Prijeđi na sadržaj

Poikilotermija

Izvor: Wikipedija
Poikilotermne životinje, također zvane hladnokrvne životinje, su one čija unutrašnja temperatura varira u skladu s temperaturom okoline.
Livadska žaba je poikilotermna životinja i sposobna je funkcionirati u širokom rasponu temperatura tjelesne jezgre.

Poikiloterm je životinja (grčki poikilos – "različit", "pjegav" i therme – "toplota") čija unutrašnja temperatura znatno varira. Poikilotermi moraju preživjeti i prilagoditi se stresu okoline.[1] Jedan od najvažnijih stresora je promjena temperature vanjske okoline, što može dovesti do promjena u redoslijedu lipida membrane i može uzrokovati razmotavanje i denaturaciju proteina na povišenim temperaturama.[1] Poikiloterm je suprotnost homeotermu – životinji koja održava termalnu homeostazu. Fluktuacije su obično posljedica varijacija temperature okoline. Mnogi kopneni ektotermi su poikilotermni.[2] Međutim, neki ektotermi traže okruženja s konstantnom temperaturom do te mjere da su u stanju održavati konstantnu unutrašnju temperaturu i smatraju se stvarnim ili praktičnim homeotermima.[3] Upravo ta razlika često čini termin poikiloterm korisnijim od narodnog izraza "hladnokrvan", koji se ponekad koristi općenito za ektoterme.

U poikilotermne životinje spadaju vrste kičmenjaka, naročito neke ribe, vodozemce i gmizavce, kao i mnoge beskičmenjake. Golokrtičasti pacovi[4][5] i ljenjivci[6] su neki od rijetkih poikilotermnih sisara.

Etimologija

[uredi | uredi kod]

Termin potiče od grčke riječi poikilos (ποικίλος), što znači "raznolik", i thermos (θερμός), što znači "toplota".[izvor?][7]

Fiziologija

[uredi | uredi kod]
Trajna energetska proizvodnja poikiloterma (guštera) i homeoterma (miša) kao funkcija tjelesne temperature. Homeoterm ima mnogo veću energetsku proizvodnju, ali može funkcionirati samo u vrlo uskom rasponu tjelesnih temperatura.

Poikilotermne životinje moraju biti sposobne funkcionirati u širem rasponu temperatura od homeotermnih životinja. Brzina većine hemijskih reakcija varira s temperaturom, a da bi preživjele, poikilotermne životinje mogu imati četiri do deset enzimskih sistema koji djeluju na različitim temperaturama za određenu važnu hemijsku reakciju.[8] Zbog toga, poikilotermne životinje često imaju veće, složenije genome od homeotermnih životinja iz iste ekološke niše. Žabe su značajan primjer ovog efekta, iako je njihov složeni razvoj također važan faktor koji utiče na veličinu njihovog genoma.[9]

Budući da je njihov metabolizam varijabilan i uglavnom ispod nivoa onog kod homeotermnih životinja, održive aktivnosti s visokom potrošnjom energije poput leta kod velikih životinja ili održavanja velikog mozga uglavnom su izvan dometa poikilotermnih životinja.[10] Njihov metabolizam kod krupnijih vrsta, sa visokom potrošnjom energije prilikom kretanja, favorizira strategije lova poput "sjedi i čekaj", u odnosu na potjeru za plijenom. Budući da ne koriste svoj metabolizam za grijanje ili hlađenje, ukupna potreba za energijom tokom vremena je niska. Za istu tjelesnu težinu, poikilotermnim životinjama potrebno je samo 5 do 10% energije homeotermnih životinja.[11]

Adaptacije kod poikiloterma

[uredi | uredi kod]
  • Neke adaptacije su bihevioralne. Gušteri i zmije se često sunčaju rano ujutro i kasno navečer,[12] a skrivaju se oko podneva.[13]
  • Jaja bumbara vrste Bombus vosnesenskii ne mogu regulirati toplinu. Bihevioralna adaptacija za borbu protiv ovoga je inkubacija, prilikom koje, kako bi održale unutarnju temperaturu jaja, matica i njeni radnici gotovo stalno inkubiraju leglo, zagrijavajući svoje trbušne mišiće i dodirujući jaja. Bumbar stvara toplinu drhtanjem mišića za let čak i kada ne leti.[14]
  • Termitnjaci su obično orijentirani u smjeru sjever-jug kako bi primili što više toplote oko zore i sumraka, a minimizirali apsorpciju toplote oko podneva.[15]
  • Tune su u stanju zagrijati cijelo tijelo putem mehanizma izmjene toplote koji se naziva rete mirabile, a koji pomaže u održavanju toplote unutar tijela i minimizira gubitak toplote kroz škrge.[16] Također imaju mišiće za plivanje blizu središta tijela umjesto blizu površine, što minimizira gubitak toplote.[izvor?]
  • Gigantotermija označava rast do velikih dimenzija kako bi se smanjio gubitak toplote, kao kod morskih kornjača i megafaune ledenog doba. Kako veličina tijela raste, njegova zapremina se proporcionalno povećava brže od površine tijela. Manja površina tijela po jedinici zapremine obično umanjuje gubitak toplote.[izvor?]
  • Deve, iako su homeotermne životinje, vrše termoregulaciju metodom zvanom "cikliranje temperature" kako bi sačuvale energiju. U vrućim pustinjama, dozvoljavaju da im tjelesna temperatura raste tokom dana i pada tokom noći, prilagođavajući svoju tjelesnu temperaturu tako da se ciklički mijenja u rasponu od otprilike 6°C.[17]

Ekologija

[uredi | uredi kod]

Poikilotermnim životinjama je relativno lako akumulirati dovoljno energije za razmnožavanje. Poikilotermi na istom trofičkom nivou često imaju mnogo kraće generacije od homeoterma, koje traju nekoliko sedmica umjesto godina.[izvor?] To se odnosi čak i na životinje sa sličnim ekološkim ulogama kao što su mačke i zmije.

Ova razlika u energetskim potrebama također znači da dati izvor hrane može podržati veću gustinu poikilotermnih nego homeotermnih životinja.[18] To se odražava u omjeru broja predatora i plijena, koji je obično veći kod poikilotermne faune u poređenju s homeotermnim životinjama. Međutim, kada homeotermi i poikilotermi imaju slične niše i u konkurenciji su, homeoterm često može dovesti poikilotermne konkurente do izumiranja, jer homeotermi mogu prikupljati hranu tokom većeg dijela svakog dana i na efikasnije, specijalizirane načine (npr. čimpanze aktivno traže i prikupljaju mrave vojnike štapovima, za razliku od tipične poikilotermne strategije "sjedi i čekaj").[izvor?]

U medicini

[uredi | uredi kod]

U medicini, gubitak normalne termoregulacije naziva se poikilotermija. Ovo se može vidjeti kod kompartment sindroma i prilikom upotrebe sedativa-hipnotika poput barbiturata, etanola i hloral hidrata.[izvor?] REM faza sna se smatra poikilotermnim stanjem kod ljudi.[19] Poikilotermija je jedan od znakova akutne ishemije udova.[izvor?]

Bilješke

[uredi | uredi kod]
  1. 1 2 Guschina, Irina A.; Harwood, John L. (2006). „Mechanisms of temperature adaptation in poikilotherms” (en). FEBS Letters 580 (23): 5477–5483. Bibcode 2006FEBSL.580.5477G. DOI:10.1016/j.febslet.2006.06.066. ISSN 1873-3468. PMID 16824520.
  2. ↑ Hildebrand, Milton; Goslow, G.E., Jr. (2001). Analysis of Vertebrate Structure. Hildebrand, Viola (principle illust.). New York, NY: Wiley. str. 429. ISBN 0-471-29505-1.
  3. ↑ Riemer, Kristina; Anderson-Teixeira, Kristina J.; Smith, Felisa A.; Harris, David J.; Ernest, S.K. Morgan (2018). „Body size shifts influence effects of increasing temperatures on ectotherm metabolism”. Global Ecology and Biogeography 27 (8): 958. Bibcode 2018GloEB..27..958R. DOI:10.1111/geb.12757.
  4. ↑ Daly, T.J.M.; Williams, L.A.; Buffenstein, R. (1997). „Catecholaminergic innervation of interscapular brown adipose tissue in the naked mole-rat (Heterocephalus glaber)”. Journal of Anatomy 190: 321–326. DOI:10.1046/j.1469-7580.1997.19030321.x. PMC 1467613.
  5. ↑ Sherwin, C.M. (2010). „The husbandry and welfare of non-traditional laboratory rodents”. u: Hubrecht, R.; Kirkwood, J.. UFAW Handbook on the Care and Management of Laboratory Animals. Wiley-Blackwell. Chapter 25, pp. 359–369.
  6. ↑ Britton, S.W.; Atkinson, W.E. (1938). „Poikilothermism in the Sloth”. Journal of Mammalogy 19 (1): 94. DOI:10.2307/1374287. JSTOR 1374287.
  7. ↑ Oxford University Press. (December 2025). Poikilotherm, n. & adj., Etymology. In Oxford English dictionary. https://doi.org/10.1093/OED/9796378780
  8. ↑ Cavalier-Smith, T. (1991). „Coevolution of vertebrate genome, cell, and nuclear sizes”. Symposium on the Evolution of Terrestrial Vertebrates: 51–86.
  9. ↑ Ryan Gregory, T. (1 January 2002). „Genome size and developmental complexity”. Genetica 115 (1): 131–146. DOI:10.1023/A:1016032400147. PMID 12188045.
  10. ↑ Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. A. (2000): Environmental physiology of animals. Blackwell Science, London. 644 pages, ISBN 0-632-03517-X.
  11. ↑ Campbell, N. A., Reece, J. B., et al. (2002). Biology. 6th edition. Benjamin / Cummings Publishing Company.
  12. ↑ Huey, Raymond (1982). Temperature, Physiology, and the Ecology of Reptiles. Biology of the Reptilia. Academic Press.
  13. ↑ Ulmasov, Khayot; Zatsepina, Olga; Molodtsov, Vasilii; Evgen'ev, Michael (1 Jan 1999). "Natural body temperature and kinetics of heat-shock protein synthesis in the toad-headed agamid lizard Phrynocephalus interscapularis". Amphibia-Reptilia. 20 (1): 1–9
  14. ↑ Heinrich, Bernd (1974-06-01). "Thermoregulation in bumblebees". Journal of Comparative Physiology. 88 (2): 129–140. doi:10.1007/BF00695404. ISSN 0340-7594. S2CID 81991261.
  15. ↑ Grigg, G.C. (1973). "Some Consequences of the Shape and Orientation of 'magnetic' Termite Mounds" (PDF). Australian Journal of Zoology. 21 (2): 231–237. doi:10.1071/ZO9730231.
  16. ↑ Cech, J.J.; Laurs, R.M.; Graham, J.B. (1984). "Temperature-induced changes in blood gas equilibria in the albacore, Thunnus alalunga, a warm-bodied tuna". Journal of Experimental Biology. 109 (1): 21–34. Bibcode:1984JExpB.109...21C. doi:10.1242/jeb.109.1.21
  17. ↑ Hill, Richard (2016). Animal Physiology. Sunderland, MA: Sinauer Associates. str. 270. ISBN 978-1605354712.
  18. ↑ Steen, J.B, Steen, H. & Stenseth, N.C. (1991): Population Dynamics of Poikilotherm and Homeotherm Vertebrates: Effects of Food Shortage. OICOS Vol. 60, No 2 (March, 1991), pp 269–272. sažetak
  19. ↑ Leon Rosenthal (2009). „3”. u: Teofilo Lee-Chiong. Sleep Medicine Essentials. Wiley-Blackwell. str. 12.

Vanjske poveznice

[uredi | uredi kod]
Izvor: https://sh.wikipedia.org/w/index.php?title=Poikilotermija&oldid=42712620