Меѓу постојните живи суштества, птиците и цицачите се хомотермални (со исклучок на само голи крт стаорци). Покрај тоа, на 15.05.2015 година е откриена првата потполно топла риба, која ја откриле научниците од Националната океанска и атмосферска администрација на Соединетите држави. Прашање дали птеросаурусите и диносаурусите им припаѓале на топлокрвни животни е исто така дискутабилно, иако неодамна истражувачите се повеќе се склони кон топлокрвност, а веќе се водат дебати за тоа кој од видовите бил топлокрвен, а кои не биле. Исто така, не постои конечна јасност за тоа каква ендотермија ги поседувале диносаурусите, но достапните податоци ни овозможуваат да констатираме дека големите диносауруси имале барем инерцијална хомоотермија.
Денес, повеќето истражувачи веруваат дека во нивниот метаболички режим, диносаурусите заземале не само средна позиција помеѓу „топлокрвните“ и „ладнокрвните“ животни, туку фундаментално се разликувале од двете. Набудувањата на големи модерни влекачи покажале дека ако некое животно има намалена телесна големина поголема од 1 m (имено, скоро сите диносауруси биле такви), тогаш во рамномерна и пријатна (суптропска) клима со мали дневни температурни флуктуации, тоа е доста способно да одржува постојана телесна температура над 30 ° C: топлинскиот капацитет на вода (од кој телото се состои од 85%) е доволно голем што едноставно нема време да се олади преку ноќ. Главната работа е дека оваа висока телесна температура е обезбедена единствено заради топлина однадвор, без никакво вклучување на сопствен метаболизам (за што цицачите треба да потрошат 90% од храната што ја консумираат). Значи, животно со големини типично за повеќето диносауруси може да постигне ист степен на контрола на температурата како цицачи, притоа одржувајќи ја типично рептилната метаболичка стапка, овој феномен Ј. Хатон (1980) го нарече инерцијална хомеотермија. Очигледно, токму инерцијалната хомотерапија (во комбинација со бипедалност) ги направила диносаурусите кралеви од мезозојска природа.
Во една нова студија, канадски и бразилски научници можеби пронашле поим за оваа еволутивна мистерија. Тим предводен од Глен Татерсал од универзитетот Брок откри дека аргентинскиот црно-бел таг (Salvator merianae) има сезонска топлокрвност. Овој гуштер, долг до 150 сантиметри, живее во поголемиот дел од Јужна Америка и е добро познат на биолозите. Поголемиот дел од годината, како и многу други влекачи, тегавите лежат на сонце во текот на денот, а навечер се кријат во дупки и се ладат. Сепак, научниците користејќи сензори и топлински комори откриле дека за време на сезоната на парење, од септември до декември, во утринските часови, дишењето и срцевата фреквенција на животното се зголемуваат, а нивната температура се зголемува, станувајќи повисока од температурата во дупката за десет степени целзиусови. Научниците веруваат дека јужноамериканските гуштери се посредна врска помеѓу ладнокрвните и топлокрвни животни. Зголемувањето на температурата на телото за време на сезоната на парење ја зголемува нивната активност кога барате партнер, го забрзува развојот на јајца и ви овозможува да се грижите повеќе за потомството. Покрај тоа, на пример, кожна желка, како резултат на работата на мускулите, изолациониот масен слој и големите големини, одржува телесна температура повисока од температурата на околната вода. Големите гуштери за монитори исто така се загреваат за време на ловот или активното движење. Големите змии, како што се питони и боби, можат да ја зголемат телесната температура со виткање во ринг и со договорни мускули, ова се користи за затоплување и за изведување на јајца.
Видови хомеотермија
Разликувај точно и инерцијална хомеотемија
- Вистинска хомеотемија се јавува кога живо суштество има доволно ниво на метаболизам за одржување на постојана телесна температура како резултат на независно производство на енергија од потрошената храна. Современите птици и цицачи се вистински хомеотермски суштества. Покрај доволните енергетски способности, тие исто така имаат различни механизми дизајнирани да ја задржат топлината (пердуви, волна, поткожен слој на масното ткиво) и да заштитат од прегревање на високи температури на околината (потење). Недостаток на овој механизам е што е потребна многу енергија за одржување на телесната температура, и затоа потребата за храна е поголема отколку во кој било друг случај.
- Инерцијална хомотерапија - ова е одржување на постојана телесна температура заради големите димензии и големата телесна тежина, како и специфичното однесување (на пример, ковчег на сонце, ладно во вода). Ефективноста на механизмот за инерцијална ендотермија зависи првенствено од односот на топлинскиот капацитет (поедноставен - маса) и просечниот проток на топлина низ површината на телото (поедноставено - пределот на телото), затоа овој механизам може јасно да се забележи само кај големи видови. Инерцијалното хомотермално суштество полека се загрева за време на периоди на покачување на температурата, и полека се лади за време на периоди на ладење, односно, заради големиот капацитет на топлина, се измазнуваат флуктуациите на температурата на телото. Недостаток на инерцијална хомотермија е тоа што е можно само со одреден вид клима - кога просечната температура на околината одговара на саканата телесна температура и нема долги периоди на сериозно ладење или затоплување. Од предностите, треба да се истакне мала потреба од храна со прилично високо ниво на активност. Карактеристичен пример за инерцијална хомеотермија е крокодил. Кожата на крокодилот е покриена со правоаголни роговиден штит, кои се наредени во редовни редови на задниот дел и абдоменот, под нив во дорзалната и поретко во абдоминалниот дел се развиваат остеодерми, формирајќи карпаце. Во текот на денот, остеодермите акумулираат топлина што доаѓа со сончева светлина. Поради ова, температурата на телото на голем крокодил во текот на денот може да варира на само еден или два степени. Заедно со крокодилите, држава близу до инерцијална хомеотермија може да се набудува во најголемите копнени и морски желки, како и гуштерите на Комодо, големи питони и чамци.
Хомотермални животни
Хомеотермички животни (пријатни организми) се животни чија температура е повеќе или помалку константа и, како по правило, не зависи од температурата на околината. Овие вклучуваат цицачи и птици, во кои постојаноста на температурата е поврзана со повисока метаболичка стапка во споредба со поикилотермичките организми. Покрај тоа, тие имаат термоизолационен слој (пердуви, крзно, маснотии). Нивната температура е релативно висока: кај цицачите е 36–37 ° С, а кај птиците во мирување е до 40–41 ° С.
ANИВОТНИЦИ НА ПОИКИЛОТЕРМ - [c. poikilos motley, разновидна + термо топлина, топлина] - ладнокрвни животни, животни со нестабилна телесна температура која варира во зависност од температурата на околината, во нив спаѓаат сите без'рбетници, како и риби, амфибии, влекачи и индивидуални цицачи (на пр. хомојутерски животни )
За време на еволуцијата, хомотермалните животни развија можност да се бранат од студот (миграција, хибернација, крзно и сл.).
Веќе знаеме дека хомеотермичките животни можат да ја одржат телесната температура во многу поширок температурен опсег од поикилотермските животни (види Сл. 3), сепак, и двајцата умираат приближно на исти исклучително високи или претерано ниски температури (во првиот случај, од коагулација на протеини, а во втората - заради замрзнување на меѓуклеточната вода со формирање на мраз кристали). Но, сè додека не се случи ова, се додека температурата не достигне критични вредности, телото се бори да го одржи на нормално или барем близу нормално ниво. Секако, ова е целосно карактеристично за хомотермичките организми со терморегулација, способни да го засилат или ослабнат и производството на топлина и преносот на топлина во зависност од условите. Преносот на топлина е чисто физиолошки процес, се јавува на ниво на органи и организми, а производството на топлина се заснова на физиолошки, хемиски и молекуларни механизми. Прво на сите, тоа е треска, студени потреси, т.е. мали контракции на скелетни мускули со низок коефициент на ефикасност и зголемено производство на топлина. Телото го вклучува овој механизам автоматски, рефлексивно. Неговиот ефект може да се засили со активна доброволна активност на мускулите, што исто така го подобрува генерирањето на топлина. Не е случајно што за да се задржиме топло, прибегнуваме кон движење.
Температура на телото. Хомотермичките животни не само што се снабдуваат со топлина заради сопственото производство на топлина, туку се способни и активно да го регулираат неговото производство и потрошувачка. Поради ова, тие се карактеризираат со висока и прилично стабилна телесна температура. Кај птиците, најдлабоката телесна температура е нормално околу 41 ° C со флуктуации кај различни видови од 38 до 43,5 ° C (податоци за 400 vvd). Во услови на целосен одмор (главен метаболизам), овие разлики се малку изедначени, кои се движат од 39,5 до 43,0 ° С. На ниво на индивидуален организам, температурата на телото покажува висок степен на стабилност: опсегот на неговите дневни промени обично не надминува 2-4 ° C, а оваа флуктуација не е поврзана со температурата на воздухот, туку го рефлектира ртм на метаболизмот. Дури и кај видови на Арктик и Антарктик, на околни температури до 20–50 ° C, температурата на телото варира во рамките на истите 2–4 ° С.
Процесите на прилагодување кај животните во однос на температурата доведоа до појава на поикилотермички и хомотермолни животни. Огромното мнозинство на животни се лотарокери, односно температурата на сопствените тела се менува со менување на температурата на околината: водоземци, влекачи, инсекти, итн. Многу помал дел од животните се хомоотермички, односно имаат постојана телесна температура, независна од температурата надворешно опкружување: цицачи (вклучително и луѓе) со телесна температура од 36–37 ° С и птици со телесна температура од 40 ° С.
Физиолошка адаптација на хомеотермичко животно на студ. |
Но, само вистинските „топлокрвни“, хомеотермички животни - птици и цицачи - можат да одржат постојана висока телесна температура со значителни промени во температурата на околината. Тие имаат совршени нервозни и хормонални механизми на активна регулација на топлина, кои вклучуваат не само средства за ефикасно регулирање на пренесување на топлина (преку промени во периферниот проток на крв, дишење, потење и спроведување на топлина на косата), но исто така и промени во интензитетот на оксидативните процеси и производството на топлина во телото. Поради ова, температурата на внатрешните делови на телото во значителен степен не зависи од температурата на околината. Затоа, птиците и цицачите се нарекуваат и ендотермички организми. Кај некои од нив, механизмите за терморегулација достигнуваат голема моќ. Значи, поларна лисица, поларна був и бела гуска лесно толерираат силно настинка без пад на телесната температура и додека одржуваат разлика во телесните и околните температури од 100 или повеќе степени. Поради дебелината на поткожното масно ткиво и карактеристиките на периферната циркулација на крвта, многу алишта и китови се одлично прилагодени за долг престој во мраз вода.
Значи, адаптивните промени во преносот на топлина кај хомеотермички животни можат да бидат насочени не само за одржување на високо ниво на метаболизам, како кај повеќето птици и цицачи, туку и за поставување на ниско ниво на метаболизам во услови кои се закануваат на осиромашување на енергетските резерви. Оваа можност да се префрлат типовите на регулирање на преносот на топлина значително ги проширува еколошките можности засновани на хомоотермија.
Активниот живот на температури под нулата може да доведе само од хомоoyтермални животни. Поикилотермална иако тие издржат температури значително под нулата, но во исто време ја губат подвижноста. Температурата на редот од +40 ° C, т.е. дури и пониска од температурата на коагулацијата на протеините, е екстремна за повеќето животни.
За време на студената аукција, индивидуална физиолошка адаптација на хомеотермички животни на студ - по итна реакција на ладење, се случува постепено прераспределување помеѓу функциите на производство на топлина и топлинска изолација на телото (Сл. 4.11). Топлинската изолација се подобрува, а во структурата на производство на топлина, придонесот на разни биохемиски механизми се менува во насока на распространетоста на слободната оксидација на енергетските подлоги. Поради ова, температурата на телото на животното се нормализира, а трошоците за енергија за одржување на топлинската рамнотежа се намалени.
Фундаментално различен вид на адаптација кон температурниот фактор е карактеристичен за хомохермалните животни. Нивните температурни адаптации се поврзани со активно одржување на постојана внатрешна температура и се засноваат на високо ниво на метаболизам и ефективна регулаторна функција на централниот нервен систем. Комплексот на морфофизиолошки механизми за одржување на термичката хомеостаза на телото е специфична сопственост на хомеотермички животни.
Ако поикилотермичните се вкочанети, тогаш зимската и летната хибернација е вродена кај хомотермалните животни, чии физиолошки и молекуларни механизми се различни од вкочанетост. Нивните надворешни манифестации се исти: намалување на телесната температура скоро на температурата на околината (само за време на зимска хибернација, за време на летната хибернација не е) и метаболички стапки (10-15 пати), промена во реакцијата на внатрешното опкружување на телото кон алкална страна, намалување на ексцитабилност на респираторниот центар и намалување на дишењето до 1 инспирација за 2,5 минути, отчукувањата на срцето исто така нагло паѓаат (на пример, кај лилјаците од 420 на 16 отчукувања / мин). Причината за ова е зголемување на тонот на парасимпатичкиот нервен систем и намалување на симпатичката ексцитабилност. Најважно е дека за време на хибернацијата системот на терморегулација е исклучен. Причините за ова се намалување на активноста на тироидната жлезда и намалување на содржината на тироидните хормони во крвта. Домашните животни стануваат поикилотермички.
Птиците и цицачите можат да одржат прилично постојана телесна температура, без оглед на температурата на околината. Овие животни се нарекуваат хомокотермални (од грчки. Хомотермалните животни се релативно малку зависни од надворешните извори на топлина. Поради високиот курс на размена, тие создаваат доволна количина на топлина што може да се чува. Бидејќи овие животни постојат заради внатрешните извори на топлина, тие сега често се нарекуваат ендотермички .
Сето погоре се однесува на т.н. длабока телесна температура, која ја карактеризира термичката состојба на термостатски контролираното „јадро“ на телото. Кај сите хомотермални животни, надворешните слоеви на телото (интеграл, дел од мускулите и сл.) Формираат повеќе или помалку изразена „школка“, чија температура варира во голема мерка. Така, стабилната температура ја карактеризира само областа на локализација на важните внатрешни органи и процеси. Површинските ткива издржат поизразени температурни флуктуации.Егото може да биде корисно за телото, бидејќи во таква ситуација температурниот градиент се намалува на границата помеѓу телото и околината, што овозможува да се одржи термичка хомеостаза на „јадрото“ на телото со помали потрошувачки на енергија.
Ослободувањето на енергија во форма на топлина го придружува функционалното оптоварување на сите органи и ткива (Табела 4.2) и е карактеристично за сите живи организми. Специфичноста на хомеотермички животни е дека промената во производството на топлина како реакција на променливата температура претставува кај нив посебна реакција на телото што не влијае на нивото на функционирање на основните физиолошки системи.
СОСТОЈБА НА ЛААТА Способноста на еден пејзаж да ги задржи своите основни карактеристики неговата структура и природата на врските помеѓу елементите и покрај надворешните влијанија. ДОМО-ТЕРМАЛНИ ANИВОТНИ [од в. Iotoyuz е сличен, идентичен и (Yeghts - топлина), топлокрвни животни - животни чијашто телесна температура се одржува постојана без оглед на температурата на околината заради енергијата ослободена за време на метаболизмот (птици и цицачи).
Ефектот на температурата на околината. Суштинска во развојот и виталната активност на ткивата, органите и на телото како целина е постојаноста на телесната температура, (хомотермални) животни. Хомотермалните животни се одликуваат со еволутивно развиена способност за промена на количината на пренесување на топлина (физичка терморегулација) со регулирање на циркулацијата на крвта во површинските ткива и испарување на влагата од телото, како и промена на генерирање на топлина (хемиска терморегулација) додека се одржува постојана температура на ткивата и целото тело. Релативната постојаност на телесната температура на домашните животни е поддржана од сложено, неврохуморно регулирање на процесите на производство на топлина и пренесување на топлина. Кога телото се лади во телото, метаболичките процеси се интензивираат и се зголемува производството на топлина, а преносот на топлина се намалува, кога се загрева, напротив, производството на топлина се намалува, а преносот на топлина се зголемува.
Видовите разлики во прагот на температурата над кои е нарушено нормалното функционирање на апаратот за движење на сперматозоидите, особено изразено при споредување на спермата од поикилотермични и хомотермални животни, може да се објасни на различни начини (Холвил, 1969). Прво, различни организми можат да имаат варијации во структурата на ензимот, бројот и видот на врските што се оштетени со топлинска денатурација на неговите молекули. Второ, ензимот кај испитуваните животински видови може да биде идентичен, а разликите во границите на температурата на коишто се забележува нејзина денатурација веројатно се должат на различноста на околните услови (pH, јонска концентрација, итн.).
Воздухот како животна средина има одредени карактеристики: кои ги водат општите еволутивни патеки на жителите од ова опкружување. Така, висока содржина на кислород (околу 21% во атмосферскиот воздух, малку помалку во воздухот што го исполнува респираторниот систем на животни) ја одредува можноста за формирање на високо ниво на метаболизам на енергија. Не е случајно што во ова опкружување се појавија хомотермални животни, кои се карактеризираат со високо ниво на енергија на организмот, висок степен на автономија од надворешни влијанија и висока биолошка активност во екосистемите. Од друга страна, атмосферскиот воздух се карактеризира со мала и променлива влажност. Оваа околност во голема мерка ги ограничи можностите за развој на воздушната средина, а меѓу жителите се водеше од еволуцијата на основните својства на системот за вода-сол метаболизам и структурата на респираторниот систем.
Втората важна еколошка предност за жителите на живите организми е нивната заштита од директно влијание на факторите на животната средина. Во внатрешноста на домаќинот, тие практично не наидуваат на опасност од сушење, остри флуктуации на температурата, значителни промени во режимите на сол и осмотски, итн. Така, во особено стабилни услови, има внатрешни жители на хомоитермични животни. Флуктуациите во услови на животната средина влијаат врз внатрешните паразити и симболитите индиректно, преку организмот домаќин.
Човекот како вид, фундаментално различен од сите претходни видови, се појави во процесот на еволуција под влијание на законите што се вообичаени за сите живи суштества како резултат на фундаментално генетско фиксно откритие во процесот на еволуција на организмите на биосферата. Ваквите кардинални откритија, што доведоа до појава на фундаментално нови видови, се случија пред појавата на човекот. Значи, имаше повеќеклеточни организми, 'рбетници, хомеотермички животни со постојана телесна температура.
Наведените примери далеку од исцрпување на сите форми на адаптивно однесување. Ова треба да вклучува можност на многу птици и цицачи активно да градат гнезда, дупки и други засолништа со поволна микроклима, употреба на пози кои штедат потрошувачка на енергија, сезонски движења, адаптивна природа на дневна активност и др. Целиот комплекс на адаптивни реакции во однесувањето, намалување на затегнатоста на размената на енергија и сл. ги проширува еколошките способности на хомеотермички животни.
Асимилираната енергија, минус енергијата содржана во излачуваните излачувани од телото (измет, урина и сл.), Е метаболизирана енергија. Дел од истиот е распределен во форма на теша во процесот на варење храна и е дисперзиран или се користи за терморегулација. Останатата енергија е поделена на енергијата на постоењето, која веднаш ја трошиме од најчестите форми на живот (во суштина, ова е исто така „трошење за дишење“), и продуктивната енергија, која се акумулира (барем привремено) во масата на растечки ткива, енергетски резерви и сексуални производи (ориз 3.1). Енергијата на постоењето е составена од трошоците за фундаментални животни процеси (базален метаболизам или базален метаболизам) и енергија потрошена за различни форми на активност. Кај хомотермалните животни, на ова се додава и потрошувачката на енергија за терморегулација. Сите овие трошоци за енергија завршуваат со дисипација на енергијата во форма на топлина - повторно, се должи на фактот дека ниту една функција не работи со ефикасност од 100%. Енергијата акумулирана во ткивата на телото на хетеротроф претставува секундарно производство на екосистемот, што може да се користи како храна од потрошувачите со повисоки нарачки.
Придобивките од хомеотермија
Топло крвните животни, како по правило, не спаѓаат во хибернација, освен неколку исклучоци, и тие можат да бидат активни во текот на целата година, да јадат, да се движат и да се заштитат од предатори.
Иако топлокрвните животни мора да консумираат многу храна за да останат активни, тие имаат енергија и средства да доминираат во сите природни области, дури и во ладниот Антарктик или високите планински масиви. Тие исто така можат да патуваат побрзо и на подолги растојанија од животните со ладнокрвни.
Недостатоци на хомеотермија
Бидејќи телесната температура на топлокрвните животни останува стабилна, тие се идеални домаќини за многу паразити, како што се црви, или микроорганизми, вклучувајќи бактерии и вируси, од кои многу можат да предизвикаат фатални заболувања.
Бидејќи хомотермалните животни ја ослободуваат сопствената топлина, важен фактор е односот на масата до површината на телото. Поголема телесна маса произведува поголема топлина, а поголема телесна површина се користи за ладење во текот на летото или во потопло живеалиште, како што се огромните уши на слоновите. Затоа, топлокрвните животни не можат да бидат мали како инсекти со ладнокрвност.