Toplokrvnost

Toplokrvnost životinjskih vrsta je njihova sposobnost i stanje održavanja tjelesne temperature koja je veća od one u njihovoj okolini. Konkretno, homeotermne vrste održavaju stabilnu tjelesnu temperaturu koju reguliraju zahvaljujući metaboličkim procesima. Jedine poznate grupe homeotermnih životinje su ptice i sisari. Ostale vrste imaju različite stepene sposobnosti sopstvene termoregulacije.^[1]^[2]

Kontrola tjelesne temperature životinja zavisi od vrste, tako da alternativni termini "toplokrvni" i "hladnokrvni" daju lažnu ideju da postoje samo dvije kategorije kontrole temperature tijela i više se u nauci ne koriste. Međutim, i dalje su ostali u svakodnevnoj upotrebi.

Terminologija

U principu, toplokrvnost se odnosi na tri zasebne kategorije termoregulacije.

Endotermija je sposobnost nekih organizama da kontroliraju svoju tjelesnu temperaturu preko internih mehanizama, kao što su mišićna drhtavica ili pojačanje njihovog metabolizma (grč.: ἔνδον - endon = u okviru, unutra + θέρμη - terme = toplina). Suprotna od endothermije je ektotermija.
Homeotermija je sposobnost i stanje održavanja stabilne unutrašnje temperature tijela, bez obzira na spoljašnje uticaje i temperature. Stabilna unutrašnja temperatura je često veća od neposrednog okruženja (grčki: ὅμοιος – homoios = slično + θέρμη - terme = toplina). Suprotno stanje je poikilotermija. Homeotermi su sisari i ptice.
Tahimetabolizam (grč. ταχύς - tahys/tahus = brzo, brz + μεταβάλλειν – metabalein = brzi promet, obrt) obilježen jeodržavanjem visokog "odmarajućeg" metabolizma. U suštini, takvi organizmi "uključeni" sve vrijeme. Iako je njihov metabolizam pri odmaranju još mnogo puta sporiji nego aktivni metabolizam, razlika često nije velika kao ni kod u bradimetaboličkih životinja. Tahimetabolička bića imaju veće poteškoće u situacijama nestašice hrane.

Raznolikost tipova termoregulacije

Veliki dio životinja koje se obično označavaju kao "toplokrvne", kao što su ptice i sisari, javljaju se u sve tri kategorije: mogu biti endotermni, homeotermni i tahimetabolički. Međutim, u proteklih 30 godina, istraživanja u području termofiziologije životinja su otkrila mnoge vrste koje pripadaju u dvije grupe koje se ne uklapaju u sve ove kriterije. Naprimjer, mnogi šišmiši i male ptice su tokom noći poikilotermni i bradimetabolični, kada spavaju. (ili noćne vrste, danju). Za ovakvu pojavu kod živih bića uveden je termin heterotermija.

Dalja istraživanja na životinjama za koje se obično pretpostavlja su hladnokrvne su pokazala da većina bića uključuju različite (gore definitrane) oblike termoregulacije, zajedno sa svojim (ektotermijom, poikilotermijom i bradimetabolizmom), čime se stvara širok spektar oblika regulacije tjelesne temperature. Neke ribe imaju karakteristike toplokrvnosti, kao što su tuna, sabljarka i neke ajkule, koje imaju cirkulacijske mehanizme za održavanje temperature mozga i oka iznad temperature okoline i na taj način povećavaju sposobnost da otkriju i reagiraju na pojavu plijena.^[3]^[4]^[5] Tuna i neke ajkule imaju slične mehanizme aktiviranja mišića, što poboljšava izdržljivost kada plivaju velikom brzinom.^[6]

Proizvodnja toplotne energije

Tjelesna "toplota" se generira putem metabolizma, u kojem se javlja kao sporedni proizvod. To se odnosi na hemijske reakcije ćelije upotrebljavaju za razgradnju glukoze, u vodu i ugljen-dioksid i, na taj način, stvaraju ATP (adenozin-trifosfat), visokoenergetski spoj koji se koristi za odvijanje drugih ćelijskih procesa. Mišićna kontrakcija je vrsta metaboličkih procesa koji stvaraju toplotnu energiju, a toplota se generira i trenjem kada krv teče kroz krvotok.

Svi organizmi metaboliziraju hranu i druge unose, ali neki bolje koriste izlazne supstance od drugih. Poput svih energetskih pretvorbi, metabolizam je prilično neučinkovit, a oko 60% od ukupne energije se pretvara u toplinu, a ne u ATP. U većini organizama, ova toplota jednostavno se izgubi u okruženju. Međutim, endotermni homeotermi (općenito karakteriziranu kao "toplokrvne" životinje) proizvode više topline i imaju bolje načine za čuvanje i regulacije od drugih životinja. Oni imaju viši bazni metabolizam, a također i veći kapacitet za povećanje metabolizma, kada se imaju naporne aktivnosti. Obično imaju dobro razvijenu izolaciju, kako bi zadržali tjelesnu toplinu, krzno u slučaju sisara i perje, kod ptica. Kada je ova izolacija nedovoljna za održavanje tjelesne toplote, dolatzi do drhtanja – brzih kontrakcija mišića koje se brzo koriste za podsticanje proizvodnje ATP i ćwlijskog metabolizma, čime se proizvodi više topline. Općenito, u vrućim uvjetima, oni koriste hlađenje isparavanjem otpuštanjem viška topline, bilo znojenjem (neki sisari) ili ubrzanim disanjem (mnogi sisari i sve ptice) - općenito, takvi mehanizmi nisu prisutni kod poikilotermije.

Protivgljivična odbrana

Postoji hipoteza da je kod sisara i ptica toplokrvnost evoluirala kao obrana protiv gljivičnih infekcija. Vrlo malo gljiva može preživjeti temperaturu tijela toplokrvnih životinja. Za usporedbu, insekti, gmizavci, vodozemci često pate od gljivičnih infekcija.^[7]

Reference

^ Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004). Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-686-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^ Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
^ "Hot Eyes for Cold Fish -- Wong 2005 (110): 2 -- ScienceNOW". Arhivirano s originala, 16. 12. 2008. Pristupljeno 8. 11. 2016.
^ Block, B.A.; Carey, F.G. (mart 1985). "Warm brain and eye temperatures in sharks". Journal of Comparative Physiology B. Springer. 156 (2): 229. doi:10.1007/BF00695777. Nepoznati parametar |lastauthoramp= zanemaren (prijedlog zamjene: |name-list-style=) (pomoć)^{[mrtav link]}
^ "Warm eyes give deep-sea predators super vision". University of Queensland. 11. 1. 2005.
^ McFarlane, P. (januar 1999). "Warm-Blooded Fish". Monthly Bulletin of the Hamilton and District Aquarium Society. Arhivirano s originala, 15. 5. 2013. Pristupljeno 8. 11. 2016.
^ Dunn, Rob (2011). "Killer Fungi Made us Hotblooded". New Scientist. Pristupljeno 27. 4. 2016.(Pretplata potrebna)

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Toplokrvnost

[Sofradzija-1] Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2004). Biologija 1. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-686-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

[Međedović-2] Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2002). Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo. ISBN 9958-10-222-6.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)

[3] "Hot Eyes for Cold Fish -- Wong 2005 (110): 2 -- ScienceNOW". Arhivirano s originala, 16. 12. 2008. Pristupljeno 8. 11. 2016.

[4] Block, B.A.; Carey, F.G. (mart 1985). "Warm brain and eye temperatures in sharks". Journal of Comparative Physiology B. Springer. 156 (2): 229. doi:10.1007/BF00695777. Nepoznati parametar |lastauthoramp= zanemaren (prijedlog zamjene: |name-list-style=) (pomoć)^{[mrtav link]}

[5] "Warm eyes give deep-sea predators super vision". University of Queensland. 11. 1. 2005.

[6] McFarlane, P. (januar 1999). "Warm-Blooded Fish". Monthly Bulletin of the Hamilton and District Aquarium Society. Arhivirano s originala, 15. 5. 2013. Pristupljeno 8. 11. 2016.

[7] Dunn, Rob (2011). "Killer Fungi Made us Hotblooded". New Scientist. Pristupljeno 27. 4. 2016.(Pretplata potrebna)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]