Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Poikilothermia )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Терморегуляция у животных
Вики ostrich.jpg
Обыкновенная лягушка является пойкилотермной и способно функционировать в широком диапазоне температур тела сердечника.

Пойкилотермных ( / р ɔɪ к ə л ə ˌ & thetas ; ɜːr м , р ɔɪ к ɪ л ə ˌ & thetas ; ɜːr м / ) представляет собой животное , чья внутренняя температура изменяется значительно. Пойкилотермы должны выжить и адаптироваться к стрессу окружающей среды. [1] Одним из наиболее важных факторов стресса является изменение температуры, которое может привести к изменению порядка липидов в мембране и может вызвать разворачивание белков и денатурацию при повышенных температурах. [1] Это противоположностьhomeotherm , животное, поддерживающее тепловой гомеостаз . Хотя этот термин в принципе может применяться ко всем организмам , обычно он применяется только к животным и в основном к позвоночным . Обычно колебания являются следствием колебаний температуры окружающей среды . Многие наземные эктотермы пойкилотермны. [2] Однако некоторые эктотермы остаются в среде с постоянной температурой до такой степени, что они фактически способны поддерживать постоянную внутреннюю температуру (т.е. являются гомеотермными.). Именно это различие часто делает термин «пойкилотерм» более полезным, чем просторечный «хладнокровный», который иногда используется для обозначения эктотермов в более общем смысле.

Пойкилотермные животные включают виды позвоночных животных, в частности, некоторые рыбы, земноводные и рептилии, а также многие беспозвоночные животные. Голый землекоп [3] [4] и лени [5] являются одними из редких млекопитающих , которые являются пойкилотермными.

Этимология [ править ]

Термин происходит от греческой poikilos ( ποικίλος ), что означает «варьировал,» в конечном счете , от корня , означающего «пятнистого» или «окрашено» , и термос ( θερμός ), что означает «тепло».

Физиология [ править ]

Устойчивый выход энергии пойкилотерма ( ящерица ) и гомеотерма ( мышь ) как функция внутренней температуры тела. Гомеотерм имеет гораздо более высокую производительность, но может работать только в очень узком диапазоне температур тела.

Животные пойкилотерм должны иметь возможность функционировать в более широком диапазоне температур, чем гомеотермы. Скорость большинства химических реакций зависит от температуры, и для функционирования пойкилотермов может быть от четырех до десяти ферментных систем, которые работают при разных температурах для важной химической реакции. [6] В результате пойкилотермы часто имеют более крупные и сложные геномы, чем гомеотермы в той же экологической нише . Лягушки являются ярким примером этого эффекта, хотя их сложное развитие также является важным фактором в их большом геноме. [7]

Поскольку их метаболизм изменчив и обычно ниже, чем у гомеотермных животных , продолжительная высокоэнергетическая деятельность, такая как полет на силовой установке у крупных животных или поддержание большого мозга , обычно выходит за рамки пойкилотермных животных. [8] Метаболизм пойкилотермных животных отдает предпочтение таким стратегиям, как сидячая охота, а не погоню за добычей за более крупными животными с высокой стоимостью передвижения. Поскольку они не используют свой метаболизм для обогрева или охлаждения, общая потребность в энергии с течением времени остается низкой. При той же массе тела пойкилотермам требуется всего 5-10% энергии гомеотермов . [9]

Адаптации пойкилотерм [ править ]

  • Некоторые адаптации являются поведенческими. Ящерицы и змеи греются на солнышке ранним утром и поздним вечером, а около полудня ищут убежища.
  • Яйца шмеля с желтым лицом не могут регулировать тепло. Поведенческой адаптацией для борьбы с этим является инкубация, когда для поддержания внутренней температуры яиц матка и ее рабочие почти постоянно высиживают выводок, согревая брюшко и касаясь им яиц. Шмель выделяет тепло, дрожа мускулами полета, даже если они не летают.
  • Курганы термитов обычно ориентированы с севера на юг, так что они поглощают как можно больше тепла на рассвете и в сумерках и минимизируют поглощение тепла около полудня.
  • Тунец способен согревать все свое тело с помощью механизма теплообмена, называемого rete mirabile , который помогает удерживать тепло внутри тела и сводит к минимуму потерю тепла через жабры . У них также плавательные мышцы расположены ближе к центру тела, а не на поверхности, что сводит к минимуму потерю тепла.
  • Гигантотермия означает рост до больших размеров с целью уменьшения потерь тепла, как, например, у морских черепах и мегафауны ледникового периода . Объем тела увеличивается пропорционально быстрее, чем поверхность тела, с увеличением размера; и меньшая площадь поверхности тела на единицу объема тела имеет тенденцию минимизировать потери тепла.
  • Верблюды , хотя они и являются гомеотермами, регулируют температуру тела с помощью метода, называемого «циклическое изменение температуры» для сохранения энергии. В жарких пустынях они позволяют температуре своего тела повышаться днем ​​и понижаться ночью, регулируя температуру своего тела примерно на 6 ° C. [10]

Экология [ править ]

Пойкилотерм сравнительно легко накапливает достаточно энергии для воспроизводства. Пойкилотермы на одном и том же трофическом уровне часто имеют гораздо более короткие поколения, чем гомеотермы: недели, а не годы. [ необходима цитата ] Это применимо даже к животным с аналогичными экологическими ролями, таким как кошки и змеи .

Эта разница в потребности в энергии также означает, что данный источник пищи может поддерживать большую плотность пойкилотермных животных, чем гомеотермных животных. [11] Это отражается в соотношении хищник-жертва, которое обычно выше у пойкилотермной фауны по сравнению с гомеотермной фауной. Однако, когда гомеотермы и пойкилотермы занимают схожие ниши и конкурируют друг с другом, гомеотермы часто могут довести до исчезновения конкурентов пойкилотермных животных, потому что гомеотермы могут собирать пищу в течение большей части каждого дня.

В медицине [ править ]

В медицине нарушение нормальной терморегуляции у человека называется пойкилотермией. Обычно это наблюдается при приеме седативных и снотворных препаратов или при « компартмент-синдроме ». Например, барбитураты , этанол и хлоралгидрат могут ускорить этот эффект. [ необходима цитата ] Быстрый сон также считается пойкилотермическим состоянием у людей. [12]

Заметки [ править ]

  1. ^ a b Гущина Ирина А .; Харвуд, Джон Л. (2006). «Механизмы температурной адаптации пойкилотермов» . Письма FEBS . 580 (23): 5477–5483. DOI : 10.1016 / j.febslet.2006.06.066 . ISSN  1873-3468 . PMID  16824520 .
  2. ^ Милтон Хильдебранд; Г.Е. Гослоу младший (2001). Анализ строения позвоночных . Принципиально болен. Виола Хильдебранд. Нью-Йорк: Вили. п. 429. ISBN. 0-471-29505-1.
  3. ^ Daly, TJM, Williams, LA и Buffenstein, Р. (1997). Катехоламинергическая иннервация межлопаточной бурой жировой ткани у голого землекопа (Heterocephalus glaber). Журнал анатомии, 190: 321-326. ‹См. Tfd› doi : 10.1046 / j.1469-7580.1997.19030321.x
  4. Перейти ↑ Sherwin, CM (2010). Содержание и благополучие нетрадиционных лабораторных грызунов. В "Руководстве UFAW по уходу за лабораторными животными и управлению ими", Р. Хубрехт и Дж. Кирквуд (редакторы). Вили-Блэквелл. Глава 25, стр. 359-369
  5. ^ Бриттон, SW; Аткинсон, В.Е. (1938). «Пойкилотермизм у ленивца». Журнал маммологии . 19 (1): 94. DOI : 10,2307 / 1374287 . JSTOR 1374287 . 
  6. ^ Кавальер-Смит, Т. "Коэволюция генома позвоночных, размеров клеток и ядер". Симпозиум по эволюции наземных позвоночных : 51–86.
  7. ↑ Райан Грегори, Т. (1 января 2002 г.). «Размер генома и сложность развития». Genetica . 115 (1): 131–146. DOI : 10,1023 / A: 1016032400147 . PMID 12188045 . S2CID 24565842 .  
  8. ^ Willmer П., Стоун Г., & Johnston, IA (2000): Экологическая физиология животных. Blackwell Science , Лондон. 644 страницы, ISBN 0-632-03517-X . 
  9. ^ Кэмпбелл, Н. А., Рис, Дж. Б. и др. (2002). Биология. 6-е издание. Бенджамин / Издательство Каммингс.
  10. ^ Хилл, Ричард (2016). Физиология животных . Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. п. 270. ISBN 978-1605354712.
  11. ^ Стин, JB, Стин, Х. и Стенсет, NC (1991): Динамика популяции Poikilotherm и Homeotherm позвоночных: эффекты нехватки пищи. OICOS Vol. 60, № 2 (март 1991 г.), стр. 269-272. резюме
  12. ^ Леон Розенталь (2009). «3». В Теофило Ли-Чионг (ред.). Основы медицины сна . Вили-Блэквелл. п. 12.

Внешние ссылки [ править ]

  • Словарное определение пойкилотерм в Викисловаре