdomis. Padėkite mums adresu Vandenyno fondas remti tuos, kurie atsiduoda jūros vėžlių tyrimams ir jų išsaugojimo pastangoms per mūsų jūrų vėžlių fondą.

Nuorodos:

1. Bostromas, Brianas L. ir Davidas R. Jonesas. „Pratimai sušildo suaugusiųjų odinį nugarą
2. Vėžliai“.Lyginamoji biochemija ir fiziologija A dalis: Molekulinė ir integruotoji fiziologija 147.2 (2007): 323-31. Spausdinti.
3. Bostromas, Brianas L., T. Toddas Jonesas, Mervinas Hastingsas ir Davidas R. Jonesas. „Elgesys ir fiziologija: odinių vėžlių šiluminė strategija“. Red. Lewisas George'as Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Spausdinti.
4. Goffas, Gregory P. ir Garry B. Stensonas. „Rudasis riebalinis audinys odiniuose jūros vėžliuose: termogeninis endoterminio roplio organas? Kopėja 1988.4 (1988): 1071. Spausdinti.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe ir P. Dockery. „Ontogenetiniai trachėjos struktūros pokyčiai palengvina suaugusių odinių jūrų vėžlių giluminį nardymą ir maisto ieškojimą šaltame vandenyje. Eksperimentinės biologijos žurnalas 212.21 (2009): 3440-447. Spausdinti
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice ir Frank V. Paladino. „Dermochelys Coriacea odinio vėžlio raumenų audinių metabolizmo šiluminė nepriklausomybė“. Lyginamoji biochemija ir fiziologija A dalis: Molekulinė ir integruotoji fiziologija 120.3 (1998): 399-403. Spausdinti.