Ectotherm-definition
En ektoterm er en organisme, der henter den varme, den har brug for, fra miljøet. Dette er i modsætning til en endoterm, som skaber den varme, den har brug for fra interne kemiske reaktioner. En almindelig misforståelse er, at en ektoterm er “koldblodet”. En ektoterm kan regulere temperaturen adfærdsmæssigt ved at bevæge sig ind i varmere områder eller positionere sig for at reducere varmetabet. Mens mange ektotermer tillader deres kropstemperaturer at falde i perioder med inaktivitet. , de opretholder normalt kropstemperaturer i intervaller svarende til pattedyr, mens de er aktive. En ektoterm kan være en termoregulator eller en termokonformator, afhængigt af om den aktivt ændrer sin kropstemperatur. Der er også et antal fordele og ulemper ved at være en ektoterm. Disse emner vil blive behandlet nedenfor.
Termoregulering i en ektoterm
Den almindelige misforståelse omkring ektotermer, der er koldblodede, kommer til en misforståelse af, hvordan disse dyr fungerer. Alle dyr har brug for en slags varme energi til, at de kemiske reaktioner i deres kroppe kan finde sted. Endotermier får denne varme fra nedbrydningen af energirigt væv som fedt og gennem hurtige muskelsammentrækninger, kendt som s hivende. Disse processer frigiver varme, som derefter distribueres gennem kroppen via kredsløbssystemet. Ligeledes bruger en ektoterm også kredsløbssystemet til at distribuere varmen gennem hele kroppen, men varmen kommer fra en anden kilde.
I stedet af at stole næsten udelukkende på energien i deres mad til varme, bruger ektotermier strålevarme fra miljøet. Denne varme kan opnås på mange måder. Solstråling er den mest almindelige måde, da mange ektotermer bruger solens stråler til at varme op. En anden måde er gennem ledning. Klipper og jorden opsuger solenergi, og over tid udstråler de den energi i form af infrarød stråling. En ektoterm kan også placere sig i nærheden af eller på ting, der udstråler varme for at absorbere den varme. Termoregulerende ektotermier drager fordel af dette og bygger deres kropsvarme op til betydelige niveauer inden perioder med aktivitet. Derefter, normalt om natten, vil en ektoterm lade sin kropstemperatur falde, da den ikke har brug for den ekstra varme. Fordampning af vand og ledning af varme væk fra organismen forårsager varmetab. En termoregulerende ektoterm vil også adfærdstilpasninger for at håndtere disse tab, såsom at gemme sig i en hule eller minimere fordampning gennem kropsholdning og vejrtrækning.
Der er også termokonformerende ektotermer. En termokonformer er et dyr, der ikke ændrer sin kropstemperatur meget lidt eller intet. En termokonformerende ektoterm er også kendt som en poikiloterm. Overvej f.eks. De fleste fisk. Vand har evnen til at sap varme ud af en organisme meget hurtigt. Når fisk trækker vejret, passerer vand direkte over deres gæller og køler deres blod. Som en konsekvens har de fleste fisk den samme temperatur som vand omkring dem. De ryster ikke eller soler sig i sollys, når de er kolde, deres maksimale aktivitetsniveau falder simpelthen. Nogle ektotermiske dyr lever endda i frysende miljøer og bruger specialiserede ioner og frostvæske-molekyler for at forhindre deres celler i at fryse. Andre, som mange hvirvelløse dyr, fryser simpelthen og venter på at blive optøet. I den anden ende af spektret er der også store fisk som tun og hajer, der holder deres kropstemperatur højere gennem specialiserede cirkulationsmønstre og høje aktivitetsniveauer. Nogle har endda hævdet, at disse fisk i en vis grad kunne være endotermiske.
Således varierer en ectoterm termoregulering meget. Der findes et helt spektrum inden for kategorien ektoterm, der inkluderer alle disse metoder til regulering af temperatur. Når det er sagt, har meget få ektotermer faktisk “koldt” blod. Sammenlignet med mennesker og andre endotermer tillader de simpelthen deres kropstemperaturer at svinge meget mere. Selv om det kan virke som om endotermier på en eller anden måde er “mere udviklede” eller mere komplekse, er dette simpelthen ikke tilfældet. Da alle organismer, der er i live i dag, har udviklet sig i samme tid, betyder det faktum, at der både er endotermi og ektotermi, at begge systemer har deres fordele og fejl. Faktisk opvejer ektotermier efter antal arter og samlet biomasse endotermerne. Dette skyldes, at det at være ektoterm har et antal fordele og kun få ulemper.
Fordele og ulemper ved at være en ektoterm
Fordele
Ectotherms har en klar fordel i forhold til endotherms, når det kommer til energiforbrug. Pattedyr bruger typisk omkring 98% af deres energi til at opretholde deres kropstemperatur. Dette betyder, at de kan opretholde høje aktivitetsniveauer næsten hele tiden, men det betyder også, at de kun kan bruge ca. 2% af energien i deres mad til vækst og reproduktion. En ektoterm har ikke dette problem.De fleste ektotermier bruger over 50% af energien i deres mad til vækst og reproduktion. Dette betyder, at ektotermier kan overleve på meget mindre mad end endotermiske lignende størrelser. En ektoterm kan simpelthen lade kroppen afkøle om natten og reducere mængden af mad, der er nødvendig for at overleve. Grafen nedenfor viser evnen hos en ektoterm til at overleve over et bredere udvalg af interne temperaturer.
Evnen til at tillade krop temperaturen til at svinge giver en række andre tydelige fordele. En reduceret kropstemperatur betyder, at cellulære processer går langsommere og nedsætter den totale metabolisme. Dette er vigtigt for fisk og andre skabninger, der lever i frysende farvande om vinteren. Alt i alt er det blevet fundet, at en ektoterm bruger cirka en tiendedel af den energi, som en endoterm bruger. Disse energibesparelser oversættes direkte til hurtigere vækst og mere reproduktion. Hvor en fugl kan lægge flere æg, vil et krybdyr i samme størrelse lægge hundreder. Ektotermer står imidlertid også over for forskellige begrænsninger.
Ulemper
Pattedyr og andre endotermer udviklet af en grund: der var en niche, der skulle udfyldes, som ektotermiske dyr ikke kunne konkurrere i. Fordi ektotermier har tendens for regelmæssigt at sænke deres aktivitetsniveauer er de sårbare over for rovdyr. Uanset om du basker i solen eller falder i søvn, fordi din kropstemperatur falder, er mange ektoterm adfærd risikabelt. Endotermer har ikke dette fald i energiniveau hver dag og er derfor mere klar til at reagere på fare. Bemærk grafen ovenfor, at dette også betyder, at ektotermier har et lavere samlet aktivitetsniveau. Selv om dette er en stor fejl, har det ikke stoppet millioner af ektotermier.
Det andet store problem, der udelukker ektotermi fra visse miljøer, er temperatur. Mange pattedyr og fugle er i stand til at leve, hvor ektotermer ikke kan. Disse dyr bruger tilpasninger som hår og fjer for at isolere sig mod ekstreme temperaturer. Andre ektotermer, som dem i ørkenen, har svært ved at opretholde deres vandbalance, fordi det er direkte bundet til deres opvarmnings- og afkølingsmekanisme. Som det ses i eksemplerne nedenfor, har mange ektotermer underlige adfærdstilpasninger, der gør det muligt for dem at kompensere for disse problemer.
Eksempler på en ektoterm
Galapagos Iguanas
Galapagos iguana (Amblyrhynchus cristatus), også kaldet Marine iguana, er et perfekt eksempel på en termoregulerende ektoterm. Om morgenen kommer leguanen ud af sin hule og tager stilling til en sort lavasten. Leguanens temperatur er virkelig lav, da leguanen lod den falde natten over. Når solen rammer leguanen og klipperne omkring den, absorberer leguanen sol- og infrarød stråling, der rammer dens krop. Det vil endda dreje det største overfladeareal af sin krop mod solen, ligesom et solpanel, for at absorbere den maksimale mængde varme. Til sidst er leguanen varm og klar til at være aktiv, som det ses på billedet nedenfor. Marine leguaner er specielle, da de søger alger under vand.
Leguanen løber ud for klipperne og styrter ned i kulden havvand. Vandet begynder hurtigt at trække varmen ud af leguanens krop. Det skal skynde sig at fodre, før det er for koldt til at bevæge sine muskler. Mens leguanerne kan holde vejret i over 30 minutter, skal de vende tilbage til kysten kort efter dette for at begynde at genvinde varmen. Leguanen vender tilbage til overfladen efter fodring og svømmer til kysten. Den skal nu klatre op ad klipperne og begynde at genoptage varmen. På denne måde regulerer iguana aktivt sin temperatur for at give sig nok varme til effektivt at fodre. Om natten vender leguanen tilbage til sin hule og antager en meget lavere kropstemperatur tæt på luftens.
Træfrøer
Træfrøer er en ektoterm, der har en anden sæt problemer. Regnskoven er et meget varmt sted, selv om natten. De fleste træfrøer behøver ikke nødvendigvis at sænke deres aktivitetsniveauer om natten. Deres temperaturcyklus er normalt baseret på et andet fænomen: fordampning. I løbet af dagen absorberer træer vand fra jorden og overfører det til luften over baldakinen. Om eftermiddagen er luften mættet, og det begynder at regne. Denne konstante vandcyklus påvirker også træfrøerne. Når luften tørrer ud den varmeste del af dagen, begynder vandet fra frøen at fordampe. Dette tørrer ikke kun frøen ud, men reducerer også frøens kropstemperatur.
Men træfrøer er ikke uden deres tricks. Nogle frøer vil hoppe i vandområder i løbet af denne del af dagen, da stående vand normalt er ret varmt, og de mister ikke vand til fordampning. Andre frøer har tilpasset mærkelige stillinger, som beskytter deres mest følsomme områder mod at miste vand. Derefter, når eftermiddagsregnen begynder at falde ned, kan frøerne begynde at jage og fodre med insekter.Dette går perfekt sammen med natten, hvor mange insekter dukker op.
Frysning af fisk
Det sidste eksempel er en ikke-regulerende ektoterm. Flere fiskearter findes i farvande, der er så kolde, at normal fisk vil fryse. For at vand skal blive is, skal der eksistere et par faktorer. Først skal det være koldt nok. For det andet skal der være en form for molekyle, der fungerer som et “frø” for iskrystaller at etablere sig på. Endelig må vandet ikke indeholde molekyler, der forhindrer dannelse af is. Fisk, der findes under disse forhold, er poikilotermer eller ektotermier, der ikke gør det Selvom disse dyr ikke har brug for meget varme for at opretholde deres aktivitetsniveauer, forhindrer de sig selv i at fryse.
Disse dyr filtrerer begge aktivt urenheder fra deres blod og skaber specielle proteiner, der forhindrer dannelse af is. gør det muligt for dyrene at eksistere i temperaturer langt under frysepunktet, med frysning af sig selv. Saltvand fryser ikke til meget lavere temperaturer på grund af de opløste salte, men vandet i dyreceller er meget mindre salt og skal fryse før saltvand. fisk vil fryse fra gællerne næsten øjeblikkeligt i disse farvande. Disse fisk forhindrer dette i at ske og er i stand til at trives i en niche, som andre ikke kan nå.
Quiz
1. Hvilken af de fol sænkning er en ektoterm?
A. Zebra
B. Struds
C. Slange
2. Hvad er en fordel ved at være en ektoterm?
A. Du er varm hele tiden
B. Du bruger betydeligt mindre energi til at regulere din temperatur
C. Du kan samle mad ved enhver temperatur
3. Du fandt et nyt dyr. Du overvåger det hele dagen og ser, at dets temperatur svinger meget. Du ser også, at det aktivt bevæger sig til forskellige positioner, når dets temperatur når visse ekstremer. Dette dyr er en:
A. Poikilotherm
B. Endoterm
C. Ectotherm