एंडोथर्मी और एक्टोथर्मी

शरीर के तापमान को निर्धारित करने की दो प्रमुख रणनीतियाँ: अपनी गर्मी स्वयं उत्पन्न करना और स्थिर गर्मी बनाए रखना, या पर्यावरण और व्यवहार को विनियमन करने देना।

Definition

एंडोथर्मी मुख्य रूप से आंतरिक रूप से उत्पन्न चयापचय गर्मी द्वारा शरीर के तापमान का रखरखाव है, जबकि एक्टोथर्मी शरीर के तापमान को निर्धारित करने के लिए बाहरी गर्मी स्रोतों और व्यवहार पर निर्भरता है; ये शब्द गर्मी के स्रोत का वर्णन करते हैं न कि इस बात का कि तापमान विनियमित है या नहीं।

Scope

यह विषय मुख्य थर्मोरेगुलेटरी रणनीतियों के शरीर विज्ञान को शामिल करता है: एक्टोथर्मी, जिसमें शरीर का तापमान काफी हद तक पर्यावरण का अनुसरण करता है और व्यवहारिक रूप से समायोजित होता है, और एंडोथर्मी, जिसमें उच्च चयापचय गर्मी उत्पादन एक स्थिर, अक्सर उच्च तापमान बनाए रखता है। यह गर्मी के आदान-प्रदान के मार्गों, एंडोथर्म द्वारा गर्मी उत्पन्न करने और संरक्षित करने के तंत्र, थर्मोन्यूट्रल ज़ोन, मध्यवर्ती और क्षेत्रीय रणनीतियों जैसे हेटेरोथर्मी, और प्रत्येक के लागत और लाभों का वर्णन करता है। कवरेज तुलनात्मक और यांत्रिक है।

Core questions

• जानवर किन मार्गों से गर्मी प्राप्त करते और खोते हैं?
• एंडोथर्म गर्म रहने के लिए पर्याप्त गर्मी कैसे उत्पन्न और संरक्षित करते हैं?
• एक्टोथर्म उच्च चयापचय गर्मी के बिना अपना तापमान कैसे विनियमित करते हैं?
• एंडोथर्मी बनाम एक्टोथर्मी की ऊर्जा लागत और पारिस्थितिक लाभ क्या हैं?

Key theories

ऊष्मा-संतुलन समीकरण

एक जानवर का तापमान चयापचय गर्मी उत्पादन और चालन, संवहन, विकिरण और वाष्पीकरण द्वारा पर्यावरण के साथ आदान-प्रदान की गई गर्मी के शुद्ध परिणाम के अनुसार बदलता है, इसलिए थर्मोरेगुलेशन इन शर्तों का प्रबंधन है।

एंडोथर्म में थर्मोन्यूट्रल ज़ोन

परिवेश के तापमान की एक सीमा के भीतर एक एंडोथर्म अतिरिक्त गर्मी उत्पादन के बिना इन्सुलेशन और रक्त प्रवाह को समायोजित करके अपने शरीर के तापमान को स्थिर रख सकता है, और केवल इस थर्मोन्यूट्रल ज़ोन के बाहर ही उसे चयापचय या वाष्पीकरणीय शीतलन को बढ़ाना होगा।

Mechanisms

गर्मी एक जानवर और उसके परिवेश के बीच चालन, संवहन, विकिरण और वाष्पीकरण द्वारा चलती है, और शरीर का तापमान चयापचय गर्मी के साथ इनके संतुलन को दर्शाता है। एक्टोथर्म में कम आराम चयापचय होता है और वे तापमान को व्यवहारिक रूप से समायोजित करते हैं — धूप सेंकना, छाया ढूंढना, मुद्रा बदलना — और शारीरिक रूप से रक्त प्रवाह और रंग को बदलकर। एंडोथर्म उच्च चयापचय दर से प्रचुर मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं, इसे फर, पंख और वसा जैसे इन्सुलेशन से बनाए रखते हैं, और वासोमोटर नियंत्रण के माध्यम से नुकसान को विनियमित करते हैं; ठंड में वे कंपकंपी से गर्मी उत्पादन बढ़ाते हैं और, कुछ में, भूरे वसा में गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस से, जबकि गर्मी में वे हांफना, पसीना बहाना, या अन्य वाष्पीकरणीय साधनों से इसे फैलाते हैं। थर्मोन्यूट्रल ज़ोन के भीतर ये समायोजन अतिरिक्त चयापचय लागत के बिना पर्याप्त होते हैं। कई जानवर हेटेरोथर्म होते हैं, जो समय में या शरीर के क्षेत्रों में रणनीतियों को मिलाते हैं, उदाहरण के लिए केवल उड़ान की मांसपेशियों या मस्तिष्क को गर्म करना।

Clinical relevance

तुलनात्मक थर्मल फिजियोलॉजी ठंड और गर्मी के तनाव की प्रतिक्रियाओं, थर्मोजेनेसिस में भूरे वसा की भूमिका, और बुखार और हाइपोथर्मिया के परिणामों को स्पष्ट करती है। यह प्रविष्टि शैक्षिक संदर्भ सामग्री है न कि चिकित्सा मार्गदर्शन।

History

आर्कटिक और उष्णकटिबंधीय जानवरों में इन्सुलेशन और गर्मी के आदान-प्रदान पर शोलैंडर और इरविंग के अध्ययनों ने यह निर्धारित किया कि एंडोथर्म गर्मी को कैसे संरक्षित करते हैं, और बार्थोलोम्यू और अन्य ने एक्टोथर्म और हेटेरोथर्म में थर्मोरेगुलेटरी व्यवहार की विविधता का पता लगाया, जिससे शरीर के तापमान के तुलनात्मक शरीर विज्ञान की स्थापना हुई।

Key figures

• Knut Schmidt-Nielsen
• Per Scholander
• George Bartholomew
• Laurence Irving

Seminal works

• schmidtnielsen1997
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

क्या 'ठंडे खून वाले' जानवर हमेशा ठंडे रहते हैं?

नहीं। कई एक्टोथर्म धूप सेंककर और गर्म सूक्ष्म आवासों का चयन करके अपने शरीर को काफी गर्म रखते हैं; इस शब्द का अर्थ केवल यह है कि उनकी गर्मी मुख्य रूप से पर्यावरण से आती है न कि उनके अपने चयापचय से।

एंडोथर्मी में इतनी ऊर्जा क्यों खर्च होती है?

उच्च, स्थिर शरीर का तापमान बनाए रखने के लिए लगातार गर्मी उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है, इसलिए एंडोथर्म को उस निरंतर गर्मी उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए समान आकार के एक्टोथर्म की तुलना में बहुत अधिक खाना पड़ता है।