EKTOTHERMLER: ÖZELLIKLER VE ÖRNEKLER - BIYOLOJI - 2025

Ectotherms olan vücut sıcaklığı hayvan ve özellikle çevre sıcaklığına doğrudan bağlıdır. Bu, vücut sıcaklığınızın çok azının veya hiçbirinin metabolizmaya bağlı olmadığı anlamına gelir. Bu nedenle, sıcaklıklarını fizyolojik olarak uygun bir aralıkta tutmak için ortamdan ısı kazanmalı veya dağıtmalıdırlar.

Ektotermik olmanın zıt koşulu endotermik olmaktır. Tüm kuşlar ve memeliler endotermler olarak kategorize edilir. Tüm suda yaşayan amfibiler ve omurgasızların yanı sıra sürüngenlerin (kuşlar hariç) büyük çoğunluğu ve kara balıkları ve omurgasızlar ektoterm olarak sınıflandırılır.

Kaynak: Brisbane, Avustralya'dan Graham Wise

Botaniğe yabancı olmasına rağmen, tüm bitkiler ektoterm olarak kabul edilebilir. Termal açıdan, bitkiler sıcak ortamlarda yaşıyorlarsa (her ay> 18 ° C) makroterm, ılıman ortamlarda yaşıyorlarsa mezotermler (> 22 ° C, en sıcak ay; 6–18 ° C, en soğuk ay) olarak adlandırılır. ) veya soğuk ortamlarda yaşıyorlarsa mikrotermler.

Tanımlar

Endotermler, vücut ısısı metabolizmaları tarafından dahili olarak düzenlenen ve dışarıdan çevre tarafından düzenlenmeyen hayvanlardır. Genel olarak, endotermler homeotermiktir, yani oldukça değişken vücut sıcaklıklarına sahip poikilotermlerin aksine nispeten sabit vücut sıcaklıklarına sahiptirler.

Ektotermlere genellikle poikilotermler de denir (Yunancadan: poikilos, değişen; termos, ısı). Bir durumda, ortamın sıcaklığa bağımlılığı vurgulanır. Diğerinde vücut ısısının değişkenliği. İlk terim tercih edilir çünkü ortamın sıcaklığı sabitse ektotermler homeotherm olabilir.

Endotermler ve ektotermler de sıklıkla sırasıyla sıcak ve soğuk kanlı hayvanlar olarak adlandırılır. Bu kullanım tavsiye edilmez çünkü vücut sıcaklıklarını birçok endoterminkiler kadar yüksek tutan ektotermler vardır. Bu hayvanların soğukkanlı oldukları söylenemez.

Heterotermler, kısmen homeotermi olan ektotermlerdir. Aktivite dönemlerinde, vücudunuzun en azından bir kısmının vücut ısısını sabit tutmak için metabolik ısı üretebilirler. Bununla birlikte, hareketsizlik dönemlerinde, tıpkı diğer ektotermler gibi, vücut sıcaklıklarını çevrenin bir fonksiyonu olarak düşürürler.

Bölgesel heterotermler, vücut ısısı vücudun bölümleri arasında önemli ölçüde değişen endotermlerdir.

karakteristikleri

Endotermik durum, hayvanları çevre sıcaklığından bağımsız kılarak, onların soğuk karasal ortamları işgal etmelerine, beslenme ve üreme fırsatlarından yararlanmak için kalıcı olarak aktif kalmalarına ve avcılardan kaçmalarına izin verir.

Çevresel bölgelerde sürüngen yoktur ve amfibiler ve böcekler çok çeşitli ve bol değildir. Bu bölgelerde endotermik olması avantajlıdır ve hatta gereklidir.

Bununla birlikte, endotermler sıcaklıklarını düzenlemek için çok yüksek bir enerji yatırımı yaparlar. Bu yatırımı yapmayarak, ektotermlerin gıda gereksinimleri benzer vücut kütlesine sahip endotermlerden 17 kat daha düşüktür.

Bu nedenle sürüngenler (kuşlar hariç), amfibiler ve balıklar, kuşlar ve memeliler için mevcut olmayan, düşük enerji tüketen organizmalar için ayrılmış ekolojik nişlerden yararlanabilirler.

Dış ısı kaynaklarını kullanarak vücutlarını yeterince ısıtabildiklerinde, ektotermler, kuşlar ve memeliler kadar yüksek aktivite seviyeleri geliştirebilirler.

Ektotermlerin düşük enerji bütçesi onlara şunları sağlar: 1) kıt yiyeceklerde uzmanlaşma, çeşitliliklerini artırma; 2) çöller gibi endotermlerin çoğu için yeterli yiyeceğin olmadığı ortamlarda başarılı olmak; 3) gıda tüketimine göre yüksek üreme verimliliğine sahiptir.

Sıcaklıklarını nasıl düzenlerler?

Ektotermler, kendilerini doğrudan güneş ışığına (heliotermi) maruz bırakarak veya güneş tarafından ısıtılan alt tabakalarla (örnek: kayalar) temas ederek vücut sıcaklıklarını yükseltir. Gölgeye sığınarak veya nispeten soğuk alt tabakalarla temas ederek vücut sıcaklıklarını düşürürler.

Vücutlarında ısı yalıtımı yoktur (örnek: tüyler, kürkler), bu da çevre ile ısı alışverişini kolaylaştırır.

Güneş ışığının ürettiği ısınmayı düzenlemek için kullanabilecekleri stratejiler arasında: 1) vücudun yönünü (dik, paralel, eğik) güneş ışınlarına göre yönlendirmek; 2) kromatoforların etkisiyle cildinizin rengini koyulaştırın veya açın. Her iki strateji de özellikle sürüngenlerde yaygındır.

Ektotermik balıklar kendilerini ısıtmak için güneşlenemezler, ancak belirli bir sıcaklığa sahip su kütleleri veya katmanları seçerek vücut sıcaklıklarını düzenleyebilirler. Bu genellikle uzun süre sabit bir vücut ısısını (homeotermi) korumalarına izin verir.

Ektotermler ayrıca vasküler ayarlamalarla (periferik dolaşımı değiştirerek), ağzın iç yüzeyini havaya maruz bırakarak veya buharlaşma yoluyla su kaybederek (bir miktar dehidrasyonu tolere ederek) sıcaklıklarını düzenleyebilirler. Ektotermlerin epifiz organları, termoregülasyon için hafif dozimetreler olarak işlev görür.

Soğuk direnç

Çevresel ve alpin ektotermleri, sırasıyla, kışın veya geceleri ortam sıcaklıkları donma noktasının altına düşer.

Aşırı soğukta hayatta kalmak için, bu hayvanlar iki strateji uygular: 1) hücre dışı vücut sıvılarını dondurmaktan kaçının, söz konusu sıvıları -58 ° C'ye kadar (süper soğutma olarak bilinir) sıvı halde tutmak; 2) bu sıvıların donmasını (-3 ° C'ye kadar) tolere edin.

Balıklarda ve böceklerde gözlemlenen ilk stratejide, kan plazması donma önleyici çözünen maddeler (fruktoz gibi şekerler; gliserol gibi şeker türevleri; glikoproteinler) içerdiğinden donmaz.

Amfibilerde gözlemlenen ikinci stratejide, kan plazması dondurulur, ancak antifriz çözücüler (düşük moleküler ağırlıklı bileşikler, gliserol) içerdikleri için hücrelerin ölümü gerçekleşmez. Hücre dışı sıvıların donmasına rağmen, hücre içi sıvıların donması yoktur. Varsa ölürler.

Ektotermik deniz avcıları (köpekbalıkları ve diğer balıklar), endotermik deniz avcıları (deniz memelileri, penguenler, auks) ile değiştirildikleri yüksek enlemlerde nadirdir. Soğuk sularda, ektotermik avcılar, endotermik avcıların aktivite seviyelerini karşılayamazlar.

Heterotherms

Öncelikle heterotermik olan ektotermik hayvanlar vardır, yani geçici veya bölgesel olarak belirli bir endoterm derecesi gösterirler.

Bazı kutup böcekleri yerdeyken katı ektotermlerdir. Ancak bu böceklerin uçabilmeleri için önceden defalarca hareket ettirerek elde ettikleri kanatları hareket ettiren kasları ısıtması gerekir. Uçuş sırasında, bu böcekler etkili bir şekilde endotermlerdir. Hatta aşırı ısınmaması için ısıyı dağıtmaları gerekir.

Kızılderili piton yılanları yumurtalarının etrafında kıvrılıp kuluçkaya yattıklarında titreyerek vücut ısılarını yükseltirler. Bu şekilde yumurtaları ısıtırlar, embriyoların gelişimini kolaylaştırır ve yumurtadan çıkmayı hızlandırırlar.

Lamnidae ailesinin köpekbalıkları, kılıç balığı veya tunalar bölgesel heterotermlerdir. Kas sistemi tarafından üretilen ısının kan karşı akım mekanizmaları yoluyla transferi, beyin, iç organlar ve diğer kasların sıcaklığını artırmalarına izin verir. Bu, aerobik yüzme yeteneklerini geliştirir ve onları daha etkili avcılar yapar.

Ektotermik hayvan örnekleri

Omurgalılar

Crocodylus porosus gibi timsahlar, en büyük karasal ektotermlerdir. En uygun vücut sıcaklığı 30-33ºC'dir ve diğer sürüngenler gibi güneşli ve gölgeli yerler arasında hareket etmeye devam eder. Timsahların vücut sıcaklıklarını düşürmeleri için özel bir strateji, ağızlarını saatlerce açık tutmaktır.

Avrupa engerek, Viper berus, dağılımı Kuzey Kutup Dairesi'ne ulaşan zehirli bir yılandır. Düşük sıcaklıklarda yumurtaların inkübasyonuna izin vermek için bu yılan canlıdır. Yaz aylarında, avlanma ve üreme için yeterli vücut sıcaklıklarını korumak için, bu yılanlar kendilerini ellerinden geldiğince güneş ışığına maruz bırakırlar.

Alaska'da amfibi Rana sylvatica, -16 ° C'ye kadar düşük sıcaklıklarda hayatta kalır. Bunun nedeni, kışın kanınızda bulunan yüksek konsantrasyonda antifriz maddeleridir. Bu maddeler arasında glikoz ve üre bulunur. Buzlanmayı azaltmak için bu kurbağa kışın da susuz kalır.

Gadidae ailesinin arktik balıkları ve Nototheniidae'nin Antarktika balıkları, birbirlerinden bağımsız olarak temelde özdeş kriyoprotektif maddeler (glikoproteinler) geliştirmişlerdir. Bu, benzer iklim koşullarıyla yüzleşmek için dikkate değer bir adaptif yakınsama durumunu temsil ediyor.

omurgasızlar

Bal arısı (Apis mellifera) ve diğer sosyal böcekler yuvalarında homeotermik olarak tutulur. Bu amaçla: 1) termal olarak uygun yerlere yerleştirilirler ve pasif ısıtma ve soğutmayı tercih edecek şekilde yapılandırılırlar; 2) Kas termojeneziyle onları ısıtmak veya hava sirkülasyonu ve buharlaşma yoluyla soğutmak için kanatlarını koordineli olarak çırparlar.

Sivrisinekler (Aedes, Anofel) sıcak iklimlere adapte edilmiş ektotermlerdir. Ölümcüller çünkü sıtma, sarı humma, chikungunya, dang ve Zika gibi hastalıkları bulaştırıyorlar. İklim değişikliği nedeniyle, 2050 yılına kadar ılıman bölgelerdeki dağılımlarını genişletmiş olacaklar ve insanların% 50'sini bu hastalıklara maruz bırakacaklar.

Alaska'da Cucujus clavipes böceği, hemolimfinin antifriz maddeleri sayesinde -58 ° C'ye kadar kış sıcaklıklarına dayanıklıdır. Laboratuvarda, bu böceğin Dünya'da bulunmayan -150 ºC'nin altındaki sıcaklıklara dayanabileceği tespit edildi.

Bu sıcaklıklarda bu böceğin vücut sıvıları vitrifikasyon durumuna ulaşır.

Yetişkin formlarında, Taenia solium (sığır tenyası) ve Taeniarhynchus saginatus (domuz tenyası) gibi tenyalar, sindirim sistemi olmayan, beslenme için tamamen insan konakçıya bağımlı olan bağırsak parazitleridir.

Bağırsakta bu tenyalar, homeotermi oldukları sabit sıcaklıklarını (37 ºC) korurlar.

Referanslar

1. Andersson, S. 2003. İsveç'te Kuzey Kutup Dairesi'nin kuzeyinde, toplayıcı, Vipera berus'da kış uykusu, habitat ve mevsimsel aktivite. Amphibia-Reptilia, 24, 449–457.
2. Barrows, EM 2000. Hayvan davranışı masası referansı: hayvan davranışı, ekoloji ve evrim sözlüğü. CRC Press, Boca Raton.
3. Brischoux, F., Bonnet, X., Cook, TR, Shine, R. 2008. Dalış kapasitelerinin allometrisi: ektotermi vs. endothermy. Evrimsel Biyoloji Dergisi, 21, 324–329.
4. Costanzo, JP, Lee, RE, Jr. 2013. Ektotermik omurgalılarda donmadan kaçınma ve tolerans. Journal of Experimental Biology, 216, 1961–1967.
5. David K. Cairns, DK, Gaston, AJ, Huettmann, F. 2008. Endothermy, ektotermi ve deniz omurgalı topluluklarının küresel yapısı. Deniz Ekolojisi İlerleme Serisi, 356, 239–250.
6. Dickson, KA, Graham, JB 2004. Balıklarda endoterminin evrimi ve sonuçları. Fizyolojik ve Biyokimyasal Zooloji, 77, 998-1018.
7. Evans, CW, Hellman, L., Middleditch, M., Wojnar, JM, Brimble, MA, Devries, AL 2012. Kutup balıklarında antifriz glikoproteinlerinin sentezi ve geri dönüşümü. Antarktika Bilimi, 24, 259-268.
8. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. 2012. Hayvan fizyolojisi. Sinauer, Sunderland.
9. Jones, JC, Oldroyd, BP 2007. Sosyal böceklerde yuva termoregülasyonu. Böcek Fizyolojisindeki Gelişmeler, 33, 153–191.
10. Kay, I. 1998. Hayvan fizyolojisine giriş. Bios, Oxford.
11. Kearney, M. 2002. Sıcak kayalar ve çok sıcak kayalar: gece ektotermiyle geri çekilme yeri seçiminin mevsimsel modelleri. Termal Biyoloji Dergisi, 27, 205–218.
12. Moyes, CD, Schulte, PM 2014. Hayvan fizyolojisinin ilkeleri. Pearson, Essex.
13. Pough, FH, Janis, CM, Heiser, JB 2013. Omurgalıların yaşamı. Pearson, Boston.
14. Ralph, CL, Firth, BT, Turner, JS 1979. Ektoterm termoregülasyonunda epifiz cisminin rolü. Amerikan Zoolog, 19, 273–293.
15. Ramløv, H. 2000. Ektotermik hayvanlarda doğal soğuğa toleransın özellikleri. İnsan Üremesi, 15, 26–46.
16. Randall, D., Burggren, W., French, K. 1998. Hayvan fizyolojisi: mekanizmalar ve adaptasyonlar. McGraw-Hill, Madrid.
17. Sformo, T., Walters, K., Jeannet, K., Wowk, B., Fahy, GM, Barnes, BM, Duman, JG 2010. Alaska böceği Cucujus'ta -100 ° C'ye kadar aşırı aşırı soğutma, vitrifikasyon ve sınırlı hayatta kalma clavipes puniceus (Coleoptera: Cucujidae) larvaları. Deneysel Biyoloji Dergisi, 213, 502–509.
18. Sherwood, L., Klandorf, H., Yancey, PH 2013. Hayvan fizyolojisi: genlerden organizmalara. Brooks / Cole, Belmont.
19. Willmer, P., Stone, G., Johnston, I. 2005. Hayvanların çevresel fizyolojisi. Blackwell, Malden.