Ektoterma -Ectotherm

Żółwie Pseudemys (pokazane tutaj wygrzewające się w cieple) są ektotermiczne.
Czerwona linia reprezentuje temperaturę powietrza. Fioletowa linia reprezentuje temperaturę ciała jaszczurki. Zielona linia reprezentuje podstawową temperaturę nory. Jaszczurki są organizmami ektotermicznymi i wykorzystują adaptacje behawioralne do kontrolowania swojej temperatury. Regulują swoje zachowanie w oparciu o temperaturę na zewnątrz; jeśli jest ciepło, wyjdą na zewnątrz do pewnego momentu i w razie potrzeby wrócą do swojej nory.
Aligatory amerykańskie wygrzewają się na słońcu około południa.
Junonia lemonias wygrzewa się na słońcu.

Ektoterma (z greckiego ἐκτός ( ektós ) „na zewnątrz” i θερμός ( thermós ) „ciepło”) to organizm, w którym wewnętrzne fizjologiczne źródła ciepła mają stosunkowo niewielkie lub zupełnie nieistotne znaczenie w kontrolowaniu temperatury ciała . Takie organizmy (na przykład żaby ) polegają na środowiskowych źródłach ciepła, które pozwalają im działać z bardzo ekonomicznym tempem metabolizmu .

Niektóre z tych zwierząt żyją w środowiskach, w których temperatury są praktycznie stałe, co jest typowe dla rejonów oceanu głębinowego, a zatem można je uznać za homeotermiczne ektotermy. W przeciwieństwie do tego, w miejscach, gdzie temperatura zmienia się tak bardzo, że ogranicza fizjologiczną aktywność innych rodzajów organizmów zewnętrznych, wiele gatunków zwyczajowo poszukuje zewnętrznych źródeł ciepła lub schronienia przed ciepłem; na przykład wiele gadów reguluje temperaturę ciała, wygrzewając się na słońcu lub szukając cienia, gdy jest to konieczne, oprócz całego szeregu innych behawioralnych mechanizmów termoregulacji. W przypadku trzymania w niewoli domowych gadów właściciele mogą użyć systemu światła UVB/UVA, aby wspomóc wygrzewanie się zwierząt.

W przeciwieństwie do ektoterm, endotermy w dużej mierze, a nawet w przeważającej mierze, opierają się na cieple z wewnętrznych procesów metabolicznych, a mezotermy wykorzystują strategię pośrednią.

W organizmach ektotermicznych wahania temperatury otoczenia mogą wpływać na temperaturę ciała. Taka zmienność temperatury ciała nazywana jest poikilotermią , chociaż koncepcja ta nie jest powszechnie satysfakcjonująca, a użycie tego terminu maleje. U małych wodnych stworzeń, takich jak Rotifera , poikilotermia jest praktycznie absolutna, ale inne stworzenia (takie jak kraby ) mają do dyspozycji szersze możliwości fizjologiczne i mogą przemieszczać się do preferowanych temperatur, unikać zmian temperatury otoczenia lub łagodzić ich skutki. Ektotermy mogą również wykazywać cechy homeotermii , zwłaszcza w organizmach wodnych. Zwykle ich zakres temperatur otoczenia jest względnie stały i niewiele osób próbuje utrzymać wyższą temperaturę wewnętrzną ze względu na wysokie związane z tym koszty.

Adaptacje

Różne wzorce zachowań umożliwiają pewnym ektotermom regulowanie temperatury ciała w użytecznym stopniu. Aby się rozgrzać, gady i wiele owadów znajdują nasłonecznione miejsca i przyjmują pozycje, które maksymalizują ich ekspozycję; przy szkodliwie wysokich temperaturach szukają cienia lub chłodniejszej wody. W chłodne dni pszczoły miodne gromadzą się razem, aby zatrzymać ciepło. Motyle i ćmy mogą ustawiać skrzydła tak, aby zmaksymalizować ekspozycję na promieniowanie słoneczne w celu nagrzania przed startem. Gąsienice stadne, takie jak leśna gąsienica namiotowa i jesienna pajęczyna , czerpią korzyści z wygrzewania się w dużych grupach w celu termoregulacji. Wiele owadów latających, takich jak pszczoły miodne i trzmiele, również przed lotem podnosi temperaturę wewnętrzną endotermicznie, wibrując mięśnie lotu bez gwałtownych ruchów skrzydeł (patrz termoregulacja u owadów ). Taka aktywność endotermiczna jest przykładem trudności w konsekwentnym stosowaniu terminów takich jak poikilotermia i homiotermia.

Oprócz adaptacji behawioralnych adaptacje fizjologiczne pomagają organizmom ektotermicznym regulować temperaturę. Nurkujące gady zachowują ciepło dzięki mechanizmom wymiany ciepła , dzięki czemu zimna krew ze skóry odbiera ciepło z krwi przemieszczającej się na zewnątrz rdzenia ciała, ponownie wykorzystując i tym samym zachowując część ciepła, które w przeciwnym razie zostałoby zmarnowane. Skóra żab ryczących wydziela więcej śluzu, gdy jest gorąca, co pozwala na lepsze schłodzenie przez parowanie.

W okresach zimna niektóre zmiennocieplne wchodzą w stan odrętwienia , w którym ich metabolizm zwalnia lub w niektórych przypadkach, jak np. żaba drzewna , skutecznie się zatrzymuje. Odrętwienie może trwać przez noc lub przez cały sezon, a nawet lata, w zależności od gatunku i okoliczności.

Plusy i minusy

Czarna wyścigówka o długości 1,8 m, wygrzewająca się w słońcu Inverness na Florydzie w chłodny poranek.

Ektotermy polegają w dużej mierze na zewnętrznych źródłach ciepła, takich jak światło słoneczne , aby osiągnąć optymalną temperaturę ciała dla różnych czynności ciała. W związku z tym zależą od warunków otoczenia, aby osiągnąć operacyjne temperatury ciała. W przeciwieństwie do tego, zwierzęta endotermiczne utrzymują prawie stałą wysoką temperaturę ciała, głównie dzięki wewnętrznemu ogrzewaniu wytwarzanemu przez narządy aktywne metabolicznie (wątroba, nerki, serce, mózg, mięśnie) lub nawet wyspecjalizowane narządy wytwarzające ciepło, takie jak brązowa tkanka tłuszczowa (BAT). Ektotermy mają zazwyczaj niższe tempo przemiany materii niż endotermy przy danej masie ciała. W konsekwencji, endotermy na ogół opierają się na wyższym spożyciu żywności, a zwykle na żywności o wyższej wartości energetycznej. Takie wymagania mogą ograniczać nośność danego środowiska dla endoterm w porównaniu z nośnością dla ektoterm.

Ponieważ organizmy ektotermiczne zależą od warunków środowiskowych regulacji temperatury ciała, z reguły są wolniejsze w nocy i we wczesnych godzinach porannych. Kiedy wychodzą ze schronienia, wiele dobowych osobników ektotermicznych musi nagrzać się we wczesnym słońcu, zanim będą mogły rozpocząć codzienne czynności. W chłodne dni aktywność żerowa takich gatunków ogranicza się zatem do pory dnia u większości ektotermów kręgowców, aw zimnym klimacie większość z nich w ogóle nie może przetrwać. Na przykład u jaszczurek większość nocnych gatunków to gekony specjalizujące się w strategiach żerowania „siedź i czekaj” (patrz drapieżnik z zasadzki ). Takie strategie nie wymagają tyle energii, co aktywne żerowanie i nie wymagają aktywności łowieckiej o takiej samej intensywności. Z innego punktu widzenia drapieżnictwo typu „siedź i czekaj” może wymagać bardzo długich okresów bezproduktywnego czekania. Ogólnie rzecz biorąc, organizmy endotermiczne nie mogą sobie pozwolić na tak długie okresy bez pożywienia, ale odpowiednio przystosowane organizmy ektotermiczne mogą czekać bez zużywania dużej ilości energii. Endotermiczne gatunki kręgowców są zatem mniej zależne od warunków środowiskowych i wykazują większą zmienność (zarówno w obrębie gatunku, jak i między gatunkami) w swoich codziennych wzorcach aktywności.

Bibliografia