Ectotherm (Italiano)

Definizione di Ectotherm

Un ectotherm è un organismo che ricava il calore di cui necessita dallambiente. Questo è in contrasto con unendotermia, che crea il calore di cui ha bisogno dalle reazioni chimiche interne. Un malinteso comune è che un ectotherm sia “a sangue freddo”. Un ectotherm può regolare la sua temperatura in modo comportamentale, spostandosi in aree più calde o posizionandosi in modo da ridurre la perdita di calore. Pertanto, mentre molti ectotermi consentono alla loro temperatura corporea di scendere durante i periodi di inattività , di solito mantengono la temperatura corporea in intervalli simili a quelli dei mammiferi mentre sono attivi. Un ectotherm può essere un termoregolatore o un termoconformatore, a seconda se cambia attivamente la sua temperatura corporea. Ci sono anche una serie di pro e contro per essere un ectotherm. Questi argomenti saranno affrontati di seguito.

Termoregolazione in un Ectotherm

Lidea sbagliata comune che gli ectotermi siano a sangue freddo deriva da un malinteso su come funzionano questi animali. Tutti gli animali hanno bisogno di una sorta di calore energia per le reazioni chimiche nel loro corpo. Gli endotermi derivano questo calore dalla disgregazione di tessuti ricchi di energia come i grassi e attraverso rapide contrazioni muscolari, note come s tremante. Questi processi rilasciano calore, che viene poi distribuito attraverso il corpo attraverso il sistema circolatorio. Allo stesso modo, un ectotherm utilizza anche il sistema circolatorio per distribuire il calore in tutto il corpo, ma il calore proviene da una fonte diversa.

Invece di fare affidamento quasi esclusivamente sullenergia del loro cibo per il calore, gli ectotermi utilizzano il calore radiante fornito dallambiente. Questo calore può essere ottenuto in molti modi. La radiazione solare è il modo più comune, poiché molti ectotermi utilizzano i raggi del sole per riscaldarsi. Un altro modo è attraverso la conduzione. Le rocce e il terreno assorbono lenergia solare e nel tempo la irradiano sotto forma di radiazione infrarossa. Un ectotherm può anche posizionarsi vicino o su oggetti che irradiano calore per assorbire quel calore. Gli ectotermi termoregolatori ne approfittano e aumentano il calore corporeo fino a livelli sostanziali prima dei periodi di attività. Quindi, di solito di notte, un ectotherm farà scendere la sua temperatura corporea, poiché non ha bisogno di calore extra. Levaporazione dellacqua e la conduzione del calore lontano dallorganismo provocano la perdita di calore. Un ectoterma termoregolante eseguirà anche adattamenti comportamentali per affrontare queste perdite, come nascondersi in una tana o ridurre al minimo levaporazione attraverso la postura del corpo e la respirazione.

Ci sono anche ectotermi termoconformanti. Un termoconformatore è un animale che fa poco o nulla per modificare la sua temperatura corporea. Un ectoterma termoconformante è anche noto come poichiloterma. Considera la maggior parte dei pesci, ad esempio. Lacqua ha la capacità di estrarre il calore da un organismo molto rapidamente. Mentre i pesci respirano, lacqua passa direttamente sopra le loro branchie e raffredda il loro sangue. Di conseguenza, la maggior parte dei pesci ha la stessa temperatura dellacqua che li circonda. Non tremano né si crogiolano alla luce del sole quando hanno freddo, il loro livello massimo di attività semplicemente diminuisce. Alcuni animali ectotermici vivono anche in ambienti gelidi e utilizzano ioni specializzati e molecole antigelo per impedire il congelamento delle loro cellule. Altri, come molti invertebrati, si congelano e aspettano di essere scongelati. Allaltra estremità dello spettro, ci sono anche pesci di grandi dimensioni come i tonni e gli squali che mantengono la loro temperatura corporea più alta attraverso schemi di circolazione specializzati e alti livelli di attività. Alcuni hanno persino affermato che questi pesci potrebbero essere endotermici in una certa misura.

Pertanto, il modo in cui un ectoterma può termoregolare varia ampiamente. Esiste un intero spettro allinterno della categoria di ectotherm che include tutti questi metodi di regolazione della temperatura. Detto questo, pochissimi ectotermi hanno effettivamente sangue “freddo”. Rispetto agli esseri umani e ad altri endotermi, consentono semplicemente alla loro temperatura corporea di fluttuare molto di più. Anche se può sembrare che gli endotermi siano in qualche modo “più evoluti” o più complessi, questo è semplicemente non è il caso. Poiché tutti gli organismi viventi oggi si sono evoluti per lo stesso periodo di tempo, il fatto che ci siano sia endoterme che ectotermi significa che entrambi i sistemi hanno i loro vantaggi e difetti. Infatti, per numero di specie e biomassa complessiva, gli ectotermi superano di gran lunga gli endotermi. Questo perché essere un ectotherm ha una serie di vantaggi e solo pochi svantaggi.

Pro e contro di essere un Ectotherm

Pro

Gli ectotermi hanno un netto vantaggio rispetto agli endotermi quando si tratta di consumo di energia. I mammiferi in genere utilizzano circa il 98% della loro energia per mantenere la temperatura corporea. Ciò significa che possono mantenere livelli di attività elevati quasi tutto il tempo, ma significa anche che possono utilizzare solo circa il 2% dellenergia nel loro cibo per la crescita e la riproduzione. Un ectotherm non ha questo problema.La maggior parte degli ectotermi utilizza oltre il 50% dellenergia nel cibo per la crescita e la riproduzione. Ciò significa che gli ectotermi possono sopravvivere con molto meno cibo rispetto agli endotermi di dimensioni simili. Un ectotherm può semplicemente lasciare che il suo corpo si raffreddi di notte, riducendo la quantità di cibo necessaria per la sopravvivenza. Il grafico seguente mostra la capacità di un ectotherm di sopravvivere a una più ampia varietà di temperature interne.

La capacità di consentire al corpo la temperatura da fluttuare offre una serie di altri vantaggi distinti. Una temperatura corporea ridotta significa che i processi cellulari vanno più lenti, diminuendo il metabolismo totale. Questo è importante per i pesci e altre creature che vivono in acque gelide durante linverno. Tutto sommato, è stato scoperto che un ectotherm utilizza circa un decimo dellenergia che utilizza un endoterma. Questi risparmi energetici si traducono direttamente in una crescita più rapida e in una maggiore riproduzione. Dove un uccello può deporre diverse uova, un rettile di dimensioni simili ne deporrà centinaia. Tuttavia, gli ectotermi devono anche affrontare limiti distinti.

Contro

I mammiferi e altri endotermi si sono sviluppati per un motivo: cera una nicchia da riempire in cui gli animali ectotermici non potevano competere. per abbassare periodicamente i loro livelli di attività, sono vulnerabili alla predazione. Che tu ti stia crogiolando al sole o ti stia addormentando perché la temperatura corporea sta scendendo, molti comportamenti ectotermi sono rischiosi. Gli endotermi non hanno questo calo del livello di energia ogni giorno e quindi sono più pronti a reagire al pericolo. Nota del grafico sopra che questo significa anche che gli ectotermi hanno un livello di attività generale inferiore. Sebbene questo sia un grave difetto, non ha fermato milioni di ectotermi.

Il secondo grande problema che esclude gli ectotermi da determinati ambienti è la temperatura. Molti mammiferi e uccelli sono in grado di vivere dove gli ectotermi non possono. Questi animali usano adattamenti come capelli e piume per isolarsi da temperature estreme. Altri ectotermi, come quelli del deserto, hanno difficoltà a mantenere il loro equilibrio idrico perché è direttamente legato al loro meccanismo di riscaldamento e raffreddamento. Come si vede negli esempi seguenti, molti ectotermi hanno strani adattamenti comportamentali che consentono loro di compensare questi problemi.

Esempi di un Ectotherm

Galapagos Iguanas

Liguana delle Galapagos (Amblyrhynchus cristatus), chiamata anche iguana marina, è un perfetto esempio di ectoterma termoregolante. Al mattino, liguana emerge dalla sua tana e prende posizione su una roccia lavica nera. La temperatura delliguana è davvero bassa, poiché liguana lha lasciata cadere durante la notte. Quando il sole colpisce liguana e le rocce intorno ad essa, liguana assorbe la radiazione solare e infrarossa che colpisce il suo corpo. Ruoterà anche la più grande superficie del suo corpo verso il sole, proprio come un pannello solare, per assorbire la massima quantità di calore. Alla fine, liguana è calda e pronta per essere attiva, come si vede nellimmagine qui sotto. Le iguane marine sono speciali in quanto si nutrono sottacqua di alghe.

Liguana scappa dalle scogliere e si tuffa nel freddo acqua delloceano. Lacqua inizia rapidamente a tirare fuori il calore dal corpo delliguana. Deve affrettarsi a nutrirsi prima che sia troppo freddo per muovere i muscoli. Mentre le iguane possono trattenere il respiro per oltre 30 minuti, devono tornare a riva poco dopo per iniziare a riprendere calore. Liguana torna in superficie dopo aver mangiato e nuota a riva. Ora deve risalire le scogliere e iniziare a riassorbire il calore. In questo modo, liguana sta regolando attivamente la sua temperatura per fornirsi abbastanza calore per nutrirsi in modo efficiente. Di notte, liguana tornerà nella sua tana e assumerà una temperatura corporea molto più bassa, vicina a quella dellaria.

Raganelle

Le raganelle sono un ectoterma che ha una diversa insieme di problemi. La foresta pluviale è un luogo molto caldo, anche di notte. La maggior parte delle raganelle non deve necessariamente abbassare i propri livelli di attività durante la notte. Il loro ciclo di temperatura si basa solitamente su un fenomeno diverso: quello dellevaporazione. Durante il giorno, gli alberi assorbono lacqua dal terreno e la trasferiscono nellaria sopra la chioma. Nel pomeriggio laria è satura e inizia a piovere. Questo ciclo costante dellacqua colpisce anche le raganelle. Quando laria si asciuga nella parte più calda della giornata, lacqua della rana inizia a evaporare. Questo non solo asciuga la rana, ma riduce anche la temperatura corporea della rana.

Ma le raganelle non sono prive dei loro trucchi. Alcune rane salteranno negli specchi dacqua durante questa parte della giornata, poiché lacqua stagnante è solitamente abbastanza calda e non perderanno acqua per evaporazione. Altre rane hanno adattato pose strane, che proteggono le loro aree più sensibili dalla perdita dacqua. Quindi, quando le piogge pomeridiane iniziano a scendere, le rane possono iniziare a cacciare e nutrirsi di insetti.Questa volta perfettamente con larrivo della notte, quando emergono molti insetti.

Pesce congelato

Lesempio finale è di un ectotherm non regolatore. Esistono diverse specie di pesci in acque così fredde che i pesci normali si congelerebbero. Perché lacqua diventi ghiaccio, ha bisogno di un paio di fattori per esistere. Innanzitutto, deve essere abbastanza freddo. In secondo luogo, deve esserci una sorta di molecola che funge da “seme” su cui i cristalli di ghiaccio si stabiliscono. Infine, lacqua non deve contenere molecole che impediscono la formazione di ghiaccio. I pesci che esistono in queste condizioni sono poichilotermi, o ectotermi che non lo fanno. Sebbene questi animali non abbiano bisogno di molto calore per mantenere i loro livelli di attività, impediscono a se stessi di congelarsi.

Questi animali filtrano attivamente le impurità dal loro sangue e creano proteine speciali che impediscono la formazione di ghiaccio. Questo permette agli animali di vivere a temperature molto al di sotto dello zero, con il congelamento stesso. Lacqua salata non gela fino a temperature molto più basse a causa dei sali disciolti, ma lacqua allinterno delle cellule animali è molto meno salata e dovrebbe congelare prima dellacqua salata. i pesci si congelerebbero dalle branchie quasi istantaneamente in queste acque. Questi pesci impediscono che ciò accada e sono in grado di prosperare in una nicchia che altri non possono raggiungere.

Quiz

1. Quale dei fol il muggito è un ectoterma?
A. Zebra
B. Struzzo
C. Snake

La risposta alla domanda n. 1
C è corretta. Sia la zebra che lo struzzo regolano la loro temperatura corporea usando mezzi non comportamentali come bruciare grassi e ATP. Il serpente deve fare affidamento sullenergia dellambiente. Se fa freddo, il serpente non sarà in grado di cacciare o muoversi, dove la zebra e lo struzzo possono operare a temperature estreme molto più varie.

2. Qual è uno dei vantaggi di essere un ectotherm?
A. Sei sempre caldo
B. Utilizzi molta meno energia per regolare la temperatura
C. Puoi raccogliere cibo a qualsiasi temperatura

La risposta alla domanda n. 2
B è corretta. Senza la necessità di mantenere una temperatura corporea, un ectotherm può utilizzare molta meno energia. Ciò significa che più energia può essere dedicata alla crescita e alla riproduzione per unità di cibo che lanimale ottiene.

3. Hai trovato un nuovo animale. Lo controlli durante il giorno e vedi che la sua temperatura oscilla molto. Vedi anche che si sposta attivamente in diverse posizioni quando la sua temperatura raggiunge determinati estremi. Questo animale è un:
A. Poikilotherm
B. Endotermia
C. Ectotherm

La risposta alla domanda n. 3
C è corretta. Questo animale sarebbe un ectoterma termoregolante. Ama riscaldarsi durante il giorno e controlla attivamente la sua temperatura attraverso modifiche comportamentali.

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