Termoregulacijski Ectotherm

Avtor Jake Zadik, nekdanji pripravnik za komunikacije pri The Ocean Foundation, ki zdaj študira na Kubi.

Torej, vprašate, kaj je termoregulacijski ectotherm? Beseda "ektoterm" se nanaša na živali, katerih telesna temperatura je na splošno primerljiva z okoliškim okoljem. Ne morejo notranje uravnavati svoje telesne temperature. Ljudje jih pogosto imenujejo "hladnokrvni", vendar ta izraz pogosto napačno usmeri ljudi. Med ektoterme spadajo plazilci, dvoživke in ribe. Te živali običajno uspevajo v toplejših okoljih. Trajna proizvodnja energije toplokrvne (sesalec) in hladnokrvne (plazilec) živali kot funkcija temperature jedra.

"Termoregulacija" se nanaša na sposobnost živali, da vzdržujejo svojo notranjo temperaturo, pri čemer se temperatura malo ne ozira. Ko je zunaj mrzlo, lahko ti organizmi ostanejo topli. Ko je zunaj vroče, imajo te živali sposobnost, da se ohladijo in ne pregrejejo. To so "endotermi", kot so ptice in sesalci. Endotermi imajo sposobnost vzdrževanja konstantne telesne temperature in jih imenujemo tudi homeotermi.

Torej, na tej točki lahko ugotovite, da je naslov tega spletnega dnevnika pravzaprav protislovje – organizem, ki ne more uravnavati svoje telesne temperature, ima pa dejansko sposobnost aktivnega uravnavanja telesne temperature? Da, in res je zelo posebno bitje.

To je mesec morskih želv pri The Ocean Foundation, zato sem se odločil pisati o usnjati morski želvi in ​​njeni posebni termoregulaciji. Sledilne raziskave so pokazale, da ima ta želva selitvene poti čez oceane in je stalna obiskovalka širokega nabora habitatov. Selijo se v s hranili bogate, a zelo mrzle vode vse do Nove Škotske v Kanadi in imajo gnezdišča v tropskih vodah po vsem Karibih. Noben drug plazilec ne prenaša tako širokega razpona temperaturnih pogojev – pravim aktivno, ker obstajajo plazilci, ki prenašajo temperature pod lediščem, vendar to počnejo v stanju zimskega spanja. To že vrsto let navdušuje herpetologe in morske biologe, vendar je bilo pred kratkim odkrito, da ti ogromni plazilci fizično uravnavajo svojo temperaturo.

…Ampak oni so ektotermi, kako jim to uspe??…

Kljub temu, da so po velikosti primerljivi z majhnim kompaktnim avtomobilom, nimajo vgrajenega ogrevalnega sistema, ki je standarden. Vendar ima njihova velikost pomembno vlogo pri regulaciji temperature. Ker so tako velike, imajo usnjate morske želve nizko razmerje med površino in prostornino, zato se temperatura jedra želve spreminja veliko počasneje. Ta pojav se imenuje "gigantotermija". Številni znanstveniki verjamejo, da je bila to značilnost številnih velikih prazgodovinskih živali med vrhuncem ledene dobe in je sčasoma pripeljala do njihovega izumrtja, ko so se temperature začele dvigovati (ker se niso mogle dovolj hitro ohladiti).

Želva je prav tako ovita v plast rjavega maščobnega tkiva, močno izolacijsko plast maščobe, ki jo najpogosteje najdemo pri sesalcih. Ta sistem lahko zadrži več kot 90 % toplote v jedru živali, kar zmanjša izgubo toplote skozi izpostavljene okončine. V vodah z visoko temperaturo se zgodi ravno nasprotno. Frekvenca udarcev s plavuti se dramatično zmanjša, kri pa se prosto premika do okončin in odvaja toploto skozi področja, ki niso pokrita z izolacijskim tkivom.

Usnjate morske želve so tako uspešne pri uravnavanju telesne temperature, da lahko vzdržujejo stalno telesno temperaturo 18 stopinj nad ali pod temperaturo okolja. To je tako neverjetno, da nekateri raziskovalci trdijo, da so usnjate morske želve dejansko endotermne, ker je ta proces presnovno opravljen. Vendar ta proces ni anatomsko voden, zato večina raziskovalcev meni, da je to v najboljšem primeru pomanjšana različica endotermije.

Usnjene želve niso edine morske ektoterme, ki imajo to sposobnost. Modroplavuti tuni imajo edinstveno zasnovo telesa, ki ohranja njihovo kri v jedru njihovega telesa in imajo podoben sistem protitočnega izmenjevalnika toplote kot usnjati. Mečarice zadržujejo toploto na glavi prek podobne izolacijske plasti rjavega maščobnega tkiva, da izboljšajo svoj vid, ko plavajo v globokih ali mrzlih vodah. Obstajajo tudi drugi morski velikani, ki toploto izgubljajo počasneje, na primer veliki beli morski pes.

Mislim, da je termoregulacija le ena neverjetno fascinantna značilnost teh čudovitih veličastnih bitij s toliko več, kot se zdi na prvi pogled. Od majhnih mladičev, ki se izvalijo do vode, do samcev, ki se nenehno premikajo, in gnezdečih samic, ki se vračajo, ostaja veliko o njih neznanega. Raziskovalci niso prepričani, kje te želve preživijo prvih nekaj let svojega življenja. Še vedno ostaja nekakšna skrivnost, kako te živali, ki potujejo na velike razdalje, krmarijo s tako natančnostjo. Na žalost se o morskih želvah učimo s hitrostjo, ki je veliko počasnejša od stopnje upadanja njihove populacije.

Na koncu bosta morala naša odločenost zaščititi tisto, kar vemo, in naša radovednost o skrivnostnih morskih želvah, ki vodita k večjim prizadevanjem za ohranitev. Toliko neznanega je o teh očarljivih živalih in njihovo preživetje je ogroženo zaradi izgube gnezditvenih plaž, plastike in drugega onesnaženja v morju ter naključnega prilova v ribiške mreže in parangale. Pomagajte nam pri Fundacija Ocean podprite tiste, ki se posvečajo raziskovanju in ohranjanju morskih želv prek našega sklada za morske želve.

Reference:

1. Bostrom, Brian L. in David R. Jones. »Vadba ogreje odraslega usnja
2. Želve."Primerjalna biokemija in fiziologija, del A: molekularna in integrativna fiziologija 147.2 (2007): 323-31. Natisni.
3. Bostrom, Brian L., T. Todd Jones, Mervin Hastings in David R. Jones. "Vedenje in fiziologija: toplotna strategija usnjatih želv." Ed. Lewis George Halsey. PLoS ONE 5.11 (2010): E13925. Tiskanje.
4. Goff, Gregory P. in Garry B. Stenson. "Rjavo maščobno tkivo pri usnjatih morskih želvah: termogeni organ pri endotermnem plazilcu?" Copeia 1988.4 (1988): 1071. Tisk.
5. Davenport, J., J. Fraher, E. Fitzgerald, P. Mclaughlin, T. Doyle, L. Harman, T. Cuffe in P. Dockery. "Ontogenetske spremembe v strukturi sapnika omogočajo globoke potope in iskanje hrane v hladni vodi pri odraslih usnjatih morskih želvah." Journal of Experimental Biology 212.21 (2009): 3440-447. Tiskanje
6. Penick, David N., James R. Spotila, Michael P. O'Connor, Anthony C. Steyermark, Robert H. George, Christopher J. Salice in Frank V. Paladino. "Toplotna neodvisnost metabolizma mišičnega tkiva pri usnjati želvi, Dermochelys Coriacea." Primerjalna biokemija in fiziologija, del A: molekularna in integrativna fiziologija 120.3 (1998): 399-403. Natisni.