Termoregulująca ektoterma

Jake Zadik, były stażysta ds. komunikacji w The Ocean Foundation, który obecnie studiuje na Kubie.

Więc pytasz, co to jest termoregulująca ektoterma? Słowo „ektoterma” odnosi się do zwierząt, które generalnie mają temperaturę ciała porównywalną z otaczającym środowiskiem. Nie mogą wewnętrznie regulować temperatury ciała. Ludzie często określają ich jako „zimnokrwistych”, ale to określenie częściej wprowadza ludzi w błąd. Do ektoterm należą gady, płazy i ryby. Te zwierzęta zwykle rozwijają się w cieplejszym środowisku. Trwałe wytwarzanie energii przez ciepłokrwiste (ssaki) i zimnokrwiste (gady) jako funkcję temperatury wewnętrznej.

„Termoregulowanie” odnosi się do zdolności zwierząt do utrzymywania temperatury wewnętrznej, przy niewielkim uwzględnieniu temperatury. Kiedy na zewnątrz jest zimno, organizmy te mają zdolność utrzymywania ciepła. Kiedy na zewnątrz jest gorąco, zwierzęta te mają zdolność schładzania się i nie przegrzewają. Są to „endotermy”, takie jak ptaki i ssaki. Endotermy mają zdolność utrzymywania stałej temperatury ciała i są również określane jako homeotermy.

Więc w tym momencie możesz zdać sobie sprawę, że tytuł tego bloga jest właściwie sprzecznością - organizm, który nie może regulować temperatury swojego ciała, ale faktycznie ma zdolność do aktywnego regulowania temperatury ciała? Tak, i jest to rzeczywiście bardzo wyjątkowe stworzenie.

To miesiąc żółwia morskiego w The Ocean Foundation, dlatego zdecydowałem się napisać o żółwiu skórzastym i jego specjalnej termoregulacji. Badania śledzące wykazały, że żółw ten ma trasy migracji przez oceany i stale odwiedza szeroką gamę siedlisk. Migrują do bogatych w składniki odżywcze, ale bardzo zimnych wód aż po Nową Szkocję w Kanadzie i mają miejsca lęgowe w wodach tropikalnych na Karaibach. Żaden inny gad aktywnie nie toleruje tak szerokiego zakresu warunków temperaturowych - mówię aktywnie, ponieważ istnieją gady, które tolerują temperatury poniżej zera, ale robią to w stanie hibernacji. Fascynowało to herpetologów i biologów morskich od wielu lat, ale niedawno odkryto, że te masywne gady fizycznie regulują swoją temperaturę.

…Ale to są ektotermy, jak oni to robią??…

Pomimo tego, że są porównywalne rozmiarami do małego samochodu kompaktowego, nie mają wbudowanego systemu ogrzewania, który jest standardem. Jednak ich rozmiar odgrywa znaczącą rolę w regulacji temperatury. Ponieważ są tak duże, żółwie skórzaste mają niski stosunek powierzchni do objętości, dlatego temperatura wnętrza żółwia zmienia się znacznie wolniej. Zjawisko to nazywa się „gigantotermią”. Wielu naukowców uważa, że ​​było to również charakterystyczne dla wielu dużych prehistorycznych zwierząt w kulminacyjnym momencie epoki lodowcowej i ostatecznie doprowadziło do ich wyginięcia, gdy temperatury zaczęły rosnąć (ponieważ nie mogły wystarczająco szybko ostygnąć).

Żółw jest również owinięty warstwą brązowej tkanki tłuszczowej, silnie izolującej warstwy tłuszczu, najczęściej spotykanej u ssaków. System ten ma zdolność zatrzymywania ponad 90% ciepła w rdzeniu zwierzęcia, zmniejszając utratę ciepła przez odsłonięte kończyny. W wodach o wysokiej temperaturze dzieje się dokładnie odwrotnie. Częstotliwość uderzeń płetwą drastycznie spada, a krew przepływa swobodnie do kończyn i odprowadza ciepło przez obszary nie pokryte tkanką izolującą.

Żółwie skórzaste są tak skuteczne w regulowaniu temperatury ciała, że ​​są w stanie utrzymać stałą temperaturę ciała o 18 stopni powyżej lub poniżej temperatury otoczenia. Jest to tak niewiarygodne, że niektórzy badacze twierdzą, że proces ten jest metabolicznie realizowany, a żółwie skórzaste są w rzeczywistości endotermiczne. Jednak proces ten nie jest prowadzony anatomicznie, dlatego większość badaczy sugeruje, że jest to w najlepszym razie pomniejszona wersja endotermii.

Żółwie skórzaste nie są jedynymi ektotermami morskimi, które posiadają tę zdolność. Tuńczyk błękitnopłetwy ma unikalną konstrukcję ciała, która utrzymuje krew w rdzeniu ciała i ma podobny przeciwprądowy system wymiennika ciepła jak u skórzastego. Miecznik zatrzymuje ciepło na głowie przez podobną izolującą brązową warstwę tkanki tłuszczowej, aby poprawić widzenie podczas pływania w głębokich lub zimnych wodach. Istnieją również inne giganty morskie, które tracą ciepło w wolniejszym procesie, takie jak żarłacz biały.

Myślę, że termoregulacja to tylko jedna niesamowicie fascynująca cecha tych pięknych, majestatycznych stworzeń, która ma o wiele więcej niż na pierwszy rzut oka. Od maleńkich piskląt przedostających się do wody, po wiecznie wędrujące samce i powracające gniazdujące samice, wiele o nich pozostaje nieznanych. Naukowcy nie są pewni, gdzie te żółwie spędzają kilka pierwszych lat swojego życia. Pozostaje tajemnicą, w jaki sposób te wielkie, podróżujące na duże odległości zwierzęta poruszają się z taką precyzją. Niestety, uczymy się o żółwiach morskich w tempie znacznie wolniejszym niż tempo spadku ich populacji.

W końcu to nasza determinacja, by chronić to, co wiemy, i nasza ciekawość tajemniczych żółwi morskich doprowadzą do silniejszych wysiłków na rzecz ochrony. Jest tak wiele niewiadomych na temat tych fascynujących zwierząt, a ich przetrwaniu zagraża utrata plaż lęgowych, plastik i inne zanieczyszczenia w morzu oraz przypadkowe przyłowy w sieciach rybackich i sznurach haczykowych. Pomóż nam w Fundacja Ocean wspieraj tych, którzy poświęcają się badaniom i działaniom na rzecz ochrony żółwi morskich za pośrednictwem naszego funduszu Sea Turtle Fund.

Referencje:

1. Bostrom, Brian L. i David R. Jones. „Ćwiczenie rozgrzewa dorosłego skórzastego
2. Żółwie.Biochemia porównawcza i fizjologia Część A: Fizjologia molekularna i integracyjna 147.2 (2007): 323-31. Wydrukować.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings i David R. Jones. „Zachowanie i fizjologia: strategia termiczna żółwi skórzastych”. wyd. Lewisa George'a Halseya. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Wydrukować.
4. Goff, Gregory P. i Garry B. Stenson. „Brązowa tkanka tłuszczowa u żółwi skórzastych: narząd termogeniczny u gada endotermicznego?” Kopiuj 1988.4 (1988): 1071. Drukuj.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe i P. Dockery. „Ontogenetyczne zmiany w strukturze tchawicy ułatwiają głębokie nurkowania i żerowanie w zimnej wodzie u dorosłych żółwi skórzastych”. Journal of Experimental Biology 212.21 (2009): 3440-447. Wydrukować
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice i Frank V. Paladino. „Niezależność termiczna metabolizmu tkanki mięśniowej u żółwia skórzastego, Dermochelys Coriacea”. Biochemia porównawcza i fizjologia Część A: Fizjologia molekularna i integracyjna 120.3 (1998): 399-403. Wydrukować.