Grunnleggende om temperaturregulering hos pattedyr

Ilya Gridnev / Shutterstock

Synes du det er overraskende at reinen, som bruker mye av tiden sin på å stå i snø, ikke får kalde føtter? Eller det delfiner , hvis tynne svømmeføtter glir konstant gjennom kaldt vann, klarer fortsatt å følge en veldig aktiv livsstil? En spesiell sirkulasjonstilpasning kjent som motstrøms varmeveksling gjør at begge disse dyrene kan opprettholde riktig kroppstemperatur i ekstremitetene, og dette er bare en av de mange smarte tilpasningene pattedyr har utviklet de siste hundre millioner årene for å hjelpe dem med å håndtere variable. temperaturer.

Pattedyr er endoterme

Alle pattedyr er endoterme – det vil si at de opprettholder og regulerer sin egen kroppstemperatur, uansett ytre forhold. (Kaldblodige virveldyr, som slanger og skilpadder, er ektotermiske.) Pattedyr som lever i utbredte miljøer rundt om i verden, møter daglige og sesongmessige svingninger i temperaturer, og noen – for eksempel de som er urfolk i harde arktiske eller tropiske habitater – må forholde seg til ekstrem kulde eller varme. For å opprettholde sin korrekte indre kroppstemperatur, må pattedyr ha en måte å produsere og bevare kroppsvarme i kaldere temperaturer, samt spre overflødig kroppsvarme i varmere temperaturer.

Mekanismene pattedyr har for å produsere varme inkluderer cellulær metabolisme, sirkulasjonstilpasninger og vanlig, gammeldags skjelving. Cellulær metabolisme er den kjemiske prosessen som hele tiden skjer i cellene, ved hvilken organiske molekyler brytes ned og høstes for deres indre energi; denne prosessen frigjør varme og varmer opp kroppen. Sirkulasjonstilpasninger, slik som motstrømsvarmevekslingen nevnt ovenfor, overfører varme fra kjernen av dyrets kropp (dets hjerte og lunger) til periferien via spesialdesignede nettverk av blodkar. Skjelving, som du sikkert har gjort noe av selv, er lettest å forklare: denne rå prosessen genererer varme ved rask sammentrekning og risting av muskler.

Hvis et dyr blir for varmt

Hva om et dyr er for varmt, i stedet for for kaldt? I tempererte og tropiske klima kan overflødig kroppsvarme akkumuleres raskt og forårsake livstruende problemer. En av naturens løsninger er å plassere blodsirkulasjonen veldig nær overflaten av huden, noe som bidrar til å frigjøre varme til miljøet. En annen er fuktigheten som produseres av svettekjertler eller luftveisoverflater, som fordamper i relativt tørrere luft og kjøler dyret ned. Dessverre er evaporativ kjøling mindre effektiv i tørt klima, hvor vann er sjeldent og vanntap kan være et reelt problem. I slike situasjoner vil pattedyr, somreptiler, søker ofte beskyttelse mot solen i de varmere dagslyset og gjenopptar aktiviteten om natten.

Utviklingen av varmblodige metabolisme hos pattedyr var ikke en enkel affære, som vitne til det faktum at mange dinosaurer tilsynelatende var varmblodige, noen moderne pattedyr (inkludert en geiteart) har faktisk noe som ligner på kaldblodsmetabolisme, og selv en type fisk genererer sin egen indre kroppsvarme.