POIKILOTERMIT: KEHITYS, SÄÄTELY, EDUT - BIOLOGIA - 2026

Poikilothermo (poikilos, moninkertainen tai monipuolinen) tarkoittaa eläimiä, jotka eivät pysty säätelemään sisäistä lämpötilaa, joten heidän ruumiinlämpötilansa vaihtelee huoneen lämpötilan kanssa.

Historiallisesti eläintieteilijät käyttivät muita laajemmin käytettyjä termejä, kuten "kylmäverinen" viitaten monimuotoiseen eläinryhmään. Se on kuitenkin termi, joka suppeassa merkityksessä on tehoton erottamaan kaksi eläinryhmää.

Lähde: Bjørn Christian Tørrissen

Toinen termi, jota käytetään laajasti viittaamaan yksinomaan kehon lämmön lähteeseen, on "ektotermi", kuten ne eläinryhmät, jotka riippuvat melkein kokonaan ympäristön lämmön lähteistä. Siksi näiden termien yhdistelmä tarjoaa arvokasta tietoa tavasta, jolla eläimet säätelevät kehon lämpötilaa.

Lämpötilan säätely poikilotermisissä organismeissa

Eläimet ovat evoluutionsa aikana käyttäneet strategioita sisäisen ympäristönsä säilyttämiseksi optimaalisissa olosuhteissa ja ylläpitävän solun normaalia toimintaa, lisäksi aineenvaihdunnan energian käytön optimoimiseksi.

Poikilotermiset eläimet tuottavat suhteellisen vähemmän metabolista lämpöä kuin endotermiset eläimet. Siksi kalorienergian vaihdolla ympäristön kanssa on suuri merkitys kehon lämpötilan määrittämisessä.

Tässä mielessä poikiloterminen eläin absorboi lämpöä ympäristöstä, jos sen on nostettava kehon lämpötilaa, käyttäytyen lämpökonformitteina, koska ne riippuvat ympäristön lämpötilasta. Energian kannalta ne ovat huonosti eristettyjä eläimiä.

Ensinnäkin heillä on alhainen metabolisen lämmöntuotantonopeus, joka hajoaa nopeasti ympäröivään ympäristöön eikä vaikuta merkittävästi kehon lämpötilan nousuun. Toisaalta niillä on korkea lämmönjohtavuus, jonka avulla ektotermit voivat absorboida lämpöä helposti.

Useimmissa tapauksissa ektotermisillä organismeilla on käyttäytymistä säätelevä kehon lämpötila. Esimerkiksi käärmeet ja liskoja lepäävät, kunnes ne saavuttavat sopivan lämpötilan tehokkaaseen lihaksen toimintaan ja lieventävät ympäristön vaikutuksia käyttäytymisen kautta.

Aineenvaihdunta poikilotermisissä eläimissä

On hyvin tunnettua, että biokemialliset reaktiot ovat herkkiä lämpötilalle, koska monien entsyymien aktiivisuudella on optimaalinen lämpötila. Mahdolliset lämpötilan muutokset muuttavat entsymaattisten koneiden tehokkuutta ja muodostavat esteen eläimille.

Jos lämpötila laskee kriittiselle tasolle, aineenvaihduntaprosessien nopeus vaarantuu, mikä vähentää energiantuotantoa ja määrää, jota eläimet voivat käyttää toimintaansa ja lisääntymiseen.

Sitä vastoin, jos lämpötila nousee liikaa, metabolinen aktiivisuus on epävakaa ja jopa tuhoutunut. Tämä antoi mahdolliseksi asettaa optimaaliset alueet elämän kehittymiselle välillä 0 ° C - 40 ° C.

Kehon lämpötila poikilotermisissä organismeissa ei ole vakio, kuten homeotermisissä (endotermisissä) organismeissa.

Vaikka tässä tapauksessa lämpöä syntyy aineenvaihdunnan aktiivisuutena, jälkimmäinen häviää yhtä nopeasti kuin syntyy. Sisäinen lämpötila ei riipu ruoan palamismekanismista, kuten kotilämpötiloissa.

Poikilotermiset eläimet liittyvät yleensä bradymetabolityyppiseen aineenvaihduntaan. Edellytyksenä on kuitenkin, että vain tiukat ektotermiset organismit kohtaavat, bradymetabolismi on aineenvaihduntaa lepotilassa.

Poikilotermia luonnossa

Poikilotermia on yleisin termoregulaation tyyppi eläinvaltiossa. Tähän ryhmään kuuluvat ala-selkärankaisten ryhmät, kuten kalat, sammakkoeläimet ja matelijat, sekä suurin osa maan ja veden selkärangattomista (joissain poikkeustapauksissa).

Vesieliöissä käytetyissä poikilotermisissä ruumiinlämpö on kaloriominaisuuksiensa vuoksi pohjimmiltaan sama kuin veden. Toisaalta maalla olevien organismien lämpötila voi säteilyn vaikutuksesta olla korkeampi kuin ilman lämpötila.

Ektotermiset eläimet käyttävät käyttäytymisensä kautta paikoissa, joissa on edullisempia lämpötiloja, mutta kuten aiemmin on osoitettu, heidän ruumiinlämpönsä nostamiseen käytetty energialähde on peräisin ympäristöstä eikä kehon sisältä.

Trooppisilla alueilla ektotermit, kuten matelijat, kilpailevat tehokkaasti nisäkkäiden kanssa, monissa tapauksissa ylittäen heidät runsaasti lajeja ja yksilöitä. Tämä johtuu siitä, että tropiikin vakio lämpötila sallii aktiviteetin koko päivän ja omistaa myös lisääntymistoimintoihin ja selviytymiseen tallennetun energian.

Tällä etulla on taipumus vähentyä lauhkeissa ympäristöissä, joissa ektotermialle aiheutuvien haittojen vuoksi endotermiset organismit suositaan.

Poikilotermian edut ja kustannukset

Koska monien ektotermien ruumiinlämpötila riippuu huomattavasti ympäristöstä, ektotermilajeilla, jotka asuvat paikoissa, joissa lämpötila on alle jäätymisen, voi olla ongelmia.

Ne ovat kuitenkin kehittäneet reaktioita aineina estämään jääkiteiden muodostumista solunulkoisissa nesteissä ja suojaamaan siten sytoplasmisia nesteitä, superjäähdytyksiä ja jäätymisenestoaineita kehon nesteissä.

Kuumissa ympäristöissä useimpien ectotermien kudostoiminnot ovat heikentyneet. Koska hemoglobiinin alhaisempi affiniteetti happea kohtaan on korkeammissa ruumiinlämpötiloissa, se estää eläimiä suorittamasta vaativaa toimintaa, koska sen aerobinen aineenvaihdunta on alhainen.

Jälkimmäinen tuo mukanaan happivajeen kehittymisen anaerobisen hengityksen aikana ja suurten kokojen saavuttamisen rajoitukset.

Ektotermia on hidas elämänmuoto, jolla on pieniä energiavirtoja, toisin sanoen vaatimattomia energiantarpeita. Jälkimmäinen antaa heille mahdollisuuden käyttää homeotermisissä selkärankaisissa käyttämättömiä maanpäällisiä kapeita, investoimalla vähemmän energiaa lämmön tuottamiseen ja enemmän kasvu- ja lisääntymistoimintoihin.

Ektotermian kehitys dinosauruksissa

Ensimmäisten fossiilien nostamisen jälkeen on keskusteltu siitä, olivatko dinosaurukset homeotermisiä vai poikilotermisiä. Kuten jo tiedämme, ektotermiaan sisältyy vähän metabolisia investointeja lämmön tuottamiseksi, ja sen sijaan ympäristöstä saatavaa energiaa käytetään ruumiinlämmön säätelemiseen.

Tämä tuo luonnollisesti mukana joukon ongelmia, kuten säteilyn tai aurinkoenergian puute yöllä tai tosiasia, että elinympäristö on lämmin ja kylmä. Perinteisesti ottaen huomioon dinosaurusten ja nykyisten matelijoiden väliset suhteet, dinosaurukset luokiteltiin ektotermoiksi.

Dinosauruksista pääteltyjen elämäntapojen vuoksi useat väitteet tukevat sitä, että he olivat endotermisiä eläimiä.

Ensimmäinen on se, että heillä oli pintaeristys (höyhenet Archeopteryxissa), mikä muodostaisi esteen säteilyn energian absorptiolle ja endotermille olettaen tavan ylläpitää aineenvaihdunnan lämpöä.

Monet fossiilisista löytöistä tapahtuivat lauhkeilla alueilla, minkä vuoksi sen katsotaan olevan endoterminen selviytyäkseen ilmastosta metabolisen lämmön avulla. Muut todisteet viittaavat siihen, että saalistajan ja saaliin välinen suhde on ominaista endotermisille ja ei-ektotermisille eläimille.

Viitteet

1. Campbell, NA, ja Reece, JB (2007). Biologia. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Eläinten fysiologia ja evoluutio (osa 160). AKAL-lehdet.
3. Fanjul, ML, ja Hiriart, M. (toim.). (1998). Eläinten toiminnallinen biologia. XXI luvulla.
4. Fastovsky, DE, ja Weishampel, DB (2005). Dinosaurusten evoluutio ja sukupuuttoon. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Vertaileva eläinfysiologia: Ympäristölähestymistapa. Käänsin.
6. Hill, RW, Wyse, GA ja Anderson, M. (2012). Eläinten fysiologia. Kolmas painos Sinauer Associates, Inc. Publishers.
7. McNab, BK (2002). Selkärankaisten fysiologinen ekologia: näkymä energiasta. Cornell University Press.
8. Willmer, P., Stone, G., ja Johnston, I. (2009). Eläinten ympäristöfysiologia. John Wiley & Sons.