POIKILOTERME: EVOLUȚIE, REGLEMENTARE, BENEFICII - BIOLOGIE - 2025

Poikilothermo (poikilos, multiplu sau variat) se referă la acele animale care nu își pot regla temperatura internă, astfel încât temperatura corpului lor fluctuează cu temperatura camerei.

Istoric, zoologii foloseau alți termeni mai des folosiți, cum ar fi „sânge rece” pentru a se referi la un grup divers de animale. Cu toate acestea, este un termen care într-un sens strict este ineficient pentru a separa două grupuri de animale.

Sursa: Bjørn Christian Tørrissen

Un alt termen utilizat pe scară largă pentru a se referi exclusiv la sursa de căldură corporală este „ectoterma”, la fel ca acele grupuri de animale care depind aproape în totalitate de sursele de căldură din mediu. Astfel, combinația acestor termeni oferă informații valoroase despre modul în care animalele își reglează temperatura corpului.

Reglarea temperaturii în organismele poiquilotermice

Animalele de-a lungul evoluției lor au folosit strategii pentru a-și păstra mediul intern în condiții optime și pentru a menține funcționarea normală a celulelor, pe lângă optimizarea cheltuielilor sau economisirea energiei metabolice.

Animalele poikilotermice produc căldură metabolică relativ mai mică decât animalele endotermice. Prin urmare, schimbul de energie calorică cu mediul înconjurător este de mare importanță pentru a determina temperatura corpului.

În acest sens, un animal poikilotermic absoarbe căldura din mediu dacă are nevoie să-și ridice temperatura corpului, comportându-se ca conformiști termici, deoarece depind de temperatura mediului. Din punct de vedere energetic, ele constituie animale slab izolate.

În primul rând, acestea au rate mici de producție de căldură metabolică, care se disipează rapid în mediul înconjurător și nu contribuie semnificativ la creșterea temperaturii corpului. Pe de altă parte, au o conductivitate termică ridicată, ceea ce permite ectotermelor să absoarbă ușor căldura.

În cele mai multe cazuri, organismele ectotermice au o reglare comportamentală a temperaturii corpului. De exemplu, șerpii și șopârlele se pun până când ating o temperatură adecvată pentru funcționarea eficientă a mușchilor, atenuând efectele mediului prin comportament.

Metabolism la animale poikilotermice

Este bine cunoscut faptul că reacțiile biochimice sunt sensibile la temperatură, deoarece activitatea multor enzime are o temperatură optimă. Orice schimbare de temperatură modifică eficiența utilajelor enzimatice, constituind un impediment pentru animale.

Dacă temperatura scade la un nivel critic, viteza proceselor metabolice este compromisă, reducând producția de energie și cantitatea care poate fi folosită de animale pentru activitățile și reproducerea lor.

În schimb, dacă temperatura crește prea mult, activitatea metabolică este instabilă și chiar distrusă. Aceasta a permis stabilirea unor intervale optime pentru dezvoltarea vieții între 0 ° C și 40 ° C.

Temperatura corpului în organismele poikilotermice nu este constantă ca în cazul organismelor homeotermice (endotermice).

În acest caz, deși căldura este generată ca produs al activității metabolice, aceasta din urmă se pierde la fel de repede când este generată. Temperatura internă nu depinde de mecanismul de ardere a alimentelor ca în cazul homeotermelor.

În general, animalele poikilotermice sunt asociate cu metabolismul tip bradimetabolic. Cu toate acestea, este o afecțiune la care se întâlnesc doar organisme ectotermice stricte, bradimetmeticul fiind metabolismul în stare de repaus.

Poikilotermie în natură

Poikilotermia este cel mai frecvent tip de termoreglare în regnul animal. În cadrul acestui grup fac parte grupurile de vertebrate inferioare, precum pești, amfibieni și reptile și marea majoritate a nevertebratelor terestre și acvatice (cu unele cazuri excepționale).

În poiquilotermele acvatice, temperatura corpului este practic aceeași cu cea a apei, datorită caracteristicilor sale calorice. Pe de altă parte, organismele terestre ar putea avea o temperatură mai mare decât temperatura aerului din cauza efectului radiațiilor.

Animalele ectotermice, prin comportamentul lor, exploatează locuri cu temperaturi mai favorabile, cu toate acestea, așa cum s-a indicat anterior, sursa de energie utilizată pentru creșterea temperaturii corpului provine din mediu și nu din interiorul corpului.

În zonele tropicale, ectotermele precum reptilele concurează eficient cu mamiferele, în multe cazuri depășindu-le în abundență de specii și indivizi. Acest lucru se datorează faptului că temperatura constantă a tropicelor permite activitatea pe tot parcursul zilei și dedică, de asemenea, energia economisită în activitățile de reproducere și supraviețuire.

Acest avantaj tinde să se diminueze în medii temperate unde, datorită condițiilor adverse pentru ectotermie, sunt favorizate organismele endotermice.

Beneficiile și costurile poikilotermiei

Deoarece temperatura corpului multor ectoterme depinde într-un grad considerabil de mediu, speciile de ectotermă care trăiesc în locuri cu temperaturi sub îngheț pot avea probleme.

Cu toate acestea, au dezvoltat răspunsuri sub formă de substanțe pentru a preveni nuclearea cristalelor de gheață în lichidele extracelulare și astfel protejează lichidul citoplasmatic, substanțele supracooling și antigel din fluidele corporale.

În mediile calde, funcțiile tisulare ale majorității ectotermelor sunt împiedicate. Datorită unei afinități mai scăzute a hemoglobinei pentru oxigen în cadrul temperaturilor mai ridicate ale temperaturii corpului, împiedică animalele să efectueze activități solicitante, datorită ratelor scăzute ale metabolismului aerob.

Acesta din urmă aduce cu sine dezvoltarea unui deficit de oxigen în timpul respirației anaerobe și limitările realizării unor dimensiuni mari.

Ectotermia este o formă de viață lentă, cu fluxuri de energie mici, adică cu cerințe energetice modeste. Acesta din urmă le permite să ocupe nișe terestre nefolosite de vertebrele homeotermice, investind mai puțină energie pentru a produce căldură și mai mult în activități de creștere și reproducere.

Evoluția ectotermiei la dinozauri

De la ridicarea primelor fosile a existat o dezbatere cu privire la dacă dinozaurii erau homeotermici sau poikilotermici. După cum știm deja, ectotermia implică investiții metabolice scăzute pentru a genera căldură și, în schimb, energia disponibilă din mediu este utilizată pentru reglarea temperaturii corpului.

Acest lucru aduce în mod evident o serie de probleme, cum ar fi lipsa radiațiilor sau a energiei solare noaptea sau faptul că habitatul este cald și rece. În mod tradițional, având în vedere relațiile dintre dinozauri și reptile actuale, dinozaurii au fost clasificați ca ectoterme.

Cu toate acestea, datorită stilului de viață care s-a dedus despre dinozauri, mai multe argumente susțin că erau animale endotermice.

Primul este că au avut o izolație superficială (pene în Arheopteryx), ceea ce ar constitui o barieră pentru absorbția energiei din radiații și pentru o endotermă, presupunând o modalitate de menținere a căldurii metabolice.

Multe dintre descoperirile fosile au avut loc în zone temperate, motiv pentru care este considerat a fi endoterm pentru a supraviețui climatului cu căldură metabolică. Alte dovezi sugerează că relația dintre prădător și pradă este caracteristică animalelor endotermice și nu ectotermelor.

Referințe

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologie. Editura Medicală Panamericană.
2. de Quiroga, GB (1993). Fiziologia și evoluția animalelor (vol. 160). Ediții AKAL.
3. Fanjul, ML, & Hiriart, M. (Eds.). (1998). Biologia funcțională a animalelor. Secolul XXI.
4. Fastovsky, DE, & Weishampel, DB (2005). Evoluția și stingerea dinozaurilor. Presa universitară din Cambridge.
5. Hill, RW (2002). Fiziologie animală comparativă: o abordare de mediu. Am inversat.
6. Hill, RW, Wyse, GA, și Anderson, M. (2012). Fiziologia animalelor. Ediția a treia Sinauer Associates, Inc. Editori.
7. McNab, BK (2002). Ecologia fiziologică a vertebratelor: o vedere din punct de vedere energetic. Presa universitară Cornell.
8. Willmer, P., Stone, G., și Johnston, I. (2009). Fiziologia mediului a animalelor. John Wiley & Sons.