- การควบคุมอุณหภูมิในสิ่งมีชีวิตที่มีความร้อน
- การเผาผลาญในสัตว์ที่มีความร้อน
- Poikilothermia ในธรรมชาติ
- ประโยชน์และค่าใช้จ่ายของ poikilothermia
- วิวัฒนาการของ ectothermy ในไดโนเสาร์
- อ้างอิง
Poikilothermo (poikilos หลายตัวหรือหลายตัว) หมายถึงสัตว์เหล่านั้นที่ไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิภายในได้ดังนั้นอุณหภูมิของร่างกายจึงผันผวนตามอุณหภูมิห้อง
ในอดีตนักสัตววิทยาใช้คำอื่น ๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเช่น "เลือดเย็น" เพื่ออ้างถึงสัตว์กลุ่มต่างๆ อย่างไรก็ตามมันเป็นคำที่ในความหมายที่เข้มงวดไม่มีประสิทธิภาพในการแยกสัตว์สองกลุ่มออกจากกัน
ที่มา: Bjørn Christian Tørrissen
อีกคำหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่ออ้างถึงแหล่งที่มาของความร้อนในร่างกายคือ "ectotherm" เช่นเดียวกับกลุ่มสัตว์ที่อาศัยแหล่งความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเกือบทั้งหมด ดังนั้นการรวมกันของคำเหล่านี้จึงให้ข้อมูลที่มีค่าเกี่ยวกับวิธีที่สัตว์ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
การควบคุมอุณหภูมิในสิ่งมีชีวิตที่มีความร้อน
สัตว์ตลอดการวิวัฒนาการได้ใช้กลยุทธ์เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมภายในให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสมและรักษาการทำงานของเซลล์ตามปกตินอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้จ่ายหรือการประหยัดพลังงานในการเผาผลาญ
สัตว์ที่มีความร้อนในการเผาผลาญค่อนข้างน้อยกว่าสัตว์ที่ดูดความร้อน ดังนั้นการแลกเปลี่ยนพลังงานแคลอรี่กับสิ่งแวดล้อมจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดอุณหภูมิร่างกายของคุณ
ในแง่นี้สัตว์ที่ดูดซับความร้อนจากอุณหภูมิจะดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมหากต้องการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายโดยทำตัวเป็นตัวปรับความร้อนเนื่องจากขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ในแง่พลังงานพวกมันเป็นสัตว์ที่แยกตัวไม่ดี
ประการแรกพวกมันมีอัตราการผลิตความร้อนจากการเผาผลาญต่ำซึ่งจะกระจายไปสู่สภาพแวดล้อมโดยรอบอย่างรวดเร็วและไม่ได้มีส่วนทำให้อุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ในทางกลับกันพวกมันมีการนำความร้อนสูงซึ่งทำให้ ectotherms ดูดซับความร้อนได้ง่าย
ในกรณีส่วนใหญ่สิ่งมีชีวิตนอกความร้อนจะมีพฤติกรรมควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย ตัวอย่างเช่นงูและกิ้งก่าจะอาบน้ำจนกว่าจะถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของกล้ามเนื้ออย่างมีประสิทธิภาพโดยลดผลกระทบจากสิ่งแวดล้อมผ่านพฤติกรรม
การเผาผลาญในสัตว์ที่มีความร้อน
เป็นที่ทราบกันดีว่าปฏิกิริยาทางชีวเคมีมีความไวต่ออุณหภูมิเนื่องจากการทำงานของเอนไซม์หลายชนิดมีอุณหภูมิที่เหมาะสม การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ของอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของกลไกการทำงานของเอนไซม์ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อสัตว์
หากอุณหภูมิลดลงถึงระดับวิกฤตความเร็วของกระบวนการเผาผลาญจะลดลงลดการผลิตพลังงานและปริมาณที่สัตว์สามารถใช้สำหรับกิจกรรมและการสืบพันธุ์ได้
ในทางตรงกันข้ามหากอุณหภูมิสูงขึ้นมากเกินไปกิจกรรมการเผาผลาญจะไม่เสถียรและถูกทำลาย อนุญาตให้กำหนดช่วงที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาชีวิตระหว่าง 0 ° C ถึง 40 ° C
อุณหภูมิของร่างกายในสิ่งมีชีวิตที่มีความร้อนด้วยความร้อนจะไม่คงที่เช่นเดียวกับในกรณีของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยความร้อนในบ้าน
ในกรณีนี้แม้ว่าความร้อนจะถูกสร้างขึ้นเป็นผลมาจากกิจกรรมการเผาผลาญ แต่ความร้อนก็จะหายไปเร็วที่สุดเท่าที่มันถูกสร้างขึ้น อุณหภูมิภายในไม่ได้ขึ้นอยู่กับกลไกการเผาไหม้ของอาหารเช่นเดียวกับในกรณีของ homeotherms
โดยทั่วไปแล้วสัตว์ที่มีความร้อนในอุณหภูมิสูงจะเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญอาหารประเภท bradymetabolic อย่างไรก็ตามมันเป็นเงื่อนไขที่เฉพาะสิ่งมีชีวิตนอกความร้อนที่เข้มงวดเท่านั้นที่พบได้ bradymetabolism คือการเผาผลาญอาหารในสภาวะที่เหลือ
Poikilothermia ในธรรมชาติ
Poikilothermia เป็นประเภทของการควบคุมอุณหภูมิที่พบบ่อยที่สุดในอาณาจักรสัตว์ ภายในกลุ่มนี้ ได้แก่ กลุ่มของสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นล่างเช่นปลาสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำและสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบนบกและในน้ำส่วนใหญ่ (ในกรณีพิเศษบางกรณี)
โดยทั่วไปแล้วอุณหภูมิของร่างกายจะเหมือนกับน้ำเนื่องจากลักษณะแคลอรี่ ในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตบนบกอาจมีอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิของอากาศเนื่องจากผลของรังสี
สัตว์ที่ใช้ความร้อนจากความร้อนโดยอาศัยพฤติกรรมของพวกมันใช้ประโยชน์จากสถานที่ที่มีอุณหภูมิที่ดีกว่าอย่างไรก็ตามตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้แหล่งที่มาของพลังงานที่ใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายนั้นมาจากสิ่งแวดล้อมไม่ใช่จากภายในร่างกาย
ในพื้นที่เขตร้อน ectotherms เช่นสัตว์เลื้อยคลานแข่งขันกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างมีประสิทธิภาพในหลาย ๆ กรณีเหนือกว่าพวกมันในสายพันธุ์และบุคคลมากมาย เนื่องจากอุณหภูมิคงที่ของเขตร้อนทำให้สามารถทำกิจกรรมได้ตลอดทั้งวันและยังอุทิศพลังงานที่ประหยัดได้ในกิจกรรมการสืบพันธุ์และการอยู่รอด
ข้อได้เปรียบนี้มีแนวโน้มที่จะลดน้อยลงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิปานกลางซึ่งเนื่องจากสภาวะที่ไม่พึงประสงค์สำหรับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยความร้อนภายนอกจึงเป็นที่ชื่นชอบ
ประโยชน์และค่าใช้จ่ายของ poikilothermia
เนื่องจากอุณหภูมิของร่างกายของ ectotherm จำนวนมากขึ้นอยู่กับระดับที่มากกับสิ่งแวดล้อมสิ่งมีชีวิตชนิด ectotherm ที่อาศัยอยู่ในสถานที่ที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งอาจมีปัญหาได้
อย่างไรก็ตามพวกเขาได้พัฒนาการตอบสนองเป็นสารเพื่อป้องกันการเกิดนิวเคลียสของผลึกน้ำแข็งในของเหลวนอกเซลล์ดังนั้นจึงปกป้องของเหลวไซโตพลาสซึมสารทำความเย็นและสารป้องกันการแข็งตัวในของเหลวในร่างกาย
ในสภาพแวดล้อมที่ร้อนการทำงานของเนื้อเยื่อของ ectotherms ส่วนใหญ่จะถูกขัดขวาง เนื่องจากฮีโมโกลบินมีความสัมพันธ์ที่ต่ำกว่าสำหรับออกซิเจนภายในอุณหภูมิที่สูงขึ้นของร่างกายจึงป้องกันไม่ให้สัตว์ทำกิจกรรมที่เรียกร้องเนื่องจากอัตราการเผาผลาญแบบแอโรบิคต่ำ
หลังนำมาซึ่งพัฒนาการของการขาดออกซิเจนในระหว่างการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนและข้อ จำกัด ของการได้ขนาดใหญ่
Ectothermy เป็นรูปแบบชีวิตที่ช้าลงโดยมีการไหลของพลังงานเพียงเล็กน้อยนั่นคือมีความต้องการพลังงานเพียงเล็กน้อย อย่างหลังนี้ช่วยให้พวกมันสามารถครอบครองโพรงบนบกที่ไม่ได้ใช้โดยสัตว์มีกระดูกสันหลังในบ้านโดยใช้พลังงานน้อยลงในการผลิตความร้อนและอื่น ๆ ในกิจกรรมการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์
วิวัฒนาการของ ectothermy ในไดโนเสาร์
นับตั้งแต่มีการเลี้ยงฟอสซิลครั้งแรกมีการถกเถียงกันว่าไดโนเสาร์เป็นพลังงานความร้อนภายในบ้านหรือพลังงานความร้อน อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้วว่า ectothermy เกี่ยวข้องกับการลงทุนด้านการเผาผลาญที่ต่ำเพื่อสร้างความร้อนและใช้พลังงานจากสิ่งแวดล้อมเพื่อควบคุมอุณหภูมิของร่างกายแทน
สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหาหลายอย่างเช่นการขาดรังสีหรือพลังงานแสงอาทิตย์ในเวลากลางคืนหรือความจริงที่ว่าที่อยู่อาศัยนั้นอบอุ่นและเย็น ตามเนื้อผ้าเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างไดโนเสาร์และสัตว์เลื้อยคลานในปัจจุบันไดโนเสาร์ถูกจัดประเภทเป็น ectotherms
อย่างไรก็ตามเนื่องจากวิถีชีวิตที่อนุมานได้เกี่ยวกับไดโนเสาร์จึงมีข้อโต้แย้งหลายประการที่สนับสนุนว่าพวกมันเป็นสัตว์ดูดความร้อน
ประการแรกคือพวกมันมีฉนวนกันความร้อนผิวเผิน (ขนในอาร์คีออปเทอริกซ์) ซึ่งจะเป็นอุปสรรคในการดูดซึมพลังงานจากรังสีและสำหรับท่อใต้พิภพโดยถือว่าเป็นวิธีการรักษาความร้อนจากการเผาผลาญ
การค้นพบฟอสซิลจำนวนมากเกิดขึ้นในเขตอบอุ่นซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถือว่าเป็นสารดูดความร้อนเพื่อให้อยู่รอดในสภาพอากาศด้วยความร้อนจากการเผาผลาญ หลักฐานอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์ระหว่างผู้ล่าและเหยื่อเป็นลักษณะของสัตว์ที่ดูดความร้อนและไม่อาศัยความร้อน
อ้างอิง
- Campbell, NA, & Reece, JB (2007). ชีววิทยา. Panamerican Medical Ed.
- de Quiroga, GB (1993). สรีรวิทยาและวิวัฒนาการของสัตว์ (ฉบับที่ 160) รุ่น AKAL
- Fanjul, ML, & Hiriart, M. (Eds.). (1998) ชีววิทยาเชิงหน้าที่ของสัตว์ ศตวรรษที่ 21
- Fastovsky, DE และ Weishampel, DB (2005) วิวัฒนาการและการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
- ฮิลล์, RW (2002). สรีรวิทยาของสัตว์เปรียบเทียบ: แนวทางด้านสิ่งแวดล้อม ฉันย้อนกลับ
- Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2012). สรีรวิทยาของสัตว์. สำนักพิมพ์ Sinauer Associates, Inc. ฉบับที่สาม
- McNab, BK (2002). นิเวศวิทยาทางสรีรวิทยาของสัตว์มีกระดูกสันหลัง: มุมมองจากพลัง สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยคอร์แนล
- Willmer, P. , Stone, G. , & Johnston, I. (2009). สรีรวิทยาสิ่งแวดล้อมของสัตว์ John Wiley & Sons