EKTOTERMER: EGENSKAPER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2026

De Ectotherms er dyr hvis kroppstemperatur og hovedsakelig direkte avhengig av omgivelsestemperaturen. Dette innebærer at liten eller ingen av kroppstemperaturen din skyldes metabolisme. For å opprettholde temperaturen innenfor et fysiologisk passende område, må de derfor få eller spre varme fra omgivelsene.

Den motsatte tilstanden ved å være ektotermisk er å være endotermisk. Alle fugler og pattedyr er kategorisert som endotermer. Alle vannlevende amfibier og virvelløse dyr, så vel som de aller fleste reptiler (unntatt fugler), og landfisk og virvelløse dyr, er kategorisert som ektotermer.

Kilde: Graham Wise fra Brisbane, Australia

Alle planter kan også betraktes som ektotermer, selv om denne kvalifikasjonen er fremmed for botanikken. Fra et termisk perspektiv kalles planter makrotermer hvis de lever i varme omgivelser (> 18 ° C hver måned), mesotermer hvis de lever i tempererte miljøer (> 22 ° C, varmeste måned; 6–18 ° C, kaldeste måned ), eller mikrotermer hvis de bor i kalde omgivelser.

definisjoner

Endotermer er dyr hvis kroppstemperatur reguleres internt av stoffskiftet og ikke eksternt av miljøet. Generelt er endotermer homeotermiske, det vil si at de har relativt konstante kroppstemperaturer, i motsetning til poikilotermer, som har svært varierende kroppstemperatur.

Ektotermer kalles også ofte poikilotermer (fra det greske: poikilos, skiftende; termos, varme). I ett tilfelle blir temperaturavhengigheten til mediet vektlagt. I den andre er variasjonen i kroppstemperatur. Den første termen er å foretrekke fordi ektotermer kan være hjemmeteroter hvis temperaturen på mediet er konstant.

Endotermer og ektotermer kalles også for henholdsvis varme og kaldblodige dyr. Denne bruken anbefales ikke fordi det er ektotermer som holder kroppstemperaturen sin så høy som for mange endotermer. Disse dyrene kan ikke sies å være kaldblodige.

Heterotermer er ektotermer som delvis er hjemmeterotermer. I perioder med aktivitet kan de generere metabolsk varme for å holde kroppstemperaturen på minst en del av kroppen din konstant. I perioder med inaktivitet synker de imidlertid kroppstemperaturen som en funksjon av omgivelsene, akkurat som andre ektotermer.

Regionale heterotermer er endotermer hvis kroppstemperatur varierer vesentlig mellom kroppsdeler.

kjennetegn

Den endotermiske tilstanden gjør dyrene uavhengige av omgivelsestemperaturen, slik at de kan okkupere kalde landmiljøer, forbli permanent aktive for å dra nytte av fôrings- og reproduksjonsmuligheter, så vel som å flykte fra rovdyr.

I de sirkumpolare områdene er det ingen krypdyr, og amfibier og insekter er ikke veldig forskjellige og rikelig. I disse regionene er det fordelaktig og til og med nødvendig å være endotermisk.

Endotermer gjør imidlertid en veldig høy energiinvestering for å regulere temperaturen. Ved å ikke gjøre denne investeringen, har ektotermer matkrav som er opptil 17 ganger lavere enn endotermer med lik kroppsmasse.

Av denne grunn kan krypdyr (unntatt fugler), amfibier og fisk utnytte økologiske nisjer, forbeholdt organismer med lavt energiforbruk, ikke tilgjengelig for fugler og pattedyr.

Når de har vært i stand til å varme kroppene sine tilstrekkelig ved hjelp av eksterne varmekilder, kan ektotermer utvikle aktivitetsnivåer like høye som hos fugler og pattedyr.

Ektotermers lavenergibudsjett tillater dem: 1) å spesialisere seg i knapp mat, øke mangfoldet deres; 2) lykkes i miljøer, for eksempel ørkener, der det ikke er nok mat til de fleste endotermer; 3) har en høy reproduksjonseffektivitet i forhold til matforbruk.

Hvordan regulerer de temperaturen sin?

Ektotermer øker kroppstemperaturen ved å utsette seg for direkte sollys (heliotermi) eller ved å komme i kontakt med underlag (eksempel: bergarter) som har blitt oppvarmet av solen. De senker kroppstemperaturen ved å søke tilflukt i skyggen eller ved å komme i kontakt med relativt kalde underlag.

Kroppene deres mangler varmeisolasjon (eksempel: fjær, pels), noe som letter varmeveksling med miljøet.

Blant strategiene de kan bruke for å regulere oppvarmingen produsert av sollys, er: 1) rette orienteringen (vinkelrett, parallell, skrå) av kroppen i forhold til solstrålene; 2) mørkere eller lysere fargen på huden din ved hjelp av kromatoforer. Begge strategiene er spesielt vanlige i krypdyr.

Ektotermisk fisk kan ikke sole seg for å varme seg, men de kan regulere kroppstemperaturen ved å velge masser eller lag med vann som har en viss temperatur. Dette gjør at de ofte kan opprettholde en konstant kroppstemperatur (homeothermia) i lange perioder.

Ektotermer kan også regulere temperaturen deres gjennom vaskulære justeringer (endre perifer sirkulasjon), utsette den indre overflaten av munnen for luft, eller miste vann gjennom fordampning (tåler noe dehydrering). Pinealorganene til ektotermer ser ut til å virke som lette dosimetre for termoregulering.

Kuldemotstand

Sirkumpolare og alpine ektotermer møter henholdsvis omgivende temperaturer under iskaldt om vinteren eller om natten.

For å overleve ekstrem kulde benytter disse dyrene to strategier: 1) unngå å fryse inn deres ekstracellulære kroppsvæsker, holde væskene i flytende tilstand ved temperaturer ned til -58 ° C (som er kjent som superkjøling); 2) tolerere frysing (ned til -3 ° C) av disse væskene.

I den første strategien, observert hos fisk og insekter, fryser ikke blodplasmaet fordi det inneholder frostvæskeoppløsninger (sukker, for eksempel fruktose; derivater av sukker, for eksempel glyserol; glykoproteiner).

I den andre strategien, observert hos amfibier, fryses blodplasmaet, men cellens død forekommer ikke fordi de inneholder frostvæskeoppløsninger (forbindelser med lav molekylvekt, glyserol). Selv om det er frysing av ekstracellulære væsker, er det ingen frysing av intracellulære væsker. Hvis det er, dør de.

Ektotermiske marine rovdyr (haier og annen fisk) er sjeldne på høye breddegrader, hvor de erstattes av endoterme marine rovdyr (sjøpattedyr, pingviner, auker). I kalde farvann kan ikke ektotermiske rovdyr samsvare med aktivitetsnivået til endotermiske rovdyr.

Heterotherms

Det er først og fremst ektotermiske dyr som er heteroterme, det vil si at de viser en viss grad av endoterm, enten de er midlertidige eller regionale.

Noen arktiske insekter er strenge ektotermer når de er på bakken. For å ta fly, må imidlertid disse insektene tidligere varme opp musklene som beveger vingene, noe de oppnår ved å bevege dem gjentatte ganger. Under flyging er disse insektene effektive endotermer. De trenger til og med å spre varmen slik at de ikke overopphetes.

Når de er krøllet rundt eggene sine og ruger dem, øker kvinnelige indiske pythonslanger kroppstemperaturen ved å skjelve. På denne måten varmer de eggene, noe som letter utviklingen av embryoer og akselererer klekking.

Haier i familien Lamnidae, sverdfisk eller tunfisk er regionale heterotermer. Overføring av varme som genereres av muskulaturen gjennom motstrømsmekanismer i blod gjør at de kan heve temperaturen i hjernen, innvollene og andre muskler. Dette forbedrer deres aerobe svømmeevne og gjør dem til mer effektive rovdyr.

Eksempler på ektotermiske dyr

virveldyr

Krokodiller, for eksempel Crocodylus porosus, er de største terrestriske ektotermene. Den optimale kroppstemperaturen er 30-33 ºC, som i likhet med andre krypdyr fortsetter å bevege seg mellom solrike og skyggefulle steder. En spesiell strategi for krokodiller å senke kroppstemperaturen er å holde munnen vidåpen i flere timer.

Den europeiske huggormen, Viper berus, er en giftig slange hvis distribusjon når polarsirkelen. For å tillate inkubasjon av egg ved lave temperaturer, er denne slangen livlig. For å opprettholde tilstrekkelige kroppstemperaturer for predasjon og reproduksjon utsetter disse slangene seg i løpet av sommeren for sollys.

I Alaska overlever amfibien Rana sylvatica temperaturer ned til -16 ° C. Dette skyldes høye konsentrasjoner av frostvæske stoffer som finnes i blodet ditt om vinteren. Disse stoffene inkluderer glukose og urea. For å redusere melis dehydrerer denne frosken også om vinteren.

Arktiske fisker fra Gadidae-familien og Antarktisfisk av Nototheniidae har uavhengig utviklet seg i det vesentlige identiske krybeskyttende stoffer (glykoproteiner). Dette representerer et bemerkelsesverdig tilfelle av adaptiv konvergens for å møte lignende klimatiske forhold.

Virvelløse dyr

Honningbien (Apis mellifera) og andre sosiale insekter blir holdt hjemmekotisk i reirene. For dette formål: 1) de er plassert på termisk gunstige steder og strukturert for å favorisere passiv oppvarming og kjøling; 2) de klaffer vingene i koordinasjon for å varme dem opp gjennom muskeltermogenese, eller for å avkjøle dem gjennom luftsirkulasjon og fordampning.

Mygg (Aedes, Anopheles) er ektotermer tilpasset varme klima. De er dødelige fordi de overfører sykdommer som malaria, gul feber, chikungunya, dengue og Zika. På grunn av klimaendringer vil de innen 2050 ha utvidet sin distribusjon i tempererte soner og utsatt 50% av mennesker for disse sykdommene.

I Alaska motstår Cucujus clavipes-billen, takket være frostvæsken som er oppløst i hemolymfen, vintertemperaturer på -58 ° C. På laboratoriet har det blitt konstatert at denne billen tålte temperaturer under -150 ºC, ikke-eksisterende på jorden.

Ved disse temperaturene når kroppens væsker fra dette insektet tilstanden til forglassning.

I voksen form er bendelorm, som Taenia solium (bifformorm) og Taeniarhynchus saginatus (svinebåndorm) tarmparasitter som mangler fordøyelsessystem er helt avhengige av den menneskelige verten for ernæring.

Inne i tarmen opprettholder disse bendelormene sin konstante temperatur (37 ºC), som de er hjemmegenotere for.

referanser

1. Andersson, S. 2003. Dvalemodus, habitat og sesongaktivitet i adder, Vipera berus, nord for polarsirkelen i Sverige. Amfibia-Reptilia, 24, 449–457.
2. Barrows, EM 2000. Dyreoppførselsdesken: en ordbok for dyrs atferd, økologi og evolusjon. CRC Press, Boca Raton.
3. Brischoux, F., Bonnet, X., Cook, TR, Shine, R. 2008. Allometri av dykkekapasiteter: ektotermi vs. endothermy. Journal of Evolutionary Biology, 21, 324–329.
4. Costanzo, JP, Lee, RE, Jr. 2013. Unngåelse og toleranse for frysing i ektotermiske virveldyr. Journal of Experimental Biology, 216, 1961–1967.
5. David K. Cairns, DK, Gaston, AJ, Huettmann, F. 2008. Endotermi, ektotermi og den globale strukturen i marine virveldyrsamfunn. Marine Ecology Progress Series, 356, 239–250.
6. Dickson, KA, Graham, JB 2004. Evolusjon og konsekvenser av endotermi hos fisker. Fysiologisk og biokjemisk zoologi, 77, 998-1018.
7. Evans, CW, Hellman, L., Middleditch, M., Wojnar, JM, Brimble, MA, Devries, AL 2012. Syntese og resirkulering av frostvæske glykoproteiner i polare fisker. Antarctic Science, 24, 259-268.
8. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. 2012. Dyrefysiologi. Sinauer, Sunderland.
9. Jones, JC, Oldroyd, BP 2007. Termisk regulering av reir hos sosiale insekter. Fremskritt i insektfysiologi, 33, 153–191.
10. Kay, I. 1998. Introduksjon til dyrefysiologi. Bios, Oxford.
11. Kearney, M. 2002. Varme bergarter og mye for varme bergarter: sesongmønster for valg av retrettsted ved en nattlig ektoterm. Journal of Thermal Biology, 27, 205–218.
12. Moyes, CD, Schulte, PM 2014. Prinsipper for dyrefysiologi. Pearson, Essex.
13. Pough, FH, Janis, CM, Heiser, JB 2013. Virveldyr. Pearson, Boston.
14. Ralph, CL, Firth, BT, Turner, JS 1979. Pineallegemets rolle i ektoterm termoregulering. Amerikansk zoolog, 19, 273–293.
15. Ramløv, H. 2000. Aspekter av naturlig kaldtoleranse hos ektotermiske dyr. Menneskelig reproduksjon, 15, 26–46.
16. Randall, D., Burggren, W., French, K. 1998. Dyrefysiologi: mekanismer og tilpasninger. McGraw-Hill, Madrid.
17. Sformo, T., Walters, K., Jeannet, K., Wowk, B., Fahy, GM, Barnes, BM, Duman, JG 2010. Dyp superkjøling, forglasning og begrenset overlevelse til -100 ° C i Alaskan bille Cucujus clavipes puniceus (Coleoptera: Cucujidae) larver. Journal of Experimental Biology, 213, 502–509.
18. Sherwood, L., Klandorf, H., Yancey, PH 2013. Dyrens fysiologi: fra gener til organismer. Brooks / Cole, Belmont.
19. Willmer, P., Stone, G., Johnston, I. 2005. Miljøfysiologi av dyr. Blackwell, Malden.