THERMORECEPTORS: SA MGA TAO, SA MGA HAYOP, SA MGA HALAMAN - BIOLOGY - 2026

Ang mga thermoreceptors ay ang mga receptor na nagtataglay ng maraming mga nabubuhay na organismo na nakakakita ng mga termino ng pampasigla sa paligid. Ang mga ito ay hindi lamang pangkaraniwang mga hayop, dahil ang mga halaman ay kailangan ding irehistro ang mga kondisyon ng kapaligiran na pumapalibot sa kanila.

Ang pagtuklas o pang-unawa ng temperatura ay isa sa pinakamahalagang pag-andar ng pandama at madalas na mahalaga para sa kaligtasan ng mga species, dahil pinapayagan silang tumugon sa mga thermal na pagbabago na pangkaraniwan sa kapaligiran kung saan sila ay nabubuo.

Si Crotalus willardi, na may isa sa dalawang natatanging pits ng cranial (thermoreceptors) na nakikita sa pagitan ng ilong at ng mata. Robert S. Simmons.

Kasama sa kanyang pag-aaral ang isang mahalagang bahagi ng pandamdam na pisyolohiya at, sa mga hayop, nagsimula ito sa paligid ng taong 1882, salamat sa mga eksperimento na nakapag-ugnay sa mga thermal sensations na may naisalokal na pagpapasigla ng mga sensitibong site sa balat ng tao.

Sa mga tao mayroong mga thermoreceptor na medyo tiyak na may paggalang sa thermal stimuli, ngunit mayroon ding iba na tumugon sa parehong "cold" at "hot" na pampasigla, pati na rin sa ilang mga kemikal tulad ng capsaicin at menthol (na gumagawa ng mga katulad na stimuli). sa mainit at malamig na sensasyon).

Sa maraming mga hayop, ang mga thermoreceptor ay tumugon din sa mekanikal na pampasigla at ginagamit ng ilang mga species upang makuha ang kanilang pagkain.

Para sa mga halaman, ang pagkakaroon ng mga protina na kilala bilang phytochromes ay mahalaga para sa thermal na pagdama at ang mga tugon ng paglago na nauugnay dito.

Thermoreceptors sa mga tao

Ang mga tao, tulad ng iba pang mga hayop na mammalya, ay nagtataglay ng isang serye ng mga receptor na nagpapahintulot sa kanila na mas mahusay na maiugnay sa kapaligiran sa pamamagitan ng tinatawag na "espesyal na pandama".

Ang mga "receptors" na ito ay walang iba pa kaysa sa panghuling bahagi ng mga dendrites na namamahala sa pagkilala sa iba't ibang mga pampasigla sa kapaligiran at paglilipat ng nasabing sensoryal na impormasyon sa gitnang sistema ng nerbiyos ("libre" na mga bahagi ng sensory nerbiyos).

4 Mga modelo para sa istraktura ng sistema ng pandama sa mga tao (Pinagmulan: Shigeru23 sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga receptor na ito ay naiuri, depende sa pinagmulan ng pampasigla, bilang mga exteroceptors, proprioceptors at interoceptors.

Ang mga exteroceptors ay mas malapit sa ibabaw ng katawan at "pakiramdam" sa nakapaligid na kapaligiran. Mayroong ilang mga uri: ang mga nakakakita ng temperatura, hawakan, presyon, sakit, ilaw at tunog, panlasa at amoy, halimbawa.

Ang mga proprioceptor ay dalubhasa sa paghahatid ng mga pampasigla na may kaugnayan sa espasyo at paggalaw patungo sa gitnang sistema ng nerbiyos, samantala ang mga interoceptor ay namamahala sa pagpapadala ng mga sensory signal na nabuo sa loob ng mga organo ng katawan.

Mga Exteroceptors

Sa pangkat na ito mayroong tatlong uri ng mga espesyal na receptor na kilala bilang mga mekanoreceptor, thermoreceptors at nociceptors, na may kakayahang umepekto sa pagpindot, temperatura at sakit, ayon sa pagkakabanggit.

Sa mga tao, ang mga thermoreceptors ay may kakayahang tumugon sa mga pagkakaiba-iba ng temperatura ng 2 ° C at nai-subclassified sa mga heat receptors, cold receptors, at temperatura-sensitive nociceptors.

- Ang mga receptor ng init ay hindi pa natukoy nang wasto, ngunit naisip silang tumutugma sa "hubad" na mga dulo ng nerve fiber (hindi myelinated) na may kakayahang tumugon sa pagtaas ng temperatura.

- Ang mga cold thermoreceptors ay lumabas mula sa myelinated nerve endings na sanga at matatagpuan higit sa lahat sa epidermis.

- Ang mga Nociceptors ay dalubhasa sa pagtugon sa sakit dahil sa mekanikal, thermal at kemikal na stress; Ito ang mga myelinated nerve fiber endings na branched sa epidermis.

Thermoreceptors sa mga hayop

Ang mga hayop, pati na rin ang mga tao, ay nakasalalay din sa iba't ibang uri ng mga receptor upang makita ang kapaligiran sa kanilang paligid. Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga thermoreceptors ng mga tao kumpara sa ilan sa ilang mga hayop ay ang mga hayop ay madalas na may mga receptor na tumugon sa parehong thermal at mechanical stimuli.

Ganito ang kaso ng ilang mga receptor sa balat ng mga isda at amphibian, ng ilang mga felines at unggoy, na may kakayahang tumugon sa mekanikal at thermal stimulation na magkamukha (dahil sa mataas o mababang temperatura).

Sa mga invertebrate na hayop, ang posibleng pagkakaroon ng mga thermal receptor ay naipakita rin sa eksperimento, gayunpaman, ang paghihiwalay ng isang simpleng tugon sa physiological sa isang thermal na epekto mula sa tugon na nabuo ng isang tiyak na receptor ay hindi laging madali.

Partikular, ang "ebidensya" ay nagpapahiwatig na maraming mga insekto at ilang mga crustacean ang nakakakita ng mga pagkakaiba-iba ng thermal sa kanilang kapaligiran. Ang mga leeches ay mayroon ding mga espesyal na mekanismo upang makita ang pagkakaroon ng mga maiinit na host host at ang tanging mga non-arthropod invertebrates kung saan ito ay naipakita.

Gayundin, binibigyang diin ng iba't ibang mga may-akda ang posibilidad na ang ilang mga ectoparasite ng mga hayop na may mainit na dugo ay maaaring makita ang pagkakaroon ng kanilang mga host sa paligid, bagaman hindi ito napag-aralan.

Sa mga vertebrates tulad ng ilang mga species ng ahas at ilang mga pan-pagsuso ng dugo (na nagpapakain ng dugo) mayroong mga infrared receptor na may kakayahang tumugon sa "infrared" thermal stimuli na pinalabas ng kanilang maiinit na biktima.

Larawan ng isang batang sumisipsip ng dugo ("vampire") bat (Pinagmulan: Ltshears sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga "bampira" na paniki ay nakapatong sa kanilang mga mukha at tinutulungan silang matukoy ang pagkakaroon ng mga ungulates na nagsisilbing pagkain, samantala ang "primitive" na mga boas at ilang mga species ng mga nakakalason na crotaline ay nasa kanila sa kanilang balat at ito ay mga libreng nerve endings na lumabas sila.

Paano sila gumagana?

Ang mga thermoreceptor ay gumagana nang higit pa o mas kaunti sa parehong paraan sa lahat ng mga hayop at ginagawa nila ito nang mahalagang sabihin sa organismo kung saan sila ay isang bahagi kung ano ang nakapalibot na temperatura.

Tulad ng tinalakay, ang mga receptor na ito ay talagang mga nerve terminals (ang mga dulo ng mga neuron na konektado sa sistema ng nerbiyos). Ang mga de-koryenteng signal na nabuo sa mga huling lamang ng ilang millisecond at ang kanilang dalas ay lubos na nakasalalay sa ambient temperatura at pagkakalantad sa mga biglaang pagbabago sa temperatura.

Sa ilalim ng pare-pareho ang mga kondisyon ng temperatura, ang mga thermoreceptor ng balat ay patuloy na aktibo, na nagpapadala ng mga signal sa utak upang makabuo ng kinakailangang mga tugon sa physiological. Kapag natanggap ang isang bagong pampasigla, ang isang bagong signal ay nabuo, na maaaring o hindi maaaring tumagal, depende sa tagal nito.

Init ang mga sensitibong channel sa ion

Ang thermal perception ay nagsisimula sa pag-activate ng mga thermoreceptors sa mga pagtatapos ng nerve ng mga nerbiyos na peripheral sa balat ng mga mammal. Ang thermal stimulus ay nagpapa-aktibo sa mga channel ng ion na umaasa sa temperatura sa mga terminal ng axon, na mahalaga para sa pagdama at paghahatid ng pampasigla.

Ang mga daluyan ng ion na ito ay mga protina na kabilang sa isang pamilya ng mga channel na kilala bilang "heat-sensitive ion channel" at ang kanilang pagtuklas ay pinahihintulutan ang mekanismo ng thermal na pang-unawa na mapalabas nang mas malalim.

Molekular na pagkakakilanlan ng mga nerbiyos na tumugon sa malamig o init depende sa pagpapahayag ng mga channel na sensitibo sa init (Source: David D. McKemy sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang trabaho nito ay upang ayusin ang daloy ng mga ions tulad ng calcium, sodium, at potassium, papunta at mula sa mga thermal receptor, na humahantong sa pagbuo ng isang potensyal na pagkilos na nagreresulta sa isang utak na nerbiyos sa utak.

Thermoreceptors sa mga halaman

Para sa mga halaman kinakailangan din na makita ang anumang pagbabago ng thermal na nangyayari sa kapaligiran at mag-isyu ng tugon.

Ang ilang mga pananaliksik sa thermal perception sa mga halaman ay nagpahayag na madalas itong nakasalalay sa mga protina na tinatawag na phytochromes, na nakikilahok din sa kontrol ng maraming mga proseso ng physiological sa mas mataas na mga halaman, na kung saan ay ang pagtubo at pagbuo ng mga punla, namumulaklak, atbp.

Ang mga phytochromes ay may mahalagang papel sa pagtukoy ng uri ng mga halaman ng radiation ay sumailalim sa at may kakayahang kumilos bilang molekular na "switch" na lumiko sa ilalim ng direktang ilaw (na may isang mataas na proporsyon ng pula at asul na ilaw), o na patayin sa lilim (mataas na proporsyon ng "malayo pula" na radiation).

Ang representasyon ng eskematiko ng isang aktibo (Pr) at isang hindi aktibo (Pfr) phytochrome (Pinagmulan: Bengt A. Lüers - BiGBeN_87_de sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang pag-activate ng ilang mga phytochromes ay nagtataguyod ng "compact" na paglaki at pinipigilan ang pagpahaba sa pamamagitan ng pagkilos bilang mga salik ng transkripsyon para sa mga gen na kasangkot sa mga prosesong ito.

Gayunpaman, napatunayan na, sa ilang mga kaso, ang pag-activate o di-aktibo na mga phytochromes ay maaaring maging independiyenteng ng radiation (pula o malayong pulang ilaw), na kilala bilang "madilim na reaksyon ng reversion", na ang bilis ay tila nakasalalay sa temperatura.

Itinataguyod ng mataas na temperatura ang mabilis na hindi aktibo ng ilang mga phytochromes, na nagiging sanhi ng mga ito upang ihinto ang pagtatrabaho bilang mga salik sa transkripsyon, na nagtataguyod ng paglago sa pamamagitan ng pagpahaba.

Mga Sanggunian

1. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Mga Invertebrates (Hindi. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
2. Feher, JJ (2017). Ang dami ng pisyolohiya ng tao: isang pagpapakilala. Akademikong pindutin.
3. Hensel, H. (1974). Mga Thermoreceptors. Taunang pagsusuri ng pisyolohiya, 36 (1), 233-249.
4. Kardong, KV (2002). Mga Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. New York: McGraw-Hill.
5. M. Legris, C. Klose, ES Burgie, CCR Rojas, M. Neme, A. Hiltbrunner, PA Wigge, E. Schafer, RD Vierstra, JJ Casal. Ang Phytochrome B ay nagsasama ng mga signal ng ilaw at temperatura sa Arabidopsis. Agham, 2016; 354 (6314): 897
6. Rogers, K., Craig, A., & Hensel, H. (2018). Encyclopaedia Britannica. Nakuha noong Disyembre 4, 2019, sa www.britannica.com/science/thermoreception/Properties-of-thermoreceptors
7. Zhang, X. (2015). Ang mga molekular sensor at modulators ng thermoreception. Mga Channel, 9 (2), 73-81.