5 różnic między zwierzętami ektotermicznymi i endotermicznymi

Zwierzęta są, niezależnie od płci i gatunku, systemami otwartymi. Jako tacy jesteśmy w stałej relacji ze środowiskiem, pozyskując energię w postaci materii organicznej, odbierając i rozpraszanie ciepła, wymiana substancji gazowych z otoczeniem i wydalanie związków potencjalnie toksycznych m.in. rzeczy.

Pośród tego wiru dynamizmu niektóre żywe istoty mają większą kontrolę nad własnym środowiskiem wewnętrznym niż inne, co wiąże się z powiązanymi z tym kosztami.

Szacuje się, że na Ziemi żyje 8,7 miliona gatunków żywych istot, choć dziś odkryto ich nieco ponad 2 miliony. Przy tak przytłaczającej różnorodności wystarczy poszukać kilku przykładów, by uświadomić sobie, że w świecie przyrody kondycja człowieka jest niemal anegdotyczna. Na przykład ogromna większość żywych istot na planecie nie jest w stanie regulować swojej temperatury wewnętrznej za pomocą mechanizmów metabolicznych, chociaż nasz gatunek może.

Opierając się na tym założeniu (a być może z zamiarem przełamania niektórych antropocentrycznych wyobrażeń), dzisiaj przedstawiamy Państwu

kluczowe różnice między zwierzętami endotermicznymi a ektotermicznymi.

• Powiązany artykuł: „Teoria ewolucji biologicznej: co to jest i co wyjaśnia”

Jakie są różnice między endotermią a ektotermią u zwierząt?

Terminy „endotermia” i „ektotermia” odnoszą się do zdolności żywej istoty (lub jej braku) do modulowania ciepła ciała. W każdym razie w naturze nie wszystko jest czarne lub białe: jak odkryjesz w późniejszych wierszach, ani Zwierzęta endotermiczne są odporne na zmiany temperatury, a organizmy ektotermiczne nie są w stanie wytwarzać ciepła z wszystko. Zobaczmy najwyraźniej różnice między obiema strategiami biologicznymi.

1. Endotermy wytwarzają ciepło metaboliczne, aby utrzymać swoją temperaturę, a ektotermy nie tak bardzo

Zaczynamy od położenia fundamentów. Z biologicznego punktu widzenia Zwierzę endotermiczne to takie, które jest w stanie wytwarzać ciepło w odpowiednich ilościach, a zatem może utrzymywać swoją temperaturę wewnętrzną w korzystnym zakresie, niezależnie od warunków środowiskowych oczekiwanych dla ekosystemu, w którym żyje. Klasyczne endotermy to ssaki i ptaki.

Z drugiej strony, Zwierzę ektotermiczne to takie, które wytwarza bardzo mało ciepła metabolicznego i dlatego musi regulować swoją temperaturę wewnętrzną poprzez działania behawioralnetakie jak wychodzenie na słońce po energię lub w cieniu, aby obniżyć tempo przemiany materii. Do tej grupy należą wszystkie bezkręgowce, ryby, gady i płazy. Ponieważ 53% światowej fauny to owady, można założyć, że zdecydowana większość żywych istot to organizmy ektotermiczne.

Wyjątki, które podważają regułę

W rzeczywistości to kryterium klasyfikacyjne, bez względu na to, jak bardzo rozpowszechnione, jest redukcjonistyczne. Zwierzęta ektotermiczne wytwarzają mniej ciepła metabolicznego niż organizmy endotermiczne, ale nie oznacza to, że całkowicie brakuje im mechanizmów termogenezy.

Na przykład gatunek węża Bivittatus w Pythonie znacznie podnosi temperaturę ciała poprzez gwałtowne skurcze mięśni. Robi to, gdy jest zwinięty do jajek, aby przekazywać im ciepło i chronić je przed żywiołami. Żółwie morskie z gatunku Dermochelys coriacea również utrzymują temperaturę wewnętrzną znacznie wyższą niż morskie środowisko wodne, ponieważ wytwarzają ciepło przy stałej aktywności mięśni.

Jeszcze ciekawsze jest to, że u owadów, ćmy i innych latających bezkręgowców również zaprzeczają tej regule. Na przykład podczas lotu mogą kierować hemolimfę z klatki piersiowej do brzucha w sposób kierunkowy, aby rozproszyć nadmiar ciepła wytwarzanego podczas ruchu. Jak widać, niektóre ektotermy potrafią modulować swoją temperaturę wewnętrzną, chociaż często mówi się, że nie.

• Możesz być zainteresowany: „Układ krążenia: co to jest, części i cechy”

2. Inne obciążenie mitochondrialne

W każdym razie te uogólnienia mają szereg biologicznych podstaw, chociaż są coraz częściej kwestionowane. Na przykład, Wykazano, że endotermy mają średnio więcej mitochondriów na komórkę niż ektotermy. Mitochondria są generatorami energii organizmów, gdyż zachodzi tu oddychanie komórkowe, czyli przemiana materii organicznej w energię.

Ponieważ organizmy homeotermiczne mają więcej mitochondriów, mogą generować więcej ciepła metabolicznego, wystarczająco dużo, aby nie polegać stale na ograniczeniach środowiskowych. Jednak ta energia nie pochodzi znikąd: jest pozyskiwana z diety, a konkretnie ze związków organicznych, takich jak węglowodany, tłuszcze i białka. Ponieważ metabolizm jest o wiele bardziej wymagający, musi spożywać więcej pokarmu w większych ilościach w porównaniu z ektotermą.

• Możesz być zainteresowany: „Mitochondria: czym one są, cechy i funkcje”

3. Endotermy mogą hibernować, podczas gdy ektotermy nie mogą

Na poziomie informacyjnym termin „hibernacja” jest często używany do określenia jakiegokolwiek spadku aktywności żywej istoty w niesprzyjających warunkach. Ponownie, ta ogólność jest błędna jako redukcjonistyczna, ponieważ rzeczywistość jest taka: ektotermy nie są w stanie hibernować.

Hibernacja to stan minimalnej aktywności i depresji metabolicznej, zwykle kojarzony tylko ze ssakami (dla ptaków bardziej słuszne jest użycie terminu „torpor”). W tym stanie rezerwy życiowej zwierzęta homeotermiczne minimalizują temperaturę wewnętrzną, rytm spada tętno, spada częstość oddechów, a w konsekwencji metabolizm spada do minimum możliwy.

W tym stanie zwierzę mocno śpi i nie wstaje, dopóki nie ustaną niekorzystne warunki.. Hibernujące ssaki muszą dużo jeść przed rozpoczęciem tego etapu, ponieważ aby przetrwać, muszą polegać na swoich zapasach energii w postaci tkanki tłuszczowej.

W przypadku ektotermów (zwłaszcza gadów) właściwym określeniem jest „brumacja”. Gad mglisty nie śpi całkowicie, ponieważ musi zostać aktywowany, aby na przykład pić wodę i reagować na bodźce. Ponadto jaszczurka może jeść podczas brumacji, chociaż może nie szukać zdobyczy tak intensywnie, jak wcześniej. Innymi słowy, „depresja metaboliczna” jest mniej drastyczna w przypadku brumacji.

4. Endotermy są mniej zależne od temperatury zewnętrznej

Największą ewolucyjną wadą ektotermii jest zależność od środowiska zewnętrznego. Z reguły gady, ryby i płazy są bardziej niezgrabne rano i wieczorem., ponieważ jest zimniej (ze względu na brak światła słonecznego), a co za tym idzie, Twój metabolizm nieodwracalnie się obniża. Jako zaleta związana z tym stanem, przynajmniej potrzebują znacznie mniej jedzenia do utrzymania swojego ciała, więc ta wymiana „opłaca się”.

Endotermy są mniej zależne od środowiska, aby utrzymać temperaturę ciała, ale to nie znaczy, że są odporne na zmiany środowiskowe. Nie posuwając się dalej, gdy człowiek wystawiony jest na -30 ° C zamarza i umiera w mniej niż minutę.

Mechanizmy rozpraszania i generowania ciepła są bardzo skuteczne w endotermach, ale nie są niezawodne: poniżej 30°C temperatura ciała, osoba traci przytomność, napięcie drastycznie spada, a serce bije szybko. niedostrzegalny. Jak możesz sobie wyobrazić, w takich przypadkach wynikiem bez leczenia jest śmierć.

5. Ektotermy mają niższe tempo przemiany materii

Udowodniliśmy już tę rzeczywistość w wielu punktach w przestrzeni, ale warto to ponownie podkreślić. „Polegając” na wytwarzaniu ciepła przez środowisko, organizmy ektotermiczne nie muszą pozyskiwać tak dużej ilości energii w postaci materii organicznej, a zatem poruszają się mniej. Wiele drapieżnych ektoterm działa zgodnie z zasadniczą strategią usiądź i czekaj: czekają, aż zdobycz przejdzie przed nimi, ponieważ pogoń za nią jest zbyt kosztowna na poziomie energii.

Ponadto, jeśli pomyślisz o skorpionie, tarantuli, wężu lub jaszczurce, zobaczysz, że ich strategia życiowa nie jest nawet porównywalna do ptaka. Ektotermy poruszają się mniej, są mniej aktywne i biegają tylko przez krótki czas, gdy czują się zagrożone. Ogólnie rzecz biorąc, ektotermia skutkuje niższym średnim wskaźnikiem aktywności (chociaż są wyjątki).

Wznawianie

Jak widać, natura po raz kolejny pokazuje nam, że narzucone sobie przez człowieka zasady są łamane znacznie bardziej, niż się wydaje. Determinizm naszego myślenia kazał nam wierzyć przez dziesięciolecia, że ​​ektotermy nie są w stanie generować ciepła, ale tak nie jest. Od owadów po gady, istnieje wiele przykładów rzekomo ektotermicznych zwierząt, które termoregulują, nawet jeśli nie w sposób ciągły.