stringtranslate.com

Эктотерм

Черепахи Pseudemys (на фото греющиеся в тепле) являются пойнттермными животными.
Красная линия представляет температуру воздуха. Фиолетовая линия представляет температуру тела ящерицы. Зеленая линия представляет базовую температуру норы. Ящерицы являются похолодными животными и используют поведенческие адаптации для контроля своей температуры. Они регулируют свое поведение в зависимости от температуры снаружи; если тепло, они выйдут наружу до определенной точки и вернутся в свою нору по мере необходимости.

Эктотерм (от греч. ἐκτός ( ektós ) «внешний» и θερμός ( thermós ) «тепло»), чаще называемый « холоднокровным животным », [1] — это животное , у которого внутренние физиологические источники тепла, такие как кровь , имеют относительно небольшое или совсем незначительное значение в контроле температуры тела . [2] Такие организмы ( например, лягушки ) зависят от источников тепла окружающей среды, [3] что позволяет им функционировать с очень экономичной скоростью метаболизма . [4]

Некоторые из этих животных живут в средах, где температура практически постоянна, что типично для регионов абиссального океана, и поэтому их можно считать гомойотермными эктотермами. Напротив, в местах, где температура варьируется настолько широко, что ограничивает физиологическую активность других видов эктотермов, многие виды обычно ищут внешние источники тепла или укрытия от жары; например, многие рептилии регулируют температуру своего тела, греясь на солнце или ища тень, когда это необходимо, в дополнение к целому ряду других поведенческих механизмов терморегуляции.

В отличие от эктотермных животных, эндотермные животные в значительной степени, если не преобладающей, полагаются на тепло внутренних метаболических процессов, а мезотермные используют промежуточную стратегию.

Поскольку у животных существует более двух категорий контроля температуры, термины «теплокровный» и «хладнокровный» были исключены из научного использования.

Адаптации

Различные модели поведения позволяют некоторым пойкилотермным животным регулировать температуру тела в полезной степени. Чтобы согреться, рептилии и многие насекомые находят солнечные места и принимают положения, которые максимизируют их воздействие; при вредно высоких температурах они ищут тень или более прохладную воду. В холодную погоду медоносные пчелы сбиваются в кучу, чтобы сохранить тепло. Бабочки и моли могут ориентировать свои крылья, чтобы максимизировать воздействие солнечной радиации, чтобы накопить тепло перед взлетом. [2] Стайные гусеницы, такие как лесная гусеница и луговая бабочка , получают выгоду от купания в больших группах для терморегуляции. [5] [6] [7] [8] [9] Многие летающие насекомые, такие как медоносные пчелы и шмели, также повышают свою внутреннюю температуру эндотермически перед полетом, вибрируя своими летательными мышцами без резкого движения крыльев. Такая эндотермическая активность является примером сложности последовательного применения таких терминов, как пойкилотермия и гомеотермия . [2]

В дополнение к поведенческим адаптациям, физиологические адаптации помогают эктотермам регулировать температуру. Ныряющие рептилии сохраняют тепло с помощью механизмов теплообмена , при которых холодная кровь из кожи забирает тепло из крови, движущейся наружу от ядра тела, повторно используя и тем самым сохраняя часть тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую. Кожа лягушек-быков выделяет больше слизи, когда ей жарко, что позволяет больше охлаждаться путем испарения. [ необходима цитата ]

В периоды холода некоторые эктотермы впадают в состояние оцепенения , при котором их метаболизм замедляется или, в некоторых случаях, как у древесной лягушки , фактически останавливается. Оцепенение может длиться всю ночь или целый сезон, или даже годы, в зависимости от вида и обстоятельств.

Владельцы рептилий могут использовать систему ультрафиолетового освещения, чтобы помочь своим питомцам греться на солнце. [10]

Плюсы и минусы

Эктотермы в значительной степени полагаются на внешние источники тепла, такие как солнечный свет, для достижения оптимальной температуры тела для различных видов деятельности организма. Соответственно, они зависят от условий окружающей среды для достижения рабочих температур тела. Напротив, эндотермы поддерживают почти постоянную высокую рабочую температуру тела в значительной степени за счет внутреннего тепла, вырабатываемого метаболически активными органами (печень, почки, сердце, мозг, мышцы) или даже специализированными органами, вырабатывающими тепло, такими как бурая жировая ткань . Эктотермы, как правило, имеют более низкую скорость метаболизма, чем эндотермы при данной массе тела. Как следствие, эндотермы, как правило, полагаются на более высокое потребление пищи и, как правило, на пищу с более высоким содержанием энергии. Такие требования могут ограничивать грузоподъемность данной среды для эндотермов по сравнению с ее грузоподъемностью для эктотермов.

Поскольку пойманные в регуляции температуры тела зависят от условий окружающей среды, как правило, они более вялые ночью и ранним утром. Когда они выходят из укрытия, многим дневным пойманным в спячку необходимо согреться на раннем солнечном свете, прежде чем они смогут начать свою повседневную деятельность. В прохладную погоду деятельность по поиску пищи таких видов, таким образом, ограничивается дневным временем у большинства пойманного пойманного в спячку, а в холодном климате большинство из них вообще не могут выжить. Например, у ящериц большинство ночных видов — это гекконы, специализирующиеся на стратегиях добычи пищи «сидеть и ждать». Такие стратегии не требуют столько энергии, как активная добыча пищи, и не требуют охотничьей активности той же интенсивности. С другой точки зрения, хищничество по принципу «сидеть и ждать» может потребовать очень длительных периодов непродуктивного ожидания. Пойманные в спячку, как правило, не могут позволить себе столь длительные периоды без пищи, но соответствующим образом адаптированные пойманные в спячку могут ждать, не затрачивая много энергии. Таким образом, виды эндотермных позвоночных в меньшей степени зависят от условий окружающей среды и развили большую изменчивость (как внутри вида, так и между видами) в своих суточных моделях активности. [11]

У эктотермных животных колебания температуры окружающей среды могут влиять на температуру тела. Такое изменение температуры тела называется пойкилотермией , хотя эта концепция не является широко приемлемой, и использование этого термина сокращается. У небольших водных существ, таких как Rotifera , пойкилотермия практически абсолютна, но другие существа (например, крабы ) имеют в своем распоряжении более широкие физиологические возможности, и они могут перемещаться в предпочтительные температуры, избегать изменений температуры окружающей среды или смягчать их последствия. [2] [12] Эктотермные животные также могут демонстрировать черты гомеотермии, особенно в пределах водных организмов. Обычно их диапазон температур окружающей среды относительно постоянен, и есть немногие, которые пытаются поддерживать более высокую внутреннюю температуру из-за высоких связанных с этим затрат. [13]

Ссылки

  1. ^ "Эктотермные животные | Определение, преимущества и примеры | Britannica".
  2. ^ abcd Дэвенпорт, Джон. Жизнь животных при низкой температуре. Издательство: Springer 1991. ISBN 978-0412403507 
  3. ^ Джей М. Сэвидж ; с фотографиями Майкла Фогдена и Патрисии Фогден. (2002). Амфибии и рептилии Коста-Рики: герпетофауна между двумя континентами, между двумя морями . Чикаго, Иллинойс: Издательство Чикагского университета. стр. 409. ISBN 978-0-226-73538-2.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Милтон Хильдебранд; GE Goslow, Jr. Главный илл. Виола Хильдебранд. (2001). Анализ структуры позвоночных . Нью-Йорк: Wiley. С. 429. ISBN 978-0-471-29505-1.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ^ МакКлур, Мелани; Кэннел, Элизабет; Деспланд, Эмма (июнь 2011 г.). «Термическая экология и поведение кочевого общественного фуражира Malacosoma disstria». Физиологическая энтомология . 36 (2): 120–127. doi :10.1111/j.1365-3032.2010.00770.x. S2CID  85188708.
  6. ^ Schowalter, TD; Ring, DR (2017-01-01). "Биология и борьба с паутинным червем Hyphantria cunea (Lepidoptera: Erebidae)". Журнал комплексного управления вредителями . 8 (1). doi : 10.1093/jipm/pmw019 . Архивировано из оригинала 2017-11-15.
  7. ^ Ренберг, Брэдли (2002). «Удержание тепла сетями луговой бабочки Hyphantria cunea (Lepidoptera: Arctiidae): инфракрасное потепление и принудительное конвективное охлаждение». Журнал тепловой биологии . 27 (6): 525–530. doi :10.1016/S0306-4565(02)00026-8.
  8. ^ Лоуи, Катрина. «Особенности жизненного цикла и методы выращивания осенних луговых червей (Hyphantria Cunea Drury) в Колорадо» (PDF) . Журнал Общества лепидоптерологов . Архивировано из оригинала (PDF) 2018-05-06 . Получено 2017-11-15 .
  9. ^ Хантер, Элисон Ф. (2000-11-01). «Общительность и репеллентная защита в выживании фитофагических насекомых». Oikos . 91 (2): 213–224. doi :10.1034/j.1600-0706.2000.910202.x. ISSN  1600-0706.
  10. ^ «Лучшие лампы UVA/UVB для рептилий (обзор + лучшие предложения от Amazon) – BuddyGenius». buddygenius.com . 4 января 2018 г. Архивировано из оригинала 17 января 2018 г. Получено 6 мая 2018 г.
  11. ^ Hut RA, Kronfeld-Schor N, van der Vinne V, De la Iglesia H (2012). В поисках временной ниши: факторы окружающей среды . Прогресс в исследовании мозга. Т. 199. С. 281–304. doi :10.1016/B978-0-444-59427-3.00017-4. ISBN 9780444594273. PMID  22877672.
  12. ^ Льюис, Л.; Айерс, Дж. (2014). «Температурные предпочтения и акклиматизация краба-джона, Cancer borealis ». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии . 455 : 7–13. doi :10.1016/j.jembe.2014.02.013.
  13. ^ Уиллмер, Пэт; Стоун, Грэм; Джонстон, Ян. Экологическая физиология животных. Хобокен: Wiley, 2009. Электронная библиотека. Веб. 01 апреля 2016 г.