Гетеротермия или гетеротермия (от греческого ἕτερος heteros «другой» и θέρμη thermē «тепло») - это физиологический термин для животных, которые варьируются между саморегулированием температуры своего тела и возможностью влиять на нее окружающей среде. Другими словами, они обладают характеристиками как пойкилотермии, так и гомеотермии .
Определение
Гетеротермные животные - это те животные, которые могут переключаться между пойкилотермическими и гомеотермическими методами . Эти изменения в стратегиях обычно происходят ежедневно или ежегодно. Чаще всего его используют как способ отделить колебания скорости метаболизма, наблюдаемые у некоторых мелких млекопитающих и птиц (например, летучих мышей и колибри ), от таковых у традиционных хладнокровных животных. У многих видов летучих мышей температура тела и скорость метаболизма повышаются только во время активности. В состоянии покоя эти животные резко снижают свой метаболизм , в результате чего температура их тела падает до температуры окружающей среды. Это делает их теплокровными в активном состоянии и пойкилотермическими в состоянии покоя. Это явление получило название «ежедневного оцепенения » и интенсивно изучалось на джунгарских хомяках . Во время сезона гибернации у этого животного наблюдается резкое снижение метаболизма каждый день во время фазы отдыха, в то время как оно возвращается к эндотермическому метаболизму во время активной фазы, что приводит к нормальной эвтермической температуре тела (около 38 ° C).
У более крупных млекопитающих (например, сусликов ) и летучих мышей наблюдаются многодневные приступы оцепенения во время спячки (до нескольких недель) зимой. [1] Во время этих многодневных приступов торпора температура тела падает на ~ 1 ° C выше температуры окружающей среды, а метаболизм может упасть примерно до 1% от нормальной скорости эндотермического метаболизма. Даже в этих глубоких спячках длительные периоды оцепенения прерываются приступами эндотермического метаболизма, называемыми пробуждениями (обычно продолжающимися от 4 до 20 часов). Эти метаболические возбуждения приводят к тому, что температура тела возвращается к эвтермическому уровню 35–37 ° C. [1] Большая часть энергии, расходуемой во время гибернации, тратится на возбуждение (70-80%), но их функция остается нерешенной.
Паттерны неглубокой гибернации без возбуждения были описаны у крупных млекопитающих (таких как черный медведь [2] ) или в особых условиях окружающей среды. [3]
Региональная гетеротермия
Региональная гетеротермия описывает организмы, которые способны поддерживать разные температурные «зоны» в разных частях тела. Обычно это происходит в конечностях и становится возможным благодаря использованию противоточных теплообменников, таких как rete mirabile, обнаруживаемый у тунца и некоторых птиц. [4] Эти теплообменники выравнивают температуру между горячей артериальной кровью, выходящей к конечностям, и холодной венозной кровью, возвращающейся обратно, тем самым уменьшая потерю тепла. Пингвины и многие арктические птицы используют эти теплообменники, чтобы поддерживать температуру ног примерно на уровне окружающего льда. Это предохраняет птиц от застревания на ледяном покрове. Другие животные, такие как кожистая морская черепаха , используют теплообменники для сбора и удержания тепла, выделяемого их мускулистыми ластами. [5] Есть даже некоторые насекомые, которые обладают этим механизмом (см. Терморегуляцию насекомых ), наиболее известным примером являются шмели , которые демонстрируют противоточный теплообмен в точке сужения между мезосомой («грудная клетка») и метасомой (« брюшная полость"); тепло сохраняется в грудной клетке и теряется из брюшной полости. [6] Используя очень похожий механизм, внутренняя температура грудной клетки медоносной пчелы может превышать 45 ° C во время полета.
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b Хижина, РА; Барнс, BM; Даан, С. (январь 2002 г.). «Температурные режимы тела до, во время и после полуестественной спячки у европейского суслика». Журнал сравнительной физиологии B . 172 (1): 47–58. DOI : 10.1007 / s003600100226 . PMID 11824403 .
- ^ Tøien, Ø; Блейк, Дж; Эдгар, DM; Grahn, DA; Heller, HC; Барнс, BM (18 февраля 2011 г.). «Спячка у черных медведей: независимость подавления обмена веществ от температуры тела». Наука . 331 (6019): 906–9. Bibcode : 2011Sci ... 331..906T . DOI : 10.1126 / science.1199435 . PMID 21330544 .
- ^ Dausmann, KH; Glos, J; Ganzhorn, JU; Heldmaier, G (24 июня 2004 г.). «Физиология: гибернация у тропических приматов». Природа . 429 (6994): 825–6. Bibcode : 2004Natur.429..825D . DOI : 10.1038 / 429825a . PMID 15215852 .
- ^ Кац, С., Л. 2002. «Дизайн гетеротермических мышц у рыб», Журнал экспериментальной биологии 205, 2251–2266.
- ^ Джеймс, Майкл; Мросовский, Н. 2004. «Температура тела кожистых черепах ( Dermochelys coriacea ) в водах умеренного климата упобережьяНовой Шотландии, Канада», Canadian Journal of Zoology 82, 1302–1306
- ^ Heinrich, B. 1976. «Теплообмен в отношении кровотока между грудной клеткой и брюшной полостью у шмелей», Journal of Experimental Biology 64, 561–585
Внешние ссылки
- Термобиология летучих мышей