Homeotherm

Bir organizma , iç ortamı dış ortamdan ( termal homeostaz ) bağımsız olarak sabit bir sıcaklığı (belirli sınırlar dahilinde) sürdürüyorsa homeotermiktir . Çoğunlukla hayvanlardır . İç sıcaklığı ortamın sıcaklığına göre değişen organizmaların heterotermik veya poikilotermik olduğu söylenir .

Dilin kötüye kullanılmasıyla, homeothermlerin soğukkanlı hayvanlar veya poikilotherms'in aksine sıcakkanlı olduğu söylenirken , son terim daha kesin olarak iç sıcaklığı düzenlenmemiş ve bu nedenle mutlaka düşük olmayan hayvanları belirtir.

Çoğu homeotermik organizma aynı zamanda endotermiktir , yani vücut ısısı organizmanın kendisi tarafından üretilir. Bununla birlikte, özel durumlar vardır.

Sınıflandırma

"Sıcakkanlı" terimi, bu biyoloji alanının daha iyi anlaşılmasıyla birlikte bilim adamları arasında kullanılmaz hale geldi. Bu nedenle, daha genel olarak altta yatan termoregülasyon mekanizmalarına atıfta bulunulur:

1. endotermik (karşıt olarak ectothermy bir kas yoluyla iç sıcaklığını kontrol etmek için bazı hayvanların) yeteneği, yanma depolar yağ ,  vs.  ;
2. homeothermy (şekilde karşı poïkilothermie bağımsız olarak dış etkilerden, vücutta sıcaklığı sabit tutmak için bazı hayvanların yeteneği);
3. tachymétabolisme (şekilde karşı bradymétabolisme istirahat metabolizmasının yüksek seviyede muhafaza edilmesi) ısı regülasyonu. Bradymetabolic hayvanlar, diğer taraftan, yeteneğine sahip düşen kendi gıda az olduğunda uyuşukluk içine.

Çoğu homeotermik hayvan aynı zamanda endotermik ve taşimetaboliktir.

Genellikle homeotermik olan bazı hayvanlar, belirli durumlarda heterotermik hale gelir. Bir örnek, siyah hızlıdır . Böylece, tamamen açlıktan ölen çok genç bir hızlı, bütün bir geceyi derin bir uyuşukluk içinde geçirebilir (sıcaklığı 5  ° C'ye düşebilir , solunum hızı yarı yarıya düşer  vb. ); bu, ebeveynlerinin ona yiyecek vermesini beklerken yağ rezervlerini korumasına izin verir. Ayrıca kış uykusuna yatan hayvanları veya vücut ısısı henüz sabit olmayan bebekleri de sayabiliriz.

Menşei

1990'lardan beri birçok dinozorun homeotermik olduğu biliniyor : kuşlar kendi homeothermy miraslarını miras almışlardır.

Memelilerle ilgili olarak, bilgi , 90 fosil üzerinde gerçekleştirilen bir dizi izotopik analizin 252-259 milyon yıl önce Üst Permiyen sırasında memeliler hattında homeotherminin ortaya çıktığını gösterdiği 2017 yılına dayanmaktadır . Bu yeni karakter, 252 milyon yıl önce Permiyen-Triyas'ın neslinin tükenmesi sırasında hayatta kalmalarına da yardımcı olacaktı .

Memeliler

Çoğu memeliler homeotermiye vardır. Yiyeceklerden aldığımız enerjinin çoğu vücudumuzu doğru sıcaklıkta tutmak için harcanır.

Allen kuralı o sıcakkanlı soğuk iklimler genellikle eşdeğer hayvanlar sıcak iklimlerde daha kısa uzuvları ve eklerine sahip bulunmaktadır.

Vücut sıcaklığımızda bir artış olması durumunda, ateş veya hipertermiden , sıcaklıkta bir düşüş olması durumunda hipotermiden bahsediyoruz . Her iki durumda da, sıcaklık geri yüklenmezse ölüm meydana gelebilir.

Bununla birlikte, konudaki bilgimiz ne kadar gelişirse, homeotermiler ve poikilotermler arasındaki bu sınıflandırma o kadar zorlaşır. Böylece, kış geldiğinde kirpi kış uykusuna düşer ve sıcaklığı düşer (örneğin ayı için durum böyle değildir). Daha sonra sıcaklığı sıfırın birkaç dereceye düşebilir. Dahası, biraz daha yüksekte kalarak sığınağınınkiyle dalgalanır.

Stratejiler

Sıcak tutmak , homeotermik hayvanlar için sürekli bir zorluktur. Bunun için birçok strateji geliştirilmiştir:

• Önemli ısı yalıtımı geliştirin. Kaplama ve yak veya tüy ve kuşlar , örneğin, özellikle uygundur.
• Kalın bir yağ tabakası (balina, ayı vb.) Geliştirin .
• Kurtlar veya kuşlar gibi , bacaklara akan kanı kalbe geri akan kanı ısıtan uygun bir kan sistemi geliştirin .
• Yeterli bir boyuta sahip olun. Bir hayvanın boyutu büyüdüğünde, derisinin yüzey alanı, içerdiği kütleden daha az hızlı büyür ve bu da ısının korunmasına yardımcı olur. Deniz dünyasında avantaj, soğuğa maruz kalan nispeten küçük bir alan için çok büyük bir yağ stoğuna sahip olan daha büyük hayvanlara gitmektedir.
• Yeterli bir cilt rengi geliştirin. Siyah tüm görünür ışık radyasyonunu emer, beyaz onu yansıtır.
• Gibi bir grup ömrünü geliştirin İmparator Penguenler arasında Antarktika .
• Güneşe maruz kalma durumunuzu ayarlayın: üşüdüğünüzde kendinizi ona maruz bırakın, sıcakken gölge arayın.

Sonuçlar

Hayvanlarda, doğru sıcaklığı koruma girişimi, kasları harekete geçirerek titremelere neden olabilir ve bu nedenle, kan akışını değiştirerek (insanlarda) enerji, kızarıklık (insanlarda) veya tam tersi, beyazlatarak. kan çekilirse cilt. En ciddi durumlarda kan, yaşam için en önemli olan hayati organlara yönlendirilecek ve önemli durumlarda donma ve ampütasyonlara yol açabilecek .

Sıcak kan ve soğuk kan arasında

Var olan çok sayıda termal düzenleme rejimine ilişkin bilimsel anlayış, sıcakkanlı ve soğukkanlı hayvanlar arasındaki orijinal ayrımdan önemli ölçüde gelişmiştir. Örneğin, soğukkanlı hayvanların hepsinin iç sıcaklıklarını ayarlamak için bazı işlemler kullandığını biliyoruz. Bu iki kategoriye tam olarak ait olmayan hayvanlar da vardır ( sıcak kanlar ve soğuk kanlar arasında ).

Yani :

• Ton balığı ve kılıç ve bazı köpekbalıkları sıcaklık çok soğuk okyanus, derinliklerine batar. Bu organizmalar beyinlerinin, kalplerinin ve gözlerinin sıcaklığını artırabilir , bu da özellikle avlanırken daha hızlı göz hareketine izin verir. Tuna ise ısı değişim mekanizması sayesinde ( ısı eşanjörü işlevi gören ) rete mirabile aracılığıyla tüm vücudunu ısıtabilmektedir . Bu mekanizma, ısıyı vücudun içinde tutmaya yardımcı olur ve solungaçlardan ısı kaybını en aza indirir. Bununla birlikte, bu hayvanların normal bir sıcaklığa kavuşmaları için düzenli olarak daha sıcak sulara dönmeleri gerekir.
  2015 yılında yapılan bir çalışmada, aşırı gelişmiş pektoral kaslar aracılığıyla tüm vücudunu ısıtabilen ve yağlı zarfı sayesinde bu ısıyı koruyabilen bilinen ilk balık vakası ( Lampris guttatus ) sunuldu . Göğüs yüzgeçlerini çırparak yüzen bu tür, dünyanın dört bir yanındaki okyanuslarda yaşıyor, su 10 ° C veya daha az olan 50-200 m derinlikte toplanan kalamar ve avını yiyor. Halen az bilinen bu balığın çok sıradışı solungaçlar seviyesinde mucizevi bir rete'si vardır ve bir santimetre kalınlığında bir yağ tabakasında korunarak bu balığın vücudunu buzun üzerinde 10 ° C'ye kadar bir sıcaklıkta tutmasını sağlar. soğuk su (4 ° C'de suda 13 ° C ila 14 ° C arasında vücut). Deniz kuşları ve balinaların (kendi dillerinde) benzer işlevlere sahip organları vardır.
• Arı , ayrı ayrı, açıkça soğukkanlı olduğu; ancak, arı kovanlarında topluluk içinde yaşıyor. Yaz aylarında, kovan aşırı ısınmaya başladığında, arılar kendilerini girişlere yerleştirir ve kanatları ile iç mekanı soğutur. Kışın, kovan çok soğuduğunda, arılar kanatlarının kaslarını titreştirir ve tüm sürü, kovanın sıcaklığını uygun sınırlar içinde tutmaya yetecek kadar ısı üretir.
• Çıplak-fare arı veya diğer sosyal böcek edilene benzer bir yaşam biçimi olan bir memelidir. Bu hayvan, iç sıcaklığını düzenleyemez ve bu nedenle çok soğuk olduğunda ısı kayıplarını sınırlamak için kendi türleriyle yeniden bir araya gelmelidir. Günümüzde bilinen tek poikilotermal memeli türüdür. Baleariklerde 2009 yılında bulunan Myotragus balearicus keçisi fosilleri, bu türün de öyle olduğunu göstermektedir.
• Deri sırtlı kaplumbağa onun yağ depolarından gelen bir iç mekanizma ile ısı üretebilmektedir. Böylece, içinde yüzdüğü sudan 18 ° C daha yüksek bir iç sıcaklık elde edebilir.

Bitkisel apogy

Bitkiler, katı homeotermi çerçevesine girmese de, kurumaması için ( dikenli ve yapraksız kaktüsler gibi ) veya tam tersine , sıcaklığı katlanılabilir tutmak için buharlaşarak suyu harcamak için adaptasyon stratejileri geliştirmek zorunda kalmıştır. ( kuzey yarım küredeki yaprak döken ağaçların büyük çoğunluğu ).

Yen bir calla zambak çiçeklenme, bu ısı üretme yeteneğine sahiptir. Bu, hayvanlar aleminde sıcaklığı korumak için hizmet etmese bile, bitkinin havanın dış sıcaklığından biraz daha yüksek bir sıcaklığı korumasına izin verir. Bu sıcaklık farkı özellikle geceleri Diptera (sinekler) tarafından takdir edilmektedir . Bu böcekler ısıya çekilir ve karşılığında bitkiyi tozlaştırır.

Faydaları

Birçoğunun türediği bu fizyolojik yenilik , ısı üretimi için gerekli enerjiyi sağlamak için daha fazla gıda tüketimini içerir. Ancak aynı zamanda, vücut ısısının organizmalar tarafından düzenlenmesi, bu ek ihtiyaçları karşılamalarına ve avcılardan kaçınmalarına olanak tanıyan daha sürdürülebilir ve sürekli bir faaliyete izin verir. Homeoterminin kazanılması, yaşam mücadelesinde organizmaya yararlılık ve fayda açısından yorumlanabilir , ancak memelilerin nispeten istikrarlı bir çevre faktörüne (gıda) daha bağımlı hale geldiklerinde, daha bağımsız hale geldiklerini görmek daha ilginç görünmektedir. çevrenin değişkenlerinin (mevsimlere bağlı sıcaklık değişimleri). İç örgütlenmelerinin bu karmaşıklaşması sayesinde, varoluşlarının daha iyi kontrolünü , çevreyle ilgili daha büyük bir özerkliği elde ederler.

Ana avantajlar şu şekildedir:

1. Değişen dış ortam sıcaklıkları için normal faaliyetin sürdürülmesi.
2. Dış çevrenin kısıtlamalarından kurtulma ve dolayısıyla canlı formlarının çeşitliliğinin genişlemesi.
3. Vücut sıcaklığını oda sıcaklığının üzerinde tutarak su tasarrufu sağlar, bu da suyun vücuttan buharlaşarak soğumasını sınırlar.
4. Homeotermi, paradoksal uyku ve intrauterin gebeliğin kazanılmasını teşvik eder .

Benzerlikler

İki krallığın benzer stratejileri var. Bitkilerdeki suyun buharlaşması, hayvanlardaki terlemeye benzetilebilir .

Notlar ve referanslar

1. "  Atalarımız Permiyen-Triyas'ın yok oluşundan hemen önce sıcakkanlıydı  " , CNRS'de ,Temmuz 18, 2017(erişim tarihi 14 Eylül 2017 ) .
2. (inç) K.Rey, R. Amiot, Fourel F., F.Abdala F. Fluteau, NS Jalil, J. Liu, BS Rubidge, RMH Smith, J.-S. Steyer, PA Viglietti, X. Wang ve C. Lécuyer, "  Oksijen izotopları, birden çok Permo-Triasik terapötik kuşakta yüksek termometabolizma önermektedir  " , eLife ,Temmuz 18, 2017( DOI  10.7554 / eLife.28589 ).
3. Erik Stokstad, "  Bilim adamları ilk sıcakkanlı balığı keşfetti  ", Science .org ,14 Mayıs 2015( çevrimiçi okuyun )
4. Grégoire Macqueron, "  Soğukkanlı keçi ...  ", Futura-Sciences ,22 Kasım 2009( çevrimiçi okuyun )
5. "  Deri sırtlı kaplumbağa  " , www.hww.ca/fr/ adresinde (Ülkenin faunası ve florası)
6. Robert E. Ricklefs ve Gary L. Miller, Ekoloji , De Boeck Superior,2005, s.  100

Ayrıca görün

İlgili Makaleler

• Homeostaz
• Termoregülasyon
• Allen kuralı

Dış bağlantılar

• www.earthlife.net
• Homeotherm vb. (Google Grupları: PROBIO)