Ik wil alles weten

Warmbloedig

Pin
Send
Share
Send


Warmbloedig dieren handhaven thermische homeostase; dat wil zeggen, ze houden hun kernlichaamstemperatuur op een vrijwel constant niveau, ongeacht de temperatuur van de omgeving. Dit kan niet alleen het vermogen zijn om warmte te genereren, maar ook het vermogen om af te koelen. Warmbloedige dieren regelen hun lichaamstemperatuur door hun metabole snelheden te reguleren (bijv. Hun metabolische snelheid te verhogen als de omgevingstemperatuur begint te dalen).

Zowel de termen "warmbloedig" als "koelbloedig" zijn uit de gratie geraakt bij wetenschappers vanwege hun algemeenheid en vanwege een toegenomen begrip op dit gebied. Typen lichaamstemperatuur vallen niet in eenvoudige categorieën. Elke term kan worden vervangen door een of meer varianten (zie: categorieën warmbloedigheid). Lichaamstemperatuurbehoud omvat een breed scala aan verschillende technieken die resulteren in een continuüm van de lichaamstemperatuur, met de traditionele idealen van warmbloedig en koudbloedig wezen aan tegenovergestelde uiteinden van het spectrum.

De indeling van al het dierenleven als "warmbloedig" of "koelbloedig" is nog een andere afbakening die onvoldoende is gebleken gezien de grote diversiteit van het leven. Deze variëteit is niet alleen voordelig in termen van het vullen van beschikbare niches en het bieden van ecologische stabiliteit, maar is ook een kwaliteit die de natuur tot een bron van aantrekking en plezier voor mensen maakt.

Categorieën warmbloedigheid

Warmbloedigheid verwijst in het algemeen naar drie afzonderlijke aspecten van thermoregulatie.

  1. endothermie is het vermogen van sommige wezens om hun lichaamstemperatuur te regelen door interne middelen zoals spiertrillingen, vetverbranding en hijgen (Grieks: endo = "binnen", therm = "warmte").
  2. homeothermie is het soort thermoregulatie dat wordt gebruikt door die wezens die een stabiele interne lichaamstemperatuur handhaven, ongeacht externe invloeden. Deze temperatuur is vaak hoger dan de directe omgeving (Grieks: homoios = "hetzelfde, identiek," therm = "warmte").
  3. Tachymetabolism is het soort thermoregulatie dat wordt gebruikt door wezens die een hoge waarde behouden resting metabolisme (Grieks: tachy = "snel, snel", Metabol = "te wijzigen"). Tachymetabolische wezens zijn in wezen altijd "aan". Hoewel hun metabolisme in rust nog vele malen langzamer is dan hun actieve metabolisme, is het verschil vaak niet zo groot als dat wat wordt gezien in bradymetabolische wezens. Tachymetabolische wezens hebben het moeilijker om met een schaarste aan voedsel om te gaan.

Een groot deel van de wezens die traditioneel "warmbloedig" (zoogdieren en vogels) worden genoemd, past in alle drie deze categorieën. In de afgelopen 30 jaar hebben onderzoeken op het gebied van dierthermofysiologie echter veel soorten onthuld die tot deze twee groepen behoren en niet aan al deze criteria voldoen. Hoewel alle zoogdieren endotherm zijn en de meeste homeotherm, bijvoorbeeld, handhaven sommige geen stabiele interne lichaamstemperatuur, ongeacht de invloed van de omgeving. Veel vleermuizen en kleine vogels zijn bijvoorbeeld poikilotherm en bradymetabolisch wanneer ze 's nachts of overdag slapen. Voor deze wezens werd een andere term bedacht: heterothermy. The Naked Mole Rat (Heterocephalus glaber) is een zoogdier dat zijn temperatuur niet kan regelen, maar het leeft ondergronds in een stabiele temperatuur.

Verdere studies bij dieren waarvan traditioneel werd aangenomen dat ze koelbloedig waren, hebben aangetoond dat de meeste wezens verschillende variaties van de drie hierboven gedefinieerde termen bevatten, samen met hun koelbloedige tegenhangers (ectothermy, poikilothermy en bradymetabolism), waardoor een breed spectrum van lichaamstemperatuursoorten (zie tussen warmbloedig en koudbloedig). Terwijl vissen bijvoorbeeld "koudbloedig" zijn (in het bijzonder poikilotherm) omdat ze geen constante interne temperaturen aanhouden en de temperatuur vaak de omgevingstemperatuur weerspiegelt, behouden bepaalde vissoorten verhoogde lichaamstemperaturen in verschillende graden. Blauwvintonijn en haringhaai kunnen bijvoorbeeld hun lichaamstemperatuur verhogen tot meer dan 20 ° C boven de omgevingstemperatuur van het water. Voor sommige vissoorten is dit fenomeen van verhoogde temperaturen terug te voeren op warmte-uitwisseling, omdat warmer bloed dat in kleine aderen naar de kieuwen wordt teruggevoerd, in de buurt van kouder, zuurstofrijk bloed in smalle slagaders loopt die de kieuwen verlaten.

Mechanismen

Endothermen zijn vogels en zoogdieren. Door hun metabolisme te reguleren, door middel van ademhaling (oxidatie van koolhydraten), samen met een aantal andere maatregelen, kunnen deze dieren hun binnentemperatuur handhaven. Onder de verschillende mechanismen die een primaire of ondersteunende rol kunnen spelen bij het reguleren van de temperatuur zijn vetverbranding, rillingen (wanneer spieren samentrekken, hun cellen meer ademen; ademhaling geeft warmte af en is de belangrijkste warmtebron in het lichaam), blancheren (veranderingen in de bloedsomloop direct minder warmte op de huid), blozen (veranderingen in de bloedsomloop om meer warmte van de huid uit te stralen), hijgen of zweten (om warmteverlies door verdamping te verhogen). Sommige zoogdieren hebben dikkere vacht tijdens koude winters en een dunnere vacht in de zomer. Zoogdieren variëren aanzienlijk in termen van zweetklieren. Primaten hebben zweetklieren over hun hele lichaam, honden hebben er slechts een paar, gelegen aan hun voeten, en walvissen missen volledig zweetklieren.

In de winter is er mogelijk niet genoeg voedsel om een ‚Äč‚Äčendotherm in staat te stellen zijn metabolisme de hele dag stabiel te houden, dus sommige organismen gaan in een gecontroleerde staat van hypothermie die winterslaap of wondhuid wordt genoemd. Dit verlaagt opzettelijk de lichaamstemperatuur om energie te besparen. Bij warm weer verbruiken endothermen veel energie om oververhitting te voorkomen: ze kunnen hijgen, zweten, likken of onderdak of water zoeken.

Warmbloedig versus koelbloedig

De voordelen van endothermie zijn verhoogde enzymactiviteit en een constante lichaamstemperatuur, waardoor deze dieren in koude temperaturen actief kunnen zijn. Biochemische processen zijn warmteafhankelijk. Over het algemeen gaan ze sneller als het warm is en langzamer als het koud is. Alle biologische functies, inclusief spieractiviteit, zijn afhankelijk van deze chemische reacties. Een belangrijk voordeel van homeotherm zijn, is dat interne chemische reacties op een optimaal niveau functioneren wanneer het lichaam van een dier zichzelf op of in de buurt van zijn optimale temperatuur houdt. Hierdoor kan het wezen altijd denken, bewegen, verteren en doen met zijn best mogelijke snelheid en efficiëntie.

Een belangrijk nadeel is de noodzaak om thermoregulatie te handhaven, zelfs tijdens inactiviteit. Dat wil zeggen, er is een grotere behoefte aan energie. Warmbloedig zijn betekent dat het organisme altijd grote hoeveelheden voedselenergie moet consumeren. Wanneer de kerntemperatuur van een warmbloedig dier verandert, zelfs met enkele graden, verliest het dier snel zijn vermogen om te functioneren.

thermografisch beeld: een koudbloedige slang eet een warmbloedige muis

. Zoogdieren kunnen tachtig tot negentig procent van hun energie besteden aan het handhaven van een constante kerntemperatuur, met hogere eisen voor kleine zoogdieren. In een koud klimaat heeft een klein zoogdier een nadeel in termen van warmteregulatie, aangezien warmteverlies evenredig is aan het oppervlak, maar warmteontwikkeling evenredig is aan massa (volume). Naarmate een organisme groter wordt, neemt het oppervlak toe met het kwadraat van de vermenigvuldiger, maar het volume is evenredig met de kubus van de vermenigvuldiger. Dit kan een factor zijn in het geval van de regel van Bergmann, die stelt dat onder zoogdieren en vogels individuen van een bepaalde soort in koudere gebieden de neiging hebben een grotere lichaamsmassa te hebben dan individuen in warmere gebieden.

Een ander nadeel van homeothermy is dat het een omgeving met constante temperatuur biedt voor koudbloedige parasieten, zoals insecten, bacteriën, virussen, protisten, enz. Zo hebben zoogdieren en vogels last van meer ongedierte dan reptielen en moesten ze een sterk immuunsysteem ontwikkelen.

Koelbloedige dieren, zoals vissen en reptielen, worden ectothermen genoemd, wat betekent dat ze hun interne temperatuur niet kunnen regelen. Een voordeel van koelbloedig zijn, is dat een organisme veel minder voedsel nodig heeft. Dit stelt het in staat om hongersnood, lange oceaanreizen en proeftekorten te overleven wanneer warmbloedige organismen zeker zouden sterven. Een nadeel van koudbloedig zijn, is dat een organisme meerdere chemische paden ter beschikking moet hebben, sommige voor koelere temperatuur, andere voor warm. Een koudbloedig dier kan bewegen en langzamer reageren wanneer de temperatuur kouder is.

Tussen warmbloedig en koelbloedig

Wetenschappelijk inzicht in de veelheid van thermische regulatieregimes die in de natuurlijke wereld bestaan, is enorm verbeterd sinds het oorspronkelijke onderscheid werd gemaakt tussen warme en koudbloedige dieren, en de kwestie is veel uitgebreider bestudeerd. Wetenschappers weten nu bijvoorbeeld dat koudbloedige dieren allemaal gedragsmiddelen gebruiken om hun interne temperaturen aan te passen, vaak zeer effectief. Er zijn ook wezens die niet correct in beide categorieën vallen.

Enkele voorbeelden van tussenliggende wezens zijn:

  • Tonijn en Zwaardvis. Van vissen wordt lang gedacht dat ze koelbloedig zijn. Tonijn en zwaardvis duiken diep in de oceaan waar het water erg koud is. Zwaardvissen kunnen de temperatuur van hun hersenen en ogen verhogen, waardoor snellere oogbewegingen tijdens het jagen mogelijk zijn. Tonijn kan hun hele lichaam verwarmen via een warmtewisselingsmechanisme, het rete mirabile, dat helpt warmte in het lichaam te houden en het warmteverlies door de kieuwen minimaliseert. Ze hebben ook hun zwemspieren in de buurt van het midden van hun lichaam in plaats van in de buurt van het oppervlak.
  • Bijen. Een individuele bij is volledig koelbloedig. Bijen leven echter niet alleen. Ze leven in bijenkorven met vele andere bijen. In de zomer, als de korf begint te oververhitten, gaan de bijen naar de ingangen en blaast de ventilator in en uit de korf om hem te koelen. Als de bijenkorf in de winter te koud wordt, trillen de bijen hun vleugelspieren totdat ze warm worden van hun inspanningen. Een solitaire bij die dit alleen doet, heeft geen opmerkelijk effect. Gezamenlijk geproduceerd, produceert dit voldoende warmte om de temperatuur van de bijenkorf binnen bewoonbare grenzen te houden.

Referenties

  • Blumberg, M. S. 2002. Lichaamswarmte: temperatuur en leven op aarde. Harvard University Press.

Pin
Send
Share
Send