MGA ECTOTHERMS: MGA KATANGIAN AT HALIMBAWA - BIOLOGY - 2026

Ang mga Ectotherms ay mga hayop na ang temperatura ng katawan at pangunahin ay direktang nakasalalay sa temperatura ng kapaligiran. Nagpapahiwatig ito na kaunti o walang temperatura ng katawan ay dahil sa metabolismo. Samakatuwid, upang mapanatili ang kanilang temperatura sa loob ng isang naaangkop na saklaw na pisyolohikal, dapat silang makakuha o mapawi ang init mula sa kapaligiran.

Ang kabaligtaran na kalagayan ng pagiging ectothermic ay ang pagiging endothermic. Ang lahat ng mga ibon at mammal ay ikinategorya bilang mga endotherms. Ang lahat ng mga aquatic amphibians at invertebrates, pati na rin ang karamihan ng mga reptilya (hindi kasama ang mga ibon), at mga terrestrial na isda at invertebrates, ay ikinategorya bilang mga ectotherms.

Pinagmulan: Graham Wise mula sa Brisbane, Australia

Ang lahat ng mga halaman ay maaari ding ituring na mga ectotherms, bagaman ang kwalipikasyon na ito ay dayuhan sa botani. Mula sa isang thermal na pananaw, ang mga halaman ay tinatawag na macrotherms kung nakatira sila sa mga maiinit na kapaligiran (> 18 ° C bawat buwan), ang mga mesotherms kung nakatira sila sa mga naka-init na kapaligiran (> 22 ° C, pinakamainit na buwan; 6-18 ° C, pinakamalamig na buwan ), o mga microtherms kung nakatira sila sa mga malamig na kapaligiran.

Mga kahulugan

Ang mga endotherms ay mga hayop na ang temperatura ng katawan ay kinokontrol sa loob ng kanilang metabolismo at hindi panlabas ng kapaligiran. Sa pangkalahatan, ang mga endotherms ay homeothermic, iyon ay, medyo may pare-pareho silang temperatura ng katawan, kaibahan sa mga poikilotherms, na may mataas na variable na temperatura ng katawan.

Ang mga ectotherms ay madalas ding tinatawag na poikilotherms (mula sa Greek: poikilos, nagbabago; thermos, heat). Sa isang kaso, ang pag-asa sa temperatura ng daluyan ay binibigyang diin. Sa iba pa, ang pagkakaiba-iba ng temperatura ng katawan. Mas gusto ang unang termino dahil ang mga ectotherms ay maaaring maging mga homeotherms kung ang temperatura ng daluyan ay pare-pareho.

Ang mga endotherms at ectotherms ay madalas ding tinatawag, ayon sa pagkakabanggit, mainit-init at malamig na mga hayop. Ang paggamit na ito ay hindi inirerekomenda dahil may mga ectotherms na nagpapanatili ng temperatura ng kanilang katawan na kasing taas ng sa maraming mga endotherms. Ang mga hayop na ito ay hindi masasabing malamig na dugo.

Ang mga heterotherms ay mga ectotherms na bahagyang mga homeotherms. Sa panahon ng aktibidad, maaari silang makabuo ng metabolic heat upang mapanatili ang temperatura ng katawan ng hindi bababa sa bahagi ng iyong katawan na pare-pareho. Gayunpaman, sa mga panahon ng pagiging hindi aktibo, ibinababa nila ang temperatura ng kanilang katawan bilang isang function ng kapaligiran, tulad ng iba pang mga ectotherms.

Ang mga heterotherms ng rehiyon ay mga endotherms na ang temperatura ng katawan ay nag-iiba nang malaki sa pagitan ng mga bahagi ng katawan.

katangian

Ang kondisyon ng endothermic ay ginagawang malaya ang mga hayop sa temperatura ng kapaligiran, na nagpapahintulot sa kanila na sakupin ang malamig na kapaligiran ng terrestrial, upang manatiling permanenteng aktibo upang samantalahin ang mga pagpapakain at mga pagkakataon sa reproduktibo, pati na rin upang makatakas mula sa mga mandaragit.

Sa mga rehiyon ng circumpolar walang mga reptilya, at ang mga amphibian at mga insekto ay hindi masyadong magkakaiba at sagana. Sa mga rehiyon na ito ay kapaki-pakinabang at kahit na kinakailangan upang maging endothermic.

Gayunpaman, ang mga endotherms ay gumawa ng isang napakataas na pamumuhunan ng enerhiya upang ayusin ang kanilang temperatura. Sa pamamagitan ng hindi paggawa ng pamumuhunan na ito, ang mga ectotherms ay may mga kinakailangan sa pagkain hanggang sa 17 beses na mas mababa kaysa sa mga endotherms ng magkaparehong mass ng katawan.

Para sa kadahilanang ito, ang mga reptilya (hindi kasama ang mga ibon), amphibian at isda ay maaaring magsamantala sa mga ecological niches, na nakalaan para sa mga organismo na may mababang pagkonsumo ng enerhiya, hindi magagamit para sa mga ibon at mammal.

Kapag nagawa nilang magpainit ng kanilang mga katawan nang sapat gamit ang mga panlabas na mapagkukunan ng init, ang mga ectotherms ay maaaring bumuo ng mga antas ng aktibidad na kasing taas ng mga ibon at mammal.

Ang mababang badyet ng enerhiya ng mga ectotherms ay nagbibigay-daan sa kanila: 1) na magpakadalubhasa sa mga mahirap na pagkain, pagtaas ng kanilang pagkakaiba-iba; 2) maging matagumpay sa mga kapaligiran, tulad ng mga disyerto, kung saan walang sapat na pagkain para sa karamihan ng mga endotherms; 3) magkaroon ng isang mataas na kahusayan ng reproduktibo na may kaugnayan sa pagkonsumo ng pagkain.

Paano nila kinokontrol ang kanilang temperatura?

Ang mga ectotherms ay nagpataas ng temperatura ng kanilang katawan sa pamamagitan ng paglalantad ng kanilang sarili sa direktang liwanag ng araw (heliothermia) o sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa mga substrate (halimbawa: mga bato) na pinainit ng araw. Ibinababa nila ang temperatura ng kanilang katawan sa pamamagitan ng pagtatago sa lilim o sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa medyo malamig na mga substrate.

Ang kanilang mga katawan ay kulang sa thermal pagkakabukod (halimbawa: mga balahibo, balahibo), na nagpapadali sa pagpapalitan ng init sa kapaligiran.

Kabilang sa mga diskarte na maaari nilang magamit upang ayusin ang pag-init na ginawa ng sikat ng araw ay: 1) idirekta ang orientation (patayo, kahanay, pahilig) ng katawan na may paggalang sa mga sinag ng araw; 2) nagpapadilim o nagpapagaan ng kulay ng iyong balat sa pamamagitan ng pagkilos ng chromatophores. Ang parehong mga diskarte ay karaniwang pangkaraniwan sa mga reptilya.

Ang mga isda ng ectothermic ay hindi maaaring magpainit sa kanilang sarili, ngunit maaari nilang ayusin ang temperatura ng kanilang katawan sa pamamagitan ng pagpili ng masa o mga layer ng tubig na may isang tiyak na temperatura. Ito ay madalas na nagbibigay-daan sa kanila upang mapanatili ang isang pare-pareho ang temperatura ng katawan (homeothermia) sa mahabang panahon.

Maaari ring ayusin ng mga ectotherms ang kanilang temperatura sa pamamagitan ng mga pagsasaayos ng vascular (pagbabago ng sirkulasyon ng peripheral), na inilalantad ang panloob na ibabaw ng bibig sa hangin, o pagkawala ng tubig sa pamamagitan ng pagsingaw (pagpapaubaya ng ilang pag-aalis ng tubig). Ang mga pineal na organo ng mga ectotherms ay lilitaw na kumikilos bilang mga light dosimeter para sa thermoregulation.

Malamig na pagtutol

Ang mukha ng Circumpolar at alpine ectotherms, ayon sa pagkakabanggit, nakapaligid na temperatura sa ibaba ng pagyeyelo sa panahon ng taglamig, o sa gabi.

Upang mabuhay ang sobrang lamig, ang mga hayop na ito ay gumamit ng dalawang estratehiya: 1) maiwasan ang pagyeyelo ng kanilang mga extracellular na likido sa katawan, na pinapanatili ang sinabi ng mga likido sa isang likidong estado sa temperatura hanggang sa -58 ° C (na kilala bilang supercooling); 2) tiisin ang pagyeyelo (pababa sa -3 ° C) ng mga likido na ito.

Sa unang diskarte, na sinusunod sa mga isda at mga insekto, ang plasma ng dugo ay hindi nag-freeze dahil naglalaman ito ng mga antifreeze solutes (sugars, tulad ng fructose; derivatives ng mga sugars, tulad ng glycerol; glycoproteins).

Sa pangalawang diskarte, na sinusunod sa mga amphibian, ang plasma ng dugo ay nagyelo, ngunit ang pagkamatay ng mga selula ay hindi nangyayari dahil naglalaman sila ng mga antifreeze solute (mababang mga molekular na timbang na compound, gliserol). Bagaman mayroong pagyeyelo ng mga extracellular fluid, walang pagyeyelo ng mga intracellular fluid. Kung mayroon, namatay sila.

Ang mga mandaragit sa dagat ng ectothermic (mga pating at iba pang mga isda) ay bihirang sa mataas na latitude, kung saan pinalitan sila ng mga endothermic na mandaragit ng dagat (mga mammal sa dagat, mga penguin, auk). Sa malamig na tubig, ang mga predator ng ectothermic ay hindi maaaring tumugma sa mga antas ng aktibidad ng mga mandaragit na endothermic.

Heterotherms

Pangunahing mga ectothermic na hayop na heterothermic, iyon ay, nagpapakita sila ng isang tiyak na antas ng endotherm, pansamantala man o rehiyonal.

Ang ilang mga insekto na arctic ay mahigpit na mga ectotherms kapag nasa lupa. Gayunpaman, upang kumuha ng flight, ang mga insekto na ito ay dapat na magpainit sa mga kalamnan na gumagalaw sa mga pakpak, na nakamit nila sa pamamagitan ng paggalaw ng mga ito nang paulit-ulit. Sa panahon ng paglipad, ang mga insekto na ito ay epektibong endotherms. Kailangan din nilang mawala ang init upang hindi sila mag-init.

Kapag sila ay kulot sa paligid ng kanilang mga itlog na nagpapalaki sa kanila, ang mga babaeng Indian na python ahas ay nagpataas ng temperatura ng kanilang katawan sa pamamagitan ng pagnginig. Sa ganitong paraan, pinapainit nila ang mga itlog, pinadali ang pag-unlad ng mga embryo at pabilis na pag-hatching.

Ang mga pating ng pamilyang Lamnidae, swordfish o tunas ay mga heterotherms sa rehiyon. Ang paglipat ng init na nabuo ng musculature sa pamamagitan ng mga mekanismo ng countercurrent ng dugo ay nagpapahintulot sa kanila na itaas ang temperatura ng utak, viscera at iba pang mga kalamnan. Pinapabuti nito ang kanilang aerobic na kakayahan sa paglangoy at ginagawang mas epektibong mandaragit.

Mga halimbawa ng mga hayop na ectothermic

Mga Vertebrates

Ang mga buwaya, tulad ng Crocodylus porosus, ay ang pinakamalaking teritoryo ng ectotherms. Ang pinakamainam na temperatura ng katawan ay 30-33 ºC, na, tulad ng iba pang mga reptilya, ay patuloy na gumagalaw sa pagitan ng maaraw at malilim na lugar. Ang isang partikular na diskarte para sa mga buwaya na babaan ang temperatura ng kanilang katawan ay upang mapanatiling buksan ang kanilang bibig nang maraming oras.

Ang European viper, Viper berus, ay isang kamandag na ahas na ang pamamahagi ay umaabot sa Arctic Circle. Upang pahintulutan ang pagpapapisa ng mga itlog sa mababang temperatura, ang ahas na ito ay viviparous. Sa panahon ng tag-araw, upang mapanatili ang sapat na temperatura ng katawan para sa predation at pagpaparami, ang mga ahas na ito ang naglalantad sa kanilang sarili hangga't maaari sa sikat ng araw.

Sa Alaska, ang amphibian Rana sylvatica ay nakaligtas sa temperatura hanggang sa -16 ° C. Ito ay dahil sa mataas na konsentrasyon ng mga sangkap na antifreeze na naroroon sa iyong dugo sa panahon ng taglamig. Kasama sa mga sangkap na ito ang glucose at urea. Upang mabawasan ang icing, ang palaka na ito ay nag-aalis ng tubig din sa panahon ng taglamig.

Ang mga isda ng Arctic ng pamilya Gadidae at mga Antarctic na isda ng Nototheniidae ay nakapag-iisa na umuusbong na mahalagang magkaparehong magkakahawig na mga cryoprotective na sangkap (glycoproteins). Ito ay kumakatawan sa isang kamangha-manghang kaso ng umaangkop na tagpo upang harapin ang mga katulad na klimatiko na kondisyon.

Mga invertebrates

Ang honeybee (Apis mellifera) at iba pang mga insekto sa lipunan ay pinananatiling homeothermic sa kanilang mga pugad. Upang matapos ito: 1) sila ay inilalagay sa mga thermally na kanais-nais na lugar at nakabalangkas upang pabor ang pasibo na pag-init at paglamig; 2) nila ang kanilang mga pakpak sa koordinasyon upang mapainit ang mga ito sa pamamagitan ng thermogenesis ng kalamnan, o upang palamig ang mga ito sa pamamagitan ng air sirkulasyon at pagsingaw.

Ang mga lamok (Aedes, Anopheles) ay mga ectotherms na inangkop sa mga mainit na klima. Namatay sila dahil nagpapadala sila ng mga sakit tulad ng malaria, dilaw na lagnat, chikungunya, dengue, at Zika. Dahil sa pagbabago ng klima, sa pamamagitan ng 2050 ay pinalawak nila ang kanilang pamamahagi sa mapagtimpi na mga zone, na naglalantad ng 50% ng mga tao sa mga sakit na ito.

Sa Alaska, ang Cucujus clavipe beetle, salamat sa mga antifreeze solute ng hemolymph nito, ay lumalaban sa temperatura ng taglamig na -58 ° C. Sa laboratoryo, naitatag na ang salagubang na ito ay maaaring makatiis ng mga temperatura sa ibaba -150 ºC, wala sa Earth.

Sa mga temperatura na ito, ang mga likido ng katawan ng insekto na ito ay umaabot sa estado ng vitrification.

Sa kanilang pang-adulto na form, ang mga tapeworm, tulad ng Taenia solium (beef tapeworm) at Taeniarhynchus saginatus (babag tapeworm), ay mga parasito ng bituka na, kulang ng isang digestive system, ay lubos na umaasa sa host ng tao para sa nutrisyon.

Sa loob ng bituka, ang mga tapeworm na ito ay nagpapanatili ng kanilang patuloy na temperatura (37 ºC), na ang dahilan kung bakit sila ay mga homeotherms.

Mga Sanggunian

1. Andersson, S. 2003. Ang pagdulog ng hibernation, tirahan at pana-panahong aktibidad sa adder, Vipera berus, hilaga ng Arctic Circle sa Sweden. Amphibia-Reptilia, 24, 449–457.
2. Barrows, EM 2000. Ang sanggunian sa desk ng pag-uugali ng hayop: isang diksyunaryo ng pag-uugali ng hayop, ekolohiya, at ebolusyon. Ang CRC Press, Boca Raton.
3. Brischoux, F., Bonnet, X., Cook, TR, Shine, R. 2008. Allometry ng mga diving capacities: ectothermy vs. endothermy. Journal ng Ebolusyonaryong Biology, 21, 324–329.
4. Costanzo, JP, Lee, RE, Jr. 2013. Pag-iwas at pagpapahintulot sa pagyeyelo sa mga ectothermic vertebrates. Journal of Experimental Biology, 216, 1961–1967.
5. David K. Cairns, DK, Gaston, AJ, Huettmann, F. 2008. Endothermy, ectothermy at pandaigdigang istruktura ng mga komunidad ng vertebrate ng dagat. Serye sa Pag-unlad ng Ecology ng Marine, 356, 239–250.
6. Dickson, KA, Graham, JB 2004. Ebolusyon at bunga ng endothermy sa mga isda. Physiological at Biochemical Zoology, 77, 998-1018.
7. Mga Evans, CW, Hellman, L., Middleditch, M., Wojnar, JM, Brimble, MA, Devries, AL 2012. Synthesis at pag-recycle ng antifreeze glycoproteins sa polar isda. Antarctic Science, 24, 259-268.
8. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. 2012. Ang pisyolohiya ng hayop. Sinauer, Sunderland.
9. Jones, JC, Oldroyd, BP 2007. Ang pag-thermoregulation sa mga insekto sa lipunan. Pagsulong sa Phectology ng Insekto, 33, 153–191.
10. Kay, I. 1998. Panimula sa pisyolohiya ng hayop. Bios, Oxford.
11. Kearney, M. 2002. Mainit na mga bato at sobrang init na mga bato: pana-panahong mga pattern ng pagpili ng site ng pag-urong sa pamamagitan ng isang nocturnal ectotherm. Journal of Thermal Biology, 27, 205–218.
12. Moyes, CD, Schulte, PM 2014. Mga prinsipyo ng pisyolohiya ng hayop. Pearson, Essex.
13. Pough, FH, Janis, CM, Heiser, JB 2013. Vertebrate buhay. Pearson, Boston.
14. Ralph, CL, Firth, BT, Turner, JS 1979. Ang papel ng pineal body sa ectotherm thermoregulation. American Zoologist, 19, 273–293.
15. Ramløv, H. 2000. Mga aspeto ng likas na malamig na pagpaparaya sa mga hayop na ectothermic. Human Reproduction, 15, 26–46.
16. Randall, D., Burggren, W., French, K. 1998. Pisyolohiya ng hayop: mga mekanismo at pagbagay. McGraw-Hill, Madrid.
17. Sformo, T., Walters, K., Jeannet, K., Wowk, B., Fahy, GM, Barnes, BM, Duman, JG 2010. Malalim na supercooling, vitrification at limitadong kaligtasan ng buhay -100 ° C sa Alats salagubang Cucujus clavipe puniceus (Coleoptera: Cucujidae) larvae. Journal of Experimental Biology, 213, 502–509.
18. Sherwood, L., Klandorf, H., Yancey, PH 2013. Pisyolohiya ng hayop: mula sa mga gen hanggang sa mga organismo. Brooks / Cole, Belmont.
19. Willmer, P., Stone, G., Johnston, I. 2005. Pisyolohiya ng kapaligiran ng mga hayop. Blackwell, Malden.