Ja neņemam vērā planētas globālās temperatūras pieaugumu, ko izraisa klimata pārmaiņas, kopējā Zemes temperatūra paliek nemainīga.
Tomēr visā Zemes virsmā ir lielas temperatūras atšķirības. Piemēram, aukstākais punkts ir Antarktīdā, bet karstākais ir ģeotermālajos avotos, kas iegremdēti okeānos.
Tāpat vienā ģeogrāfiskā vietā temperatūra dienas laikā var ievērojami atšķirties. Šī iemesla dēļ mēs varētu brīnīties, kā dzīvās būtnes dara, lai šīs izmaiņas tās neietekmētu. Atbilde ir atrodama dzīvnieku termoregulācijā.
Šis mehānisms sastāv no nemainīgas ķermeņa temperatūras uzturēšanas vai tādas, kas mainās optimālā diapazonā , lai ļautu noritēt visiem normāliem ķermeņa fizioloģiskajiem procesiem. Šis jēdziens ietver lielu skaitu parādību, gan uzvedības, gan fizioloģisku, kas raksturīgas katrai dzīvnieku sugai. Termoregulācijas mērķis ir uzturēt homeostāzi jeb, citiem vārdiem sakot, uzturēt nemainīgu iekšējo stāvokli.
Kā zīdītāji un putni uztur ķermeņa temperatūru?
Zīdītāji ir endotermiski dzīvnieki, tāpat kā visi putni. Tas nozīmē, ka viņi iekšēji regulē ķermeņa temperatūru neatkarīgi no tā, cik auksts vai karsts ir apkārtējā vidē. Parasti iekšējās temperatūras diapazons ir ļoti šaurs, aptuveni 37ºC. Ja tas paceļas vai krīt pārāk daudz, fizioloģiskie procesi apstājas un var izraisīt pat dzīvnieka nāvi.
Endotermiskie dzīvnieki var radīt gandrīz visu siltumu, kas tiem nepieciešams, lai izdzīvotu. Ja apkārtējā temperatūra pazeminās, tie saglabā nemainīgu iekšējo temperatūru. Viņi to dara, pateicoties vielmaiņas siltumam, ko tie ražo. Piemēram, lipīdu vai citu molekulu sadalīšanās rezultātā.
No otras puses, zīdītāji var uzturēt siltumu ar noteiktu uzvedību, piemēram:
- Sagrupējieties ar citiem indivīdiem savā sociālajā grupā, piemēram, Amerikas bizoniem aukstajos ziemas mēnešos.
- Patverieties urvās. Ļoti raksturīgi grauzējiem, zaķveidīgajiem un muskuļiem.
- Ziemas guļas kā lāči.
- Migrācija gan putniem, gan zīdītājiem. Kad mainās sezona, daudzi dzīvnieki pārceļas uz siltākām vietām, lai pārziemotu.
Turpretim, paaugstinoties vides temperatūrai, endotermiskajiem dzīvniekiem ir jāieslēdz citi mehānismi, lai izvairītos no hipertermijas. Tie var būt šādi:
- Svīšana. Ūdens un citu metabolītu izvadīšana caur ādu palīdz pazemināt ķermeņa temperatūru.
- Elsa. Daudzi dzīvnieki nesvīst vai to dara ļoti mazos ķermeņa apgabalos, piemēram, suņi. Tāpēc, kad viņiem ir ļoti karsts, viņi elso vai ātri elpo caur muti. Viņi īsti neelpo. Elsošana ļauj ātri atbrīvot iekšējo siltumu, tāpēc ķermeņa temperatūra pazeminās.
- Daži dzīvnieki, kad ir ļoti karsts, nonāk niknuma stāvoklī, kurā samazinās savas dzīvības funkcijas, lai pēc temperatūras pazemināšanās tos atkal aktivizētu.
- Nakts ir laba stratēģija tiem endotermiskajiem dzīvniekiem, kas dzīvo tuksnešos.
Termoregulācija rāpuļiem un abiniekiem
Rāpuļu un abinieku, kas pazīstami kā ektotermiski vai aukstasiņu dzīvnieki, ķermeņa temperatūra mainās atkarībā no vides temperatūras, jo tie neražo pietiekami daudz vielmaiņas siltuma.
Neskatoties uz to, šie dzīvnieki var regulēt savu ķermeņa temperatūru tā, lai tā noturētos pieņemamā diapazonā. Kā viņi to dara? Izmantojot uzvedību.
Rāpuļi, piemēram, čūskas, ķirzakas vai krokodili, izmanto saules gaismu, lai sasildītos. Parasti viņi guļ uz kāda karsta akmens. Kad viņi jūt, ka viņu ķermeņa temperatūra ir ļoti augsta, viņi patveras ēnā. Ūdens rāpuļi nakts stundā slēpjas ūdenī, kura temperatūra parasti ir augstāka nekā ārpusē.
Lai pasargātos no aukstuma, daudzas sugas arī pārziemo vai ievērojami samazina savu aktivitāti. Daži abinieki var pat nos alt un pēc tam atdzīvoties, kad ziema paiet.
Termoregulācija citiem dzīvniekiem
Ja līdz šim apspriestās stratēģijas mums jau šķiet iespaidīgas, citi dzīvnieki var turpināt mūs pārsteigt.Tā tas ir ar daudziem spārnotiem kukaiņiem. Kad ir auksts, šie dzīvnieki spēj pārspīlēti paaugstināt ķermeņa temperatūru, pateicoties lidojuma muskuļu aktivizēšanai.
Tāpat zivis, piemēram, tuncis vai haizivis, var sasildīt savu ķermeni, pateicoties peldēšanas muskuļiem, kas ir ļoti bagāti ar mioglobīniem. Tomēr šis radītais siltums tiktu zaudēts caur žaunām. Tas nenotiek, jo viņu asinsrites sistēma iet "pret straumi" un tā vietā, lai virzītos uz perifērākajiem asinsvadiem un žaunām, kur tiktu zaudēts siltums, tie koncentrējas smadzenēs, acīs un kuņģī.