Jeśli zignorujemy wzrost globalnej temperatury planety w wyniku przyspieszających zmian klimatu, ogólna temperatura Ziemi pozostanie stała.
Jednak na całej powierzchni Ziemi występują duże różnice temperatur. Na przykład najzimniejszy punkt znajduje się na Antarktydzie, a najgorętszy w źródłach geotermalnych zanurzonych w oceanach.
Ponadto w jednym miejscu geograficznym temperatura może znacznie się różnić w ciągu dnia. Z tego powodu moglibyśmy zacząć się zastanawiać, jak żywe istoty robią, że te zmiany ich nie dotyczą. Odpowiedź znajduje się w termoregulacji u zwierząt.
Mechanizm ten polega na utrzymywaniu stałej lub wahającej się w optymalnym zakresie temperatury ciała , aby umożliwić zachodzenie wszystkich normalnych procesów fizjologicznych organizmu. Pojęcie to obejmuje dużą liczbę zjawisk, zarówno behawioralnych, jak i fizjologicznych, naturalnych dla każdego gatunku zwierząt. Celem termoregulacji jest utrzymanie homeostazy, czyli utrzymanie stałego stanu wewnętrznego.
Jak ssaki i ptaki utrzymują temperaturę ciała?
Ssaki są zwierzętami endotermicznymi, tak jak wszystkie ptaki. Oznacza to, że regulują temperaturę swojego ciała wewnętrznie, niezależnie od tego, jak zimno lub gorąco jest w otoczeniu. Zwykle wewnętrzny zakres temperatur jest bardzo wąski i wynosi około 37ºC. Jeśli za bardzo się podnosi lub opada, procesy fizjologiczne zatrzymują się i mogą nawet spowodować śmierć zwierzęcia.
Zwierzęta endotermiczne mogą wytwarzać prawie całe ciepło potrzebne do przeżycia. Jeśli temperatura otoczenia spada, utrzymują stałą temperaturę wewnętrzną. Robią to dzięki wytwarzanemu przez siebie cieple metabolicznemu. Na przykład poprzez degradację lipidów lub innych cząsteczek.
Z drugiej strony ssaki mogą się ogrzać dzięki pewnym zachowaniom, takim jak:
- Grupuj się z innymi osobnikami ze swojej grupy społecznej, takimi jak bizony podczas mroźnych zimowych miesięcy.
- Schronij się w norach. Bardzo typowe dla gryzoni, zajęczaków i łasicowatych.
- Hibernacja jak niedźwiedzie.
- Migracje, zarówno u ptaków, jak i ssaków. Kiedy zmienia się pora roku, wiele zwierząt przenosi się w cieplejsze miejsca, aby spędzić zimę.
W przeciwieństwie do tego, gdy temperatura otoczenia wzrasta, zwierzęta endotermiczne muszą włączyć inne mechanizmy, aby uniknąć hipertermii. Mogą to być:
- Pocenie się. Wydalanie wody i innych metabolitów przez skórę pomaga obniżyć temperaturę ciała.
- Wdech. Wiele zwierząt nie poci się lub poci się na bardzo małych obszarach ciała, na przykład psy. Dlatego, gdy jest im bardzo gorąco, dyszą lub szybko oddychają przez usta. Tak naprawdę nie oddychają. Dyszenie pozwala na szybkie uwolnienie wewnętrznego ciepła, dzięki czemu temperatura ciała spada.
- Niektóre zwierzęta, gdy jest bardzo gorąco, wchodzą w stan odrętwienia, w którym obniżają swoje funkcje życiowe, aby ponownie je uaktywnić, gdy temperatura spadnie.
- Nocność to dobra strategia dla endotermicznych zwierząt żyjących na pustyniach.
Termoregulacja u gadów i płazów
Podczas termoregulacji u gadów i płazów, zwanych zwierzętami ektotermicznymi lub zmiennocieplnymi, temperatura ciała zmienia się wraz z temperaturą otoczenia, ponieważ nie wytwarzają one wystarczającej ilości ciepła metabolicznego.
Mimo to zwierzęta te potrafią regulować temperaturę ciała tak, aby mieściła się w akceptowalnym zakresie. Jak oni to robią? Poprzez zachowanie.
Gady, takie jak węże, jaszczurki czy krokodyle, wykorzystują światło słoneczne do ogrzania się. Zwykle leżą na jakiejś gorącej skale. Kiedy czują, że temperatura ich ciała jest bardzo wysoka, szukają schronienia w cieniu. Gady wodne o zmroku chowają się w wodzie, która zwykle ma wyższą temperaturę niż na zewnątrz.
Aby chronić się przed zimnem, wiele gatunków hibernuje lub znacznie zmniejsza swoją aktywność. Niektóre płazy mogą nawet zamarznąć, a po zimie wrócić do życia.
Termoregulacja u innych zwierząt
Jeśli omówione do tej pory strategie wydają się nam imponujące, inne zwierzęta mogą nas nadal zaskakiwać.Tak jest w przypadku wielu skrzydlatych owadów. Kiedy jest zimno, zwierzęta te są w stanie przesadnie podnieść temperaturę ciała dzięki aktywacji mięśni latających.
Podobnie ryby, takie jak tuńczyk czy rekin, mogą rozgrzać swoje ciało dzięki pływającym mięśniom, które są bardzo bogate w mioglobinę. Jednak to wytworzone ciepło byłoby tracone przez skrzela. Nie dzieje się tak, ponieważ ich układ krążenia idzie „pod prąd” i zamiast kierować się w stronę najbardziej obwodowych naczyń i skrzeli, przez które uciekałoby ciepło, skupiają się w mózgu, oczach i żołądku.