Терморегулирующая Эктотерм

Джейк Задик, бывший стажер по связям с общественностью The Ocean Foundation, который сейчас учится на Кубе.

Итак, спросите вы, что же такое терморегулирующая экзотерма? Слово «эктотерм» относится к животным, температура тела которых обычно сопоставима с окружающей их средой. Они не могут внутренне регулировать температуру своего тела. Люди часто называют их «хладнокровными», но этот термин чаще всего вводит людей в заблуждение. Эктотермы включают рептилий, земноводных и рыб. Эти животные, как правило, процветают в более теплых условиях. Устойчивый выход энергии теплокровных (млекопитающих) и хладнокровных (рептилий) животных в зависимости от внутренней температуры.

«Терморегуляция» относится к способности животных поддерживать свою внутреннюю температуру, практически не обращая внимания на температуру. Когда на улице холодно, эти организмы способны согреться. Когда на улице жарко, эти животные обладают способностью охлаждаться и не перегреваться. Это «эндотермы», такие как птицы и млекопитающие. Эндотермы обладают способностью поддерживать постоянную температуру тела и также называются гомеотермами.

Итак, в этот момент вы можете понять, что название этого блога на самом деле является противоречием — организм, который не может регулировать температуру своего тела, но на самом деле имеет возможность активно регулировать температуру своего тела? Да, и это действительно очень особенное существо.

Это месяц морских черепах в The Ocean Foundation, поэтому я решил написать о кожистых морских черепахах и их особой терморегуляции. Исследования по отслеживанию показали, что у этой черепахи есть маршруты миграции через океаны, и она является постоянным посетителем самых разных мест обитания. Они мигрируют в богатые питательными веществами, но очень холодные воды на север, вплоть до Новой Шотландии, Канада, и гнездятся в тропических водах по всему Карибскому бассейну. Ни одна другая рептилия активно не переносит такой широкий диапазон температурных условий — я говорю «активно», потому что есть рептилии, которые переносят отрицательные температуры, но делают это в состоянии гибернации. Это очаровывало герпетологов и морских биологов на протяжении многих лет, но совсем недавно было обнаружено, что эти массивные рептилии физически регулируют свою температуру.

…Но они же экзотермы, как они это делают??…

Несмотря на то, что они сопоставимы по размеру с небольшим компактным автомобилем, они не имеют встроенной системы отопления, которая входит в стандартную комплектацию. Тем не менее, их размер играет важную роль в регуляции температуры. Кожистые морские черепахи настолько велики, что имеют низкое отношение площади поверхности к объему, поэтому внутренняя температура черепахи изменяется гораздо медленнее. Это явление называется «гигантотермией». Многие ученые считают, что это было также характерно для многих крупных доисторических животных во время кульминации ледникового периода, и это в конечном итоге привело к их вымиранию, когда температура начала расти (потому что они не могли достаточно быстро остыть).

Черепаха также покрыта слоем коричневой жировой ткани, прочным изолирующим слоем жира, наиболее часто встречающимся у млекопитающих. Эта система способна удерживать более 90% тепла в ядре животного, уменьшая потери тепла через открытые конечности. В воде с высокой температурой происходит прямо противоположное. Частота ударов ластами резко снижается, кровь свободно движется к конечностям и отдает тепло через области, не покрытые изолирующей тканью.

Кожистые морские черепахи настолько успешно регулируют температуру своего тела, что способны поддерживать постоянную температуру тела на 18 градусов выше или ниже температуры окружающей среды. Это настолько невероятно, что некоторые исследователи утверждают, что кожистые морские черепахи, поскольку этот процесс осуществляется метаболически, на самом деле являются эндотермическими. Однако этот процесс не осуществляется анатомически, поэтому большинство исследователей предполагают, что это в лучшем случае уменьшительная версия эндотермии.

Кожистые черепахи — не единственные морские экзотермы, обладающие этой способностью. У голубого тунца уникальный дизайн тела, в котором кровь находится в центре тела, и система теплообменника противотока аналогична системе кожистого тунца. Рыба-меч сохраняет тепло на голове через аналогичный изолирующий слой коричневой жировой ткани, чтобы улучшить зрение при плавании в глубоких или холодных водах. Есть и другие морские гиганты, которые теряют тепло в более медленном процессе, например, большая белая акула.

Я думаю, что терморегуляция — это всего лишь одна невероятно захватывающая характеристика этих прекрасных величественных существ, у которых гораздо больше, чем кажется на первый взгляд. От крошечных детенышей, направляющихся к воде, до вечно блуждающих самцов и возвращающихся гнездящихся самок, многое о них остается неизвестным. Исследователи не уверены, где эти черепахи проводят первые несколько лет своей жизни. Остается загадкой, как эти огромные животные, путешествующие на большие расстояния, ориентируются с такой точностью. К сожалению, мы узнаем о морских черепах со скоростью, которая намного медленнее, чем скорость сокращения их популяции.

В конце концов, наша решимость защитить то, что мы знаем, и наше любопытство к таинственным морским черепахам должны привести к более активным усилиям по их сохранению. Об этих очаровательных животных так много неизвестно, и их выживанию угрожает потеря пляжей для гнездования, пластиковое и другое загрязнение моря, а также случайный прилов в рыболовных сетях и ярусах. Помогите нам в Фонд океана поддержите тех, кто посвятил себя исследованиям и усилиям по сохранению морских черепах через наш Фонд морских черепах.

Ссылки:

1. Бостром, Брайан Л. и Дэвид Р. Джонс. «Упражнение согревает взрослую кожистую
2. Черепахи."Сравнительная биохимия и физиология, часть A: молекулярная и интегративная физиология 147.2 (2007): 323-31. Распечатать.
3. Бостром, Брайан Л., Т. Тодд Джонс, Мервин Гастингс и Дэвид Р. Джонс. «Поведение и физиология: термическая стратегия кожистых черепах». Эд. Льюис Джордж Хэлси. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Распечатать.
4. Гофф, Грегори П. и Гарри Б. Стенсон. «Бурая жировая ткань кожистых морских черепах: термогенный орган эндотермической рептилии?» Копея 1988.4 (1988): 1071. Печать.
5. Давенпорт Дж., Дж. Фрахер, Э. Фицджеральд, П. Маклафлин, Т. Дойл, Л. Харман, Т. Кафф и П. Докери. «Онтогенетические изменения в структуре трахеи облегчают глубокое погружение и поиск пищи в холодной воде у взрослых кожистых морских черепах». Журнал экспериментальной биологии 212.21 (2009): 3440-447. Распечатать
6. Пеник, Дэвид Н., Джеймс Р. Спотила, Майкл П. О'Коннор, Энтони С. Стейермарк, Роберт Х. Джордж, Кристофер Дж. Салис и Фрэнк В. Паладино. «Температурная независимость метаболизма мышечной ткани у кожистой черепахи, Dermochelys Coriacea». Сравнительная биохимия и физиология, часть A: молекулярная и интегративная физиология 120.3 (1998): 399-403. Распечатать.