Теплокровные — неофициальный термин, обозначающий виды животных , температура тела которых превышает температуру окружающей среды. В частности, гомойотермные виды (в том числе птицы и млекопитающие ) поддерживают стабильную температуру тела за счет регулирования обменных процессов. Остальные виды имеют различную степень терморегуляции .
Поскольку животные используют более двух категорий контроля температуры, термины « теплокровные» и «хладнокровные» в научной сфере устарели.
В целом теплокровность относится к трем отдельным категориям терморегуляции .
Значительная часть существ, обычно называемых «теплокровными», таких как птицы и млекопитающие, обладают всеми тремя этими категориями (т. е. они являются эндотермными, гомеотермными и тахиметаболическими). Однако за последние три десятилетия исследования в области термофизиологии животных выявили множество видов внутри этих двух групп, которые не соответствуют всем этим критериям. Например, многие летучие мыши и мелкие птицы становятся пойкилотермными и брадиметаболическими во время сна (или, у ночных видов, в течение дня). Для таких существ был введен термин гетеротермия .
Дальнейшие исследования животных, традиционно классифицируемых как хладнокровные, показали, что у большинства существ наблюдаются различные комбинации трех вышеупомянутых терминов вместе с их аналогами (эктотермия, пойкилотермия и брадиметаболизм), что создает широкий спектр типов температуры тела. Некоторые рыбы обладают теплокровными характеристиками, например опа . Рыба-меч и некоторые акулы имеют механизмы кровообращения , которые поддерживают температуру их мозга и глаз выше температуры окружающей среды и, таким образом, повышают их способность обнаруживать добычу и реагировать на нее . [1] [2] [3] Мышцы тунца и некоторых акул имеют схожие механизмы, улучшающие их выносливость при плавании на высокой скорости. [4]
Тепло тела вырабатывается в результате обмена веществ . Это связано с химической реакцией в клетках , которая расщепляет глюкозу на воду и углекислый газ , тем самым производя аденозинтрифосфат (АТФ), высокоэнергетическое соединение, используемое для питания других клеточных процессов. Сокращение мышц является одним из таких метаболических процессов, генерирующих тепловую энергию, а дополнительное тепло возникает в результате трения, когда кровь циркулирует по сосудистой системе.
Все организмы метаболизируют пищу и другие ресурсы, но некоторые используют их лучше, чем другие. Как и все преобразования энергии, метаболизм довольно неэффективен, и около 60% доступной энергии преобразуется в тепло, а не в АТФ. [5] У большинства организмов это тепло рассеивается в окружающую среду. Однако эндотермические гомеотермы (обычно называемые «теплокровными» животными) не только производят больше тепла, но и обладают лучшими средствами его сохранения и регулирования по сравнению с другими животными. Они демонстрируют более высокую скорость основного обмена и могут еще больше увеличивать скорость метаболизма во время напряженной деятельности. Они обычно имеют хорошо развитую изоляцию для сохранения тепла тела: мех и жир у млекопитающих и перья у птиц. Когда этой изоляции недостаточно для поддержания температуры тела, они могут прибегнуть к дрожи — быстрым сокращениям мышц, которые быстро расходуют АТФ, тем самым стимулируя клеточный метаболизм для его замены и, следовательно, для производства большего количества тепла. Кроме того, почти у всех плацентарных млекопитающих имеется бурая жировая ткань , митохондрии которой способны к несократительному термогенезу . Этот процесс включает в себя прямое рассеивание митохондриального градиента в виде тепла через разобщающий белок , тем самым «отсоединяя» градиент от его обычной функции управления выработкой АТФ посредством АТФ-синтазы .
В теплой среде эти животные используют испарительное охлаждение для отвода избыточного тепла либо за счет потоотделения (некоторые млекопитающие), либо за счет дыхания (многие млекопитающие и все птицы) - механизмы, обычно отсутствующие у пойкилотермных животных.
Было высказано предположение, что теплокровность развилась у млекопитающих и птиц как защита от грибковых инфекций . Очень немногие грибы могут пережить температуру тела теплокровных животных. Для сравнения: насекомые, рептилии и земноводные страдают от грибковых инфекций. [6] [7] [8] [9] Теплокровные животные обладают защитой от патогенов, передаваемых из окружающей среды, поскольку патогены окружающей среды не адаптированы к их более высокой внутренней температуре. [10]
Сноски
Цитаты
