ПОЙКИЛОТЕРМС: ЭВОЛЮЦИЯ, РЕГУЛИРОВАНИЕ, ПРЕИМУЩЕСТВА - БИОЛОГИЯ - 2025

Poikilothermo (poikilos, множественный или разнообразный) относится к тем животным, которые не могут регулировать свою внутреннюю температуру, поэтому температура их тела колеблется с комнатной температурой.

Исторически зоологи использовали другие, более широко используемые термины, такие как «хладнокровные», для обозначения разнообразной группы животных. Однако этот термин в строгом смысле неэффективен для разделения двух групп животных.

Источник: Бьёрн Кристиан Торриссен

Другой термин, широко используемый для обозначения исключительно источника тепла тела, - это «эктотерм», как и те группы животных, которые почти полностью зависят от источников тепла окружающей среды. Таким образом, сочетание этих терминов дает ценную информацию о том, как животные регулируют температуру своего тела.

Регулирование температуры у пойкилотермных организмов

Животные на протяжении всей своей эволюции использовали стратегии для сохранения своей внутренней среды в оптимальных условиях и поддержания нормального функционирования клеток в дополнение к оптимизации расхода или экономии метаболической энергии.

Пойкилотермные животные производят сравнительно меньше метаболического тепла, чем эндотермические животные. Поэтому обмен калорийной энергией с окружающей средой имеет большое значение для определения температуры вашего тела.

В этом смысле пойкилотермное животное поглощает тепло из окружающей среды, если ему необходимо повысить температуру своего тела, ведя себя как термические конформисты, поскольку они зависят от температуры окружающей среды. С энергетической точки зрения они представляют собой плохо изолированных животных.

Прежде всего, они обладают низкой скоростью метаболического производства тепла, которое быстро рассеивается в окружающей среде и не способствует значительному повышению температуры тела. С другой стороны, они обладают высокой теплопроводностью, что позволяет эктотермам легко поглощать тепло.

В большинстве случаев у экзотермических организмов есть поведенческая регуляция температуры тела. Например, змеи и ящерицы греются до тех пор, пока они не достигнут температуры, подходящей для эффективной работы мышц, смягчая воздействие окружающей среды своим поведением.

Метаболизм у пойкилотермных животных

Хорошо известно, что биохимические реакции чувствительны к температуре, так как активность многих ферментов имеет оптимальную температуру. Любое изменение температуры изменяет эффективность ферментативного механизма, создавая препятствия для животных.

Если температура падает до критического уровня, скорость метаболических процессов снижается, что снижает выработку энергии и количество, которое животные могут использовать для своей деятельности и воспроизводства.

Напротив, если температура поднимается слишком сильно, метаболическая активность нестабильна и даже нарушается. Это позволило установить оптимальные диапазоны для развития жизни от 0 ° C до 40 ° C.

Температура тела пойкилотермных организмов непостоянна, как у гомеотермных (эндотермических) организмов.

В этом случае, хотя тепло генерируется как продукт метаболической активности, последнее теряется так же быстро, как и генерируется. Внутренняя температура не зависит от механизма сгорания пищи, как в случае гомеотерм.

Как правило, пойкилотермные животные связаны с метаболизмом брадиметаболического типа. Тем не менее, это условие, при котором встречаются только организмы с строгой экзотермией, брадиметаболизм - это метаболизм в состоянии покоя.

Пойкилотермия в природе

Пойкилотермия - наиболее распространенный вид терморегуляции в животном мире. В эту группу входят группы низших позвоночных, таких как рыбы, земноводные и рептилии, а также подавляющее большинство наземных и водных беспозвоночных (за некоторыми исключительными случаями).

У водных пойкилотермов температура тела в основном такая же, как у воды, из-за ее калорийности. С другой стороны, земные организмы могут иметь температуру выше, чем температура воздуха из-за воздействия радиации.

Эктотермные животные своим поведением используют места с более благоприятными температурами, однако, как указывалось ранее, источник энергии, используемый для повышения температуры их тела, исходит из окружающей среды, а не изнутри тела.

В тропических регионах такие эктотермы, как рептилии, эффективно конкурируют с млекопитающими, во многих случаях превосходя их по численности видов и особей. Это связано с тем, что постоянная температура тропиков позволяет вести активную деятельность в течение дня, а также тратит энергию, сэкономленную на воспроизводство и выживание.

Это преимущество имеет тенденцию уменьшаться в условиях умеренного климата, где из-за неблагоприятных условий для экзотермии предпочтение отдается эндотермическим организмам.

Польза и стоимость пойкилотермии

Поскольку температура тела многих эктотермов в значительной степени зависит от окружающей среды, у видов эктотермов, обитающих в местах с температурами ниже нуля, могут возникнуть проблемы.

Однако они разработали ответные реакции как вещества, предотвращающие зарождение кристаллов льда во внеклеточных жидкостях и, таким образом, защищающие цитоплазматическую жидкость, переохлаждение и антифризы в жидкостях организма.

В жаркой среде функции тканей большинства эктотермов затруднены. Из-за более низкого сродства гемоглобина к кислороду при более высоких температурах тела он не позволяет животным выполнять сложные действия из-за его низкой скорости аэробного метаболизма.

Последнее влечет за собой развитие дефицита кислорода во время анаэробного дыхания и ограничения в достижении больших размеров.

Эктотермия - это медленная форма жизни с небольшими потоками энергии, то есть со скромными потребностями в энергии. Последнее позволяет им занимать неиспользуемые наземные ниши гомеотермных позвоночных, вкладывая меньше энергии в производство тепла и больше в рост и воспроизводство.

Эволюция эктотермии у динозавров

С момента появления первых окаменелостей велись дебаты о том, были ли динозавры гомеотермными или пойкилотермными. Как мы уже знаем, эктотермия требует низких метаболических затрат на выработку тепла, и вместо этого энергия, доступная из окружающей среды, используется для регулирования температуры тела.

Это, очевидно, влечет за собой ряд проблем, таких как отсутствие радиации или солнечной энергии ночью или тот факт, что среда обитания теплая и холодная. Традиционно, учитывая отношения между динозаврами и нынешними рептилиями, динозавров относили к эктотермам.

Однако из-за образа жизни, который был выведен о динозаврах, несколько аргументов подтверждают, что они были эндотермическими животными.

Во-первых, у них была поверхностная изоляция (перья у археоптерикса), которая создавала бы барьер для поглощения энергии радиации и для эндотермы, предполагая способ поддержания метаболического тепла.

Многие из находок окаменелостей произошли в зонах с умеренным климатом, поэтому считается эндотермическим переживанием климата с метаболическим жаром. Другие данные свидетельствуют о том, что отношения между хищником и жертвой характерны для эндотермических и неэктотермных животных.

Ссылки

1. Кэмпбелл, Северная Каролина, и Рис, Дж. Б. (2007). Биология. Panamerican Medical Ed.
2. де Кирога, Великобритания (1993). Физиология животных и эволюция (Том 160). Издания АКАЛ.
3. Фанжул, М.Л., и Хириарт, М. (ред.). (1998). Функциональная биология животных. XXI век.
4. Фастовский Д.Е., Вайсхампель Д.Б. (2005). Эволюция и вымирание динозавров. Издательство Кембриджского университета.
5. Хилл, RW (2002). Сравнительная физиология животных: экологический подход. Я поменял направление.
6. Хилл, Р.У., Вайс, Джорджия, и Андерсон, М. (2012). Физиология животных. Третье издание издательства Sinauer Associates, Inc.
7. Макнаб, Б.К. (2002). Физиологическая экология позвоночных: взгляд из энергетики. Издательство Корнельского университета.
8. Уиллмер П., Стоун Г. и Джонстон И. (2009). Экологическая физиология животных. Джон Вили и сыновья.