Endotermi ve Ektotermi
Vücut sıcaklığını ayarlamaya yönelik iki temel strateji: kendi ısısını üretmek ve sabit bir sıcaklığı korumak ya da düzenlemeyi çevreye ve davranışlara bırakmak.
Tanım
Endotermi, vücut sıcaklığının başlıca içsel olarak üretilen metabolik ısı ile sürdürülmesi iken, ektotermi vücut sıcaklığını ayarlamak için dış ısı kaynaklarına ve davranışa bağımlılıktır; bu terimler, sıcaklığın düzenlenip düzenlenmediğinden ziyade ısının kaynağını tanımlamaktadır.
Kapsam
Bu konu, başlıca termoregülasyon stratejilerinin fizyolojisini kapsamaktadır: vücut sıcaklığının büyük ölçüde çevreyi takip ettiği ve davranışsal olarak ayarlandığı ektotermi ile yüksek metabolik ısı üretiminin sabit, genellikle yüksek bir sıcaklığı koruduğu endotermi. Isı alışverişi yollarını, endotermlerin ısı üretmek ve korumak için kullandığı mekanizmaları, termonötr bölgeyi, heterotermi gibi ara ve bölgesel stratejileri ve her birinin maliyetlerini ve faydalarını ele almaktadır. Kapsam karşılaştırmalı ve mekanistiktir.
Temel sorular
- Hayvanlar hangi yollarla ısı kazanır ve kaybeder?
- Endotermler sıcak kalmak için yeterli ısıyı nasıl üretir ve korur?
- Ektotermler yüksek metabolik ısı olmadan sıcaklıklarını nasıl düzenler?
- Endotermi ile ektoterminin enerji maliyetleri ve ekolojik faydaları nelerdir?
Temel kuramlar
- Isı dengesi denklemi
- Bir hayvanın sıcaklığı, metabolik ısı üretimi ile iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma yoluyla çevreyle değiş tokuş edilen ısının net dengesine göre değişmektedir; bu nedenle termoregülasyon, bu terimlerin yönetimidir.
- Endotermlerde termonötr bölge
- Belirli bir ortam sıcaklığı aralığında, bir endoterm yalıtımı ve kan akışını ayarlayarak ek ısı üretimi olmaksızın vücut sıcaklığını sabit tutabilmektedir ve ancak bu termonötr bölgenin dışında metabolizmasını veya buharlaşmalı soğutmayı artırması gerekmektedir.
Mekanizmalar
Isı, bir hayvan ile çevresi arasında iletim, konveksiyon, radyasyon ve buharlaşma yoluyla hareket etmektedir ve vücut sıcaklığı, bunların metabolik ısıyla dengesini yansıtmaktadır. Ektotermler düşük dinlenme metabolizmasına sahiptir ve sıcaklığı davranışsal olarak (güneşlenme, gölge arama, duruş değiştirme) ve fizyolojik olarak kan akışını ve rengi değiştirerek ayarlamaktadır. Endotermler yüksek metabolizma hızıyla bol miktarda ısı üretmekte, kürk, tüy ve yağ gibi yalıtımlarla bu ısıyı korumakta ve vazomotor kontrol yoluyla ısı kaybını düzenlemektedir; soğukta titreme yoluyla ve bazılarında kahverengi yağ dokusunda titremesiz termogenez ile ısı üretimini artırırken, sıcakta ise soluma, terleme veya diğer buharlaşma yollarıyla ısıyı dağıtmaktadır. Termonötr bölge içinde bu ayarlamalar ek metabolik maliyet olmaksızın yeterli olmaktadır. Birçok hayvan heterotermdir ve stratejileri zaman içinde veya vücut bölgeleri arasında karıştırmaktadır; örneğin sadece uçuş kaslarını veya beyni ısıtmaktadır.
Klinik önem
Karşılaştırmalı termal fizyoloji, soğuk ve sıcak stresine verilen yanıtları, kahverengi yağ dokusunun termogenezdeki rolünü ve ateş ile hipoterminin sonuçlarını aydınlatmaktadır. Bu madde, eğitim amaçlı bir referans materyalidir ve tıbbi bir rehberlik niteliği taşımamaktadır.
Tarihçe
Scholander ve Irving'in Arktik ve tropikal hayvanlardaki yalıtım ve ısı alışverişi üzerine yaptıkları çalışmalar, endotermlerin ısıyı nasıl koruduğunu nicel olarak belirlemiştir. Bartholomew ve diğerleri ise ektotermlerde ve heterotermlerde termoregülatör davranış çeşitliliğini inceleyerek vücut sıcaklığının karşılaştırmalı fizyolojisini ortaya koymuştur.
Öne çıkan isimler
- Knut Schmidt-Nielsen
- Per Scholander
- George Bartholomew
- Laurence Irving
İlgili konular
Temel eserler
- schmidtnielsen1997
- hill2016
- randall2002
Sıkça sorulan sorular
- 'Soğukkanlı' hayvanlar her zaman soğuk mudur?
- Hayır. Birçok ektoterm, güneşlenerek ve sıcak mikrohabitatları seçerek vücutlarını oldukça sıcak tutmaktadır; bu terim sadece ısılarının kendi metabolizmalarından ziyade esas olarak çevreden geldiği anlamına gelmektedir.
- Endotermi neden bu kadar çok enerjiye mal olur?
- Yüksek ve sabit bir vücut sıcaklığını sürdürmek sürekli ısı üretimi gerektirmektedir, bu nedenle endotermler, bu sürekli ısı üretimini beslemek için benzer büyüklükteki ektotermlerden çok daha fazla yemek zorundadır.