Ektoterm

Ektotermdefinisjon

En ektoterm er en organisme som henter varmen den trenger fra miljøet. Dette er i motsetning til en endoterm, som skaper varmen den trenger fra interne kjemiske reaksjoner. En vanlig misforståelse er at en ektoterm er «kaldblodet». En ektoterm kan regulere temperaturen atferdsmessig ved å bevege seg inn i varmere områder eller posisjonere seg for å redusere varmetapet. Derfor, mens mange ektotermer lar kroppstemperaturen synke i perioder med inaktivitet. , holder de vanligvis kroppstemperaturer i områder som ligner pattedyr mens de er aktive. En ektoterm kan være en termoregulator eller en termokonformator, avhengig av om den aktivt endrer kroppstemperaturen. Det er også en rekke fordeler og ulemper med å være en ektoterm. Disse temaene vil bli behandlet nedenfor.

Termoregulering i en ektoterm

Den vanlige misforståelsen rundt ektotermier som er kaldblodige kommer til en misforståelse av hvordan disse dyrene fungerer. Alle dyr trenger en slags varme energi for at de kjemiske reaksjonene i kroppen deres skal finne sted. Endotermier får denne varmen fra nedbrytningen av energirikt vev som fett og gjennom raske muskelsammentrekninger, kjent som s hivende. Disse prosessene frigjør varme, som deretter distribueres gjennom kroppen via sirkulasjonssystemet. Likeledes bruker en ektoterm også sirkulasjonssystemet for å distribuere varmen gjennom hele kroppen, men varmen kommer fra en annen kilde.

I stedet av å stole nesten utelukkende på energien i maten for varme, bruker ektotermier strålevarme gitt av miljøet. Denne varmen kan fås på mange måter. Solstråling er den vanligste måten, da mange ektotermer bruker solstrålene til å varme opp. En annen måte er gjennom ledning. Bergarter og bakken suger opp solenergi, og over tid utstråler de den energien i form av infrarød stråling. En ektoterm kan også posisjonere seg nær eller på ting som utstråler varme for å absorbere den varmen. Termoregulerende ektotermier utnytter dette, og bygger kroppsvarmen opp til betydelige nivåer før perioder med aktivitet. Så, vanligvis om natten, vil en ektoterm la kroppstemperaturen synke, siden den ikke trenger ekstra varme. Fordamping av vann og ledning av varme bort fra organismen forårsaker varmetap. En termoregulerende ektoterm vil også tilpasse seg atferd for å takle disse tapene, for eksempel å gjemme seg i en grav eller minimere fordampning gjennom kroppsholdning og puste.

Det finnes også termokonformerende ektotermer. En termokonformer er et dyr som ikke gjør noe til ingenting for å endre kroppstemperaturen. En termokonformerende ektoterm er også kjent som en poikiloterm. Tenk for eksempel på de fleste fiskene. Vann har evnen til å sappe varme ut av en organisme veldig raskt. Når fisk puster, går vann direkte over gjellene og kjøler blodet. Som en konsekvens har de fleste fiskene samme temperatur som vann rundt seg. De skjelver ikke eller sole seg i sollys når de er kalde, deres maksimale aktivitetsnivå synker ganske enkelt. Noen ektotermiske dyr lever til og med i frysende miljøer, og bruker spesialiserte ioner og frostvæske molekyler for å hindre at cellene fryser. Andre, som mange virvelløse dyr, bare fryser og venter på å bli tint ut. I den andre enden av spekteret er det også store fisk som tunfisk og haier som holder kroppstemperaturen høyere gjennom spesialiserte sirkulasjonsmønstre og høye aktivitetsnivåer. Noen har til og med hevdet at disse fiskene kan være endotermiske til en viss grad.

Dermed varierer hvordan en ektoterm kan termoregulere veldig. Det eksisterer et helt spektrum innen kategorien ektoterm som inkluderer alle disse metodene for å regulere temperaturen. Når det er sagt, har svært få ektotermer faktisk «kaldt» blod. Sammenlignet med mennesker og andre endotermer tillater de ganske enkelt kroppstemperaturen å svinge mye mer. Selv om det kan virke som at endotermier på en eller annen måte er «mer utviklet» eller mer komplekse, er dette rett og slett ikke tilfelle. Ettersom alle organismer som lever i dag har utviklet seg i like lang tid, betyr det faktum at det er både endotermi og ektotermi at begge systemene har sine fordeler og feil. Faktisk, etter antall arter og samlet biomasse, oppveier ektotermene langt endotermene. Dette er fordi det å være ektoterm har mange fordeler og bare noen få ulemper.

Fordeler og ulemper ved å være en ektoterm

Fordeler

Ectotherms har en klar fordel i forhold til endotherms når det gjelder energiforbruk. Pattedyr bruker vanligvis rundt 98% av energien for å opprettholde kroppstemperaturen. Dette betyr at de kan opprettholde høye aktivitetsnivåer nesten hele tiden, men det betyr også at de bare kan bruke omtrent 2% av energien i maten til vekst og reproduksjon. En ektoterm har ikke dette problemet.De fleste ektotermer bruker over 50% av energien i maten til vekst og reproduksjon. Dette betyr at ektotermier kan overleve på mye mindre mat enn endotermer av samme størrelse. En ektoterm kan ganske enkelt la kroppen avkjøle seg om natten, og redusere mengden mat som trengs for å overleve. Grafen nedenfor viser evnen til en ektoterm til å overleve over et større utvalg av interne temperaturer.

Evnen til å tillate kropp temperaturen til å svinge gir en rekke andre tydelige fordeler. En redusert kroppstemperatur betyr at cellulære prosesser går langsommere, og reduserer den totale metabolismen. Dette er viktig for fisk og andre skapninger som lever i iskaldt vann over vinteren. Alt i alt har det blitt funnet at en ektoterm bruker omtrent en tidel av energien som en endoterm bruker. Disse energibesparelsene oversettes direkte til raskere vekst og mer reproduksjon. Der en fugl kan legge flere egg, vil et reptil av samme størrelse legge hundrevis. Ektotermer har imidlertid også forskjellige begrensninger.

Ulemper

Pattedyr og andre endotermer utviklet av en grunn: det var en nisje å fylle ut som ektotermiske dyr ikke kunne konkurrere i. Fordi ektotermer har en tendens for å senke aktivitetsnivået med jevne mellomrom, er de sårbare for rovdyr. Enten du sole deg i solen eller sovne fordi kroppstemperaturen din synker, er mange ektoterm atferd risikabelt. Endotermier har ikke dette fallet i energinivå hver dag, og er derfor mer klare til å reagere på fare. Merk av grafen over at dette også betyr at ektotermier har et lavere samlet aktivitetsnivå. Selv om dette er en stor feil, har det ikke stoppet millioner av ektotermier.

Det andre store problemet som ekskluderer ektotermi fra visse miljøer, er temperatur. Mange pattedyr og fugler er i stand til å leve der ektotermer ikke kan. Disse dyrene bruker tilpasninger som hår og fjær for å isolere seg fra ekstreme temperaturer. Andre ektotermier, som de i ørkenen, har vanskelig for å opprettholde vannbalansen fordi den er direkte knyttet til deres oppvarmings- og avkjølingsmekanisme. Som vist i eksemplene nedenfor, har mange ektotermer merkelige atferdsmessige tilpasninger som gjør det mulig å kompensere for disse problemene.

Eksempler på en ektoterm

Galapagos Iguanas

Galapagos iguana (Amblyrhynchus cristatus), også kalt Marine iguana, er et perfekt eksempel på en termoregulerende ektoterm. Om morgenen kommer leguanen ut fra hulen og tar stilling på en svart lavasten. Leguanens temperatur er veldig lav, da leguanen lot den falle over natten. Når solen slår iguana og steinene rundt den, absorberer iguana sol- og infrarød stråling som treffer kroppen. Det vil til og med vende det største overflatearealet i kroppen mot solen, omtrent som et solcellepanel, for å absorbere maksimal varme. Til slutt er leguanen varm og klar til å være aktiv, som vist på bildet nedenfor. Marine leguaner er spesielle ved at de fôrer under vann for alger.

Leguanen løper av klippene og stuper ned i kulden. havvann. Vannet begynner raskt å trekke varmen ut av leguanens kropp. Det må skynde seg å mate før det er for kaldt til å bevege musklene. Mens leguanene kan holde pusten i over 30 minutter, må de tilbake til kysten kort tid etter dette for å begynne å gjenvinne varmen. Leguanen kommer tilbake til overflaten etter fôring, og svømmer til land. Den må nå klatre oppover klippene og begynne å absorbere varmen. På denne måten regulerer iguana aktivt temperaturen for å gi seg nok varme til å effektivt mate. Om natten vil leguanen komme tilbake til sin grav og anta en mye lavere kroppstemperatur, nær luftens.

Trefrøer

Trefrøer er en ektoterm som har en annen sett med problemer. Regnskogen er et veldig varmt sted, selv om natten. De fleste trefrosker trenger ikke nødvendigvis å senke aktivitetsnivået om natten. Temperatursyklusen deres er vanligvis basert på et annet fenomen: fordampning. I løpet av dagen absorberer trær vann fra bakken og overfører det til luften over kalesjen. Om ettermiddagen er luften mettet, og det begynner å regne. Denne konstante vannsyklusen påvirker også trefrøene. Når luften tørker ut den varmeste delen av dagen, begynner vannet fra frosken å fordampe. Dette tørker ikke bare frosken ut, men reduserer også froskens kroppstemperatur.

Men trefrosker er ikke uten sine triks. Noen frosker vil hoppe i vannmasser i løpet av denne delen av dagen, da stående vann vanligvis er ganske varmt og de ikke mister vann til fordampning. Andre frosker har tilpasset rare stillinger, som beskytter de mest følsomme områdene mot å miste vann. Så, når ettermiddagsregnet begynner å komme ned, kan froskene begynne å jakte og mate på insekter.Dette passer perfekt når natten kommer, når mange insekter dukker opp.

Frysing av fisk

Det siste eksemplet er et ikke-regulerende ektoterm. Flere arter av fisk finnes i så kaldt vann at normal fisk vil fryse. For at vann skal bli is, trenger det et par faktorer å eksistere. Først må det være kaldt nok. For det andre må det være et slags molekyl som fungerer som et «frø» for iskrystaller å etablere seg på. Til slutt må vannet ikke inneholde molekyler som forhindrer dannelse av is. Fisk som eksisterer under disse forholdene er poikilotermer, eller ektotermer som ikke gjør det Selv om disse dyrene ikke trenger mye varme for å opprettholde aktivitetsnivået, forhindrer de seg selv fra å fryse.

Disse dyrene filtrerer begge urenheter aktivt fra blodet og skaper spesielle proteiner som hindrer isdannelse. lar dyrene eksistere i temperaturer langt under frysepunktet, med frysing av seg selv. Saltvann fryser ikke til mye lavere temperaturer på grunn av de oppløste saltene, men vannet i dyrecellene er mye mindre salt og skal fryse før saltvann. fisk ville fryse fra gjellene nesten umiddelbart i disse farvannene. Disse fiskene hindrer at dette skjer og er i stand til å trives i en nisje andre ikke kan nå.

Quiz

1. Hvilken av fol lowing er en ektoterm?
A. Sebra
B. Struts
C. Slange

2. Hva er en fordel med å være ektoterm?
A. Du er varm hele tiden
B. Du bruker betydelig mindre energi til å regulere temperaturen din
C. Du kan samle mat til enhver temperatur

3. Du fant et nytt dyr. Du overvåker det hele dagen og ser at temperaturen svinger mye. Du ser også at den aktivt beveger seg til forskjellige posisjoner når temperaturen når visse ekstremer. Dette dyret er et:
A. Poikilotherm
B. Endoterm
C. Ectotherm