Termoregulačná ektoterma

Od Jakea Zadika, bývalého stážistu v oblasti komunikácie v The Ocean Foundation, ktorý teraz študuje na Kube.

Pýtate sa teda, čo je termoregulačná ektoterma? Slovo „ektoterma“ sa vzťahuje na zvieratá, ktoré majú vo všeobecnosti telesnú teplotu porovnateľnú s okolitým prostredím. Nedokážu vnútorne regulovať svoju telesnú teplotu. Ľudia ich často označujú ako „chladnokrvných“, ale tento výraz má tendenciu ľudí častejšie zavádzať. Ektotermy zahŕňajú plazy, obojživelníky a ryby. Tieto zvieratá majú tendenciu prosperovať v teplejších prostrediach. Trvalý energetický výdaj teplokrvného (cicavca) a studenokrvného (plazy) živočícha ako funkcia teploty jadra.

„Termoregulácia“ sa vzťahuje na schopnosť zvierat udržiavať si vnútornú teplotu s malým ohľadom na teplotu. Keď je vonku chladno, tieto organizmy majú schopnosť zostať v teple. Keď je vonku horúco, tieto zvieratá majú schopnosť sa ochladiť a neprehriať sa. Toto sú „endotermy“, ako sú vtáky a cicavce. Endotermy majú schopnosť udržiavať stálu telesnú teplotu a označujú sa aj ako homeotermy.

Takže v tomto bode si možno uvedomíte, že názov tohto blogu je vlastne protirečenie – organizmus, ktorý nedokáže regulovať svoju telesnú teplotu, ale v skutočnosti má schopnosť aktívne regulovať svoju telesnú teplotu? Áno, a je to skutočne veľmi zvláštne stvorenie.

Toto je mesiac morských korytnačiek v The Ocean Foundation, a preto som sa rozhodol napísať o morskej korytnačke koženej a jej špeciálnej termoregulácii. Sledovací výskum ukázal, že táto korytnačka má migračné trasy cez oceány a je stálymi návštevníkmi širokého spektra biotopov. Sťahujú sa do vôd bohatých na živiny, ale veľmi studených až na sever, ako je Nové Škótsko v Kanade, a majú hniezdiská v tropických vodách po celom Karibiku. Žiadny iný plaz aktívne netoleruje taký široký rozsah teplotných podmienok – hovorím aktívne, pretože existujú plazy, ktoré tolerujú teploty pod bodom mrazu, ale robia to v stave hibernácie. To fascinuje herpetológov a morských biológov už mnoho rokov, no nedávno sa zistilo, že tieto mohutné plazy fyzicky regulujú svoju teplotu.

…Ale sú to ektotermy, ako to robia?…

Napriek tomu, že sú veľkosťou porovnateľné s malým kompaktným autom, nemajú zabudovaný vykurovací systém, ktorý je súčasťou štandardnej výbavy. Ich veľkosť však zohráva významnú úlohu pri regulácii teploty. Keďže sú morské korytnačky veľké, majú nízky pomer plochy povrchu k objemu, takže teplota jadra korytnačky sa mení oveľa pomalšie. Tento jav sa nazýva „gigantotermia“. Mnohí vedci sa domnievajú, že to bola charakteristika mnohých veľkých prehistorických zvierat počas vyvrcholenia doby ľadovej a nakoniec to viedlo k ich vyhynutiu, keď teploty začali stúpať (pretože sa nemohli dostatočne rýchlo ochladiť).

Korytnačka je tiež obalená vrstvou hnedého tukového tkaniva, silnej izolačnej vrstvy tuku, ktorá sa najčastejšie vyskytuje u cicavcov. Tento systém má schopnosť zadržať viac ako 90 % tepla v jadre zvieraťa, čím sa znižuje strata tepla cez exponované končatiny. Vo vodách s vysokou teplotou nastáva pravý opak. Frekvencia úderov plutvami sa dramaticky znižuje a krv sa voľne pohybuje do končatín a vytláča teplo cez oblasti, ktoré nie sú pokryté izolačným tkanivom.

Kožené morské korytnačky sú také úspešné pri regulácii svojej telesnej teploty, že majú schopnosť udržiavať konštantnú telesnú teplotu 18 stupňov nad alebo pod okolitou teplotou. To je také neuveriteľné, že niektorí výskumníci tvrdia, že tento proces je metabolicky uskutočnený, korytnačky kožené sú v skutočnosti endotermické. Tento proces však nie je anatomicky vedený, preto väčšina výskumníkov naznačuje, že ide prinajlepšom o zmenšenú verziu endotermie.

Kožené korytnačky nie sú jediné morské ektotermy, ktoré majú túto schopnosť. Tuniak modroplutvý má jedinečný dizajn tela, ktorý udržuje jeho krv v jadre tela a má podobný protiprúdový systém výmenníka tepla ako koženka. Mečiar si udržiava teplo pri hlave cez podobnú izolačnú vrstvu hnedého tukového tkaniva, aby sa zlepšil ich zrak pri plávaní v hlbokých alebo studených vodách. Existujú aj iní morskí obri, ktorí strácajú teplo pomalším procesom, ako napríklad žralok biely.

Myslím si, že termoregulácia je len jednou neuveriteľne fascinujúcou charakteristikou týchto nádherných majestátnych tvorov s oveľa viac, než sa na prvý pohľad zdá. Od malých vyliahnutých mláďat, ktoré sa dostali do vody, až po neustále sa rozbiehajúcich samcov a vracajúce sa hniezdiace samice, veľa o nich zostáva neznámych. Výskumníci si nie sú istí, kde tieto korytnačky trávia prvých pár rokov svojho života. Zostáva akýmsi tajomstvom, ako tieto veľké vzdialenosti sa pohybujú s takou presnosťou. Nanešťastie sa o morských korytnačkách dozvedáme rýchlosťou, ktorá je oveľa pomalšia ako miera poklesu ich populácie.

Nakoniec to bude musieť byť naše odhodlanie chrániť to, čo vieme, a naša zvedavosť o tajomných morských korytnačkách, čo vedie k silnejšiemu úsiliu o ochranu. O týchto fascinujúcich zvieratách je toľko neznámeho a ich prežitie je ohrozené stratou hniezdnych pláží, plastovým a iným znečistením v mori a náhodným vedľajším úlovkom do rybárskych sietí a dlhých šnúr. Pomôžte nám na Ocean Foundation podporte tých, ktorí sa venujú výskumu morských korytnačiek a snahám o ich ochranu prostredníctvom nášho fondu pre morské korytnačky.

Referencie:

1. Bostrom, Brian L. a David R. Jones. „Cvičenie zahreje dospelého koženého chrbta
2. Korytnačky."Porovnávacia biochémia a fyziológia Časť A: Molekulárna a integračná fyziológia 147.2 (2007): 323-31. Tlačiť.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings a David R. Jones. "Správanie a fyziológia: Tepelná stratégia korytnačiek kožených." Ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11. 2010. (13925): EXNUMX. Tlačiť.
4. Goff, Gregory P. a Garry B. Stenson. "Hnedé tukové tkanivo kožených morských korytnačiek: Termogénny orgán u endotermického plaza?" Copeia 1988.4 (1988): 1071. Tlač.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe a P. Dockery. "Ontogenetické zmeny v štruktúre priedušnice uľahčujú hlboké ponory a hľadanie potravy v studenej vode u dospelých morských korytnačiek kožených." Journal of Experimental Biology 212.21 (2009): 3440-447. Tlačiť
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice a Frank V. Paladino. "Tepelná nezávislosť metabolizmu svalového tkaniva u korytnačky koženej, Dermochelys Coriacea." Porovnávacia biochémia a fyziológia Časť A: Molekulárna a integračná fyziológia 120.3 (1998): 399-403. Tlačiť.