Definiție Ectotherm
O ectotermă este un organism care derivă căldura necesară din mediu. Acest lucru este în contrast cu o endotermă, care creează căldura de care are nevoie din reacțiile chimice interne. O concepție greșită obișnuită este că o ectotermă este „cu sânge rece”. O ectotermă își poate regla temperatura comportamental, mutându-se în zone mai calde sau poziționându-se pentru a reduce pierderile de căldură. Prin urmare, în timp ce multe ectoterme permit ca temperatura corpului lor să scadă în perioadele de inactivitate. , de obicei, mențin temperaturile corpului în intervale similare cu mamiferele în timp ce sunt activi. Un ectoterm poate fi un termoregulator sau un termoconformator, în funcție de dacă își modifică în mod activ temperatura corpului. Există, de asemenea, o serie de pro și contra pentru a fi un ectoterm. Aceste subiecte vor fi abordate mai jos.
Termoreglarea într-o Ectotermă
Înțelegerea greșită a ectotermelor cu sânge rece este o neînțelegere a modului în care funcționează aceste animale. Toate animalele au nevoie de un fel de căldură energie pentru reacțiile chimice din corpul lor. Endotermele derivă această căldură din descompunerea țesuturilor bogate în energie, cum ar fi grăsimile și prin contracții musculare rapide, cunoscute sub numele de s fluturând. Aceste procese eliberează căldură, care este apoi distribuită prin corp prin sistemul circulator. De asemenea, o ectotermă folosește și sistemul circulator pentru a distribui căldura în corpul său, dar căldura provine dintr-o altă sursă.
În schimb de a se baza aproape exclusiv pe energia din alimentele lor pentru căldură, ectotermele folosesc căldură radiantă furnizată de mediu. Această căldură poate fi câștigată în multe moduri. Radiația solară este cea mai comună cale, deoarece multe ectoterme folosesc razele soarelui pentru a se încălzi. O altă modalitate este prin conducție. Rocile și solul absorb energia solară și, în timp, radiază acea energie sub formă de radiații infraroșii. O ectotermă se poate poziționa și lângă sau pe lucruri care radiază căldură pentru a absorbi căldura respectivă. Ectotermele termoregulatoare profită de acest lucru și își construiesc căldura corpului până la niveluri substanțiale înainte de perioadele de activitate. Apoi, de obicei noaptea, un ectoterm va lăsa temperatura corpului să scadă, deoarece nu are nevoie de căldură suplimentară. Evaporarea apei și conducerea căldurii departe de organism provoacă pierderi de căldură. O ectotermă termoreglantă va comporta, de asemenea, adaptări pentru a face față acestor pierderi, cum ar fi ascunderea într-o vizuină sau minimizarea evaporării prin postura corporală și respirație.
Există, de asemenea, ectoterme termoconformante. Un termoconformator este un animal care nu face nimic sau nimic pentru a-și schimba temperatura corpului. Un ectoterm termoconformant este, de asemenea, cunoscut sub numele de poikiloterm. Luați în considerare majoritatea peștilor, de exemplu. Apa are capacitatea de a extrage foarte repede căldura dintr-un organism. Pe măsură ce peștii respiră, apa trece direct peste branhii și le răcește sângele. În consecință, majoritatea peștilor au aceeași temperatură ca și apa din jurul lor. Nu tremură și nu se lasă să cadă în lumina soarelui când sunt reci, nivelul lor maxim de activitate scade pur și simplu. Unele animale ectoterme trăiesc chiar și în medii înghețate și folosesc ioni specializați și molecule antigel pentru a-și păstra celulele de la îngheț. Alții, ca multe nevertebrate, pur și simplu îngheață și așteaptă să fie dezghețate. La celălalt capăt al spectrului, există, de asemenea, pești mari, cum ar fi tonul și rechinii, care își mențin temperatura corpului mai ridicată prin modele de circulație specializate și niveluri ridicate de activitate. Unii au susținut chiar că acești pești ar putea fi endotermi într-un anumit grad.
Astfel, modul în care o ectotermă poate termoregula variază foarte mult. Există un întreg spectru în categoria ectotermei care include toate aceste metode de reglare a temperaturii. Acestea fiind spuse, foarte puține ectoterme au de fapt sânge „rece”. Comparativ cu oamenii și alte endoterme, ele permit pur și simplu ca temperatura corpului să fluctueze mult mai mult. Deși poate părea că endotermele sunt cumva „mai evoluate” sau mai complexe, acesta este pur și simplu nu este cazul. Întrucât toate organismele vii astăzi au evoluat pentru aceeași perioadă de timp, faptul că există atât endoterme, cât și ectoterme înseamnă că ambele sisteme au beneficiile și defectele lor. De fapt, prin numărul de specii și biomasa generală, ectotermele depășesc cu mult endotermele. Acest lucru se datorează faptului că a fi ectotermă are o serie de avantaje și doar câteva contra.
Pro și contra de a fi un Ectotherm
Pro
Ectotermele au un avantaj distinct față de endotermele când vine vorba de utilizarea energiei. Mamiferele își folosesc de obicei aproximativ 98% din energie pentru a-și menține temperatura corpului. Aceasta înseamnă că pot menține niveluri ridicate de activitate aproape tot timpul, dar înseamnă, de asemenea, că pot folosi doar aproximativ 2% din energia din alimentele lor pentru creștere și reproducere. O ectotermă nu are această problemă.Majoritatea ectotermelor folosesc peste 50% din energia din alimentele lor pentru creștere și reproducere. Aceasta înseamnă că ectotermele pot supraviețui cu mult mai puține alimente decât endotermele de dimensiuni similare. O ectotermă poate lăsa pur și simplu corpul să se răcească noaptea, reducând cantitatea de alimente necesare pentru supraviețuire. Graficul de mai jos arată capacitatea unei ectoterme de a supraviețui la o varietate mai largă de temperaturi interne.
Capacitatea de a permite corpului temperatura de fluctuație oferă o serie de alte avantaje distincte. O temperatură corporală redusă înseamnă că procesele celulare merg mai lent, scăzând metabolismul total. Acest lucru este important pentru pești și alte creaturi care trăiesc în apele înghețate în timpul iernii. Una peste alta, s-a constatat că o ectotermă folosește aproximativ o zecime din energia pe care o folosește o endotermă. Aceste economii de energie se traduc direct în creștere mai rapidă și mai multă reproducere. În cazul în care o pasăre poate depune mai multe ouă, o reptilă de dimensiuni similare va depune sute. Cu toate acestea, ectotermele se confruntă și cu limitări distincte.
Contra
Mamiferele și alte endoterme s-au dezvoltat dintr-un motiv: a fost umplută o nișă în care animalele ectoterme nu puteau concura. Deoarece ectotermele tind pentru a-și reduce periodic nivelurile de activitate, sunt vulnerabili la prădare. Indiferent dacă vă lăsați la soare sau adormiți, deoarece temperatura corpului scade, multe comportamente ectoterme sunt riscante. Endotermele nu au această scădere a nivelului de energie în fiecare zi și, prin urmare, sunt mai pregătite să reacționeze la pericol. Rețineți graficul de mai sus că acest lucru înseamnă, de asemenea, că ectotermele au un nivel general de activitate mai scăzut. Deși acesta este un defect major, nu a oprit milioane de ectoterme.
A doua problemă majoră care exclude ectotermele din anumite medii este temperatura. Multe mamifere și păsări pot trăi acolo unde ectotermele nu pot. Aceste animale folosesc adaptări precum părul și penele pentru a se izola de temperaturile extreme. Alte ectoterme, cum ar fi cele din deșert, își păstrează cu greu echilibrul de apă, deoarece este legat direct de mecanismul lor de încălzire și răcire. După cum se vede în exemplele de mai jos, multe ectoterme au adaptări comportamentale ciudate care le permit să compenseze aceste probleme.
Exemple de Ectotermă
Iguane Galapagos
Iguana Galapagos (Amblyrhynchus cristatus), numită și iguana marină, este un exemplu perfect de ectotermă de termoreglare. Dimineața, iguana iese din vizuină și se poziționează pe o stâncă de lavă neagră. Temperatura iguanei este foarte scăzută, deoarece iguana a lăsat-o să cadă peste noapte. Pe măsură ce soarele lovește iguana și rocile din jurul ei, iguana absoarbe radiația solară și infraroșie care lovește corpul său. Va roti chiar cea mai mare suprafață a corpului său spre soare, la fel ca un panou solar, pentru a absorbi cantitatea maximă de căldură. În cele din urmă, iguana este fierbinte și gata să fie activă, așa cum se vede în imaginea de mai jos. Iguanele marine sunt speciale prin faptul că hrănesc sub apă sub formă de alge.
Iguana curge de pe stânci și se aruncă în frig apa oceanului. Apa începe să tragă rapid căldura din corpul iguanei. Trebuie să se grăbească să se hrănească înainte de a fi prea rece pentru a-și mișca mușchii. În timp ce iguanele își pot ține respirația peste 30 de minute, trebuie să se întoarcă la țărm la scurt timp după aceasta pentru a începe să-și recapete căldura. Iguana revine la suprafață după hrănire și înoată până la țărm. Acum trebuie să urce înapoi pe stânci și să înceapă să reabsorbă căldura. În acest fel, iguana își reglează în mod activ temperatura pentru a-și asigura suficientă căldură pentru a se hrăni eficient. Noaptea, iguana se va întoarce la vizuină și va asuma o temperatură corporală mult mai scăzută, apropiată de cea a aerului. ansamblu de probleme. Pădurea tropicală este un loc foarte cald, chiar și noaptea. Majoritatea broaștelor de copac nu trebuie neapărat să își scadă nivelurile de activitate pe timp de noapte. Ciclul lor de temperatură se bazează de obicei pe un fenomen diferit: cel al evaporării. În timpul zilei, copacii absorb apa din pământ și o transferă în aerul de deasupra baldachinului. Până după-amiază, aerul este saturat și începe să plouă. Acest ciclu constant al apei afectează și broaștele copacilor. Pe măsură ce aerul se usucă în cea mai fierbinte parte a zilei, apa de la broască începe să se evapore. Acest lucru nu numai că usucă broasca, dar reduce și temperatura corpului broaștei.
Dar broaștele de copac nu sunt fără trucurile lor. Unele broaște vor sări în corpuri de apă în această parte a zilei, deoarece apa stând de obicei este destul de caldă și nu vor pierde apa din cauza evaporării. Alte broaște au adaptat ipostaze ciudate, care le protejează zonele cele mai sensibile de pierderea apei. Apoi, când ploile după-amiezii încep să scadă, broaștele pot începe să vâneze și să se hrănească cu insecte.Acest lucru este perfect odată cu venirea nopții, când apar multe insecte.
Pești în congelare
Ultimul exemplu este al unei ectoterme nereglementatoare. Mai multe specii de pești există în apele atât de reci încât peștii normali ar îngheța. Pentru ca apa să devină gheață, are nevoie de câțiva factori pentru a exista. În primul rând, trebuie să fie suficient de rece. În al doilea rând, trebuie să existe un fel de moleculă care să acționeze ca o „sămânță” pe care să se stabilească cristalele de gheață. În cele din urmă, apa nu trebuie să conțină molecule care împiedică formarea de gheață. Peștii care există în aceste condiții sunt poikilotermi sau ectotermi care nu În timp ce aceste animale nu au nevoie de multă căldură pentru a-și menține nivelul de activitate, ele se împiedică să înghețe.
Aceste animale filtrează în mod activ impuritățile din sângele lor și creează proteine speciale care împiedică formarea gheții. permite animalelor să existe la temperaturi mult sub îngheț, cu înghețarea lor. Apa sărată nu îngheță până la temperaturi mult mai scăzute din cauza sărurilor dizolvate, dar apa din celulele animale este mult mai puțin sărată și ar trebui să înghețe înainte de apa sărată. peștii ar îngheța de pe branhii aproape instantaneu în aceste ape. Acești pești împiedică acest lucru și sunt capabili să se dezvolte într-o nișă pe care alții nu o pot atinge.
Test
1. Care dintre fol lowing este o ectotermă?
A. Zebra
B. Strut
C. Șarpe
2. Care este un avantaj de a fi ectotermă?
A. Ești cald tot timpul
B. Folosiți mult mai puțină energie pentru a vă regla temperatura
C. Puteți aduna mâncare la orice temperatură
3. Ai găsit un nou animal. Îl monitorizezi pe tot parcursul zilei și vezi că temperatura sa fluctuează foarte mult. De asemenea, vedeți că se deplasează în mod activ în diferite poziții atunci când temperatura sa atinge anumite extreme. Acest animal este un:
A. Poikilotherm
B. Endoterma
C. Ectotherm