Матаболизм жүйесі және дененің температурасын реттеу ерекшеліктері
Heterothermy
Жануарлардың метаболизмі: гетеротермия – дене температурасын реттеу қабілеті. Қысқа мерзімді немесе жылдық өзгерістерге бейімделген жануарлар туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Метаболистік жүйе
Metabolic system
Гетеротермия немесе гетеротермия (грекше ἕτερος heteros "басқа" және θέρμη thermē "жылу") – дене температурасын өздігінен реттеуге және қоршаған ортаның оған әсер етуіне мүмкіндік беретін жануарлардың физиологиялық термині. Яғни, олар поикилотермия және гомеотермия ерекшеліктерін бірдей көрсетеді.
Heterothermy or heterothermia (from Greek ἕτερος heteros "other" and θέρμη thermē "heat") is a physiological term for animals that vary between self regulating their body temperature, and allowing the surrounding environment to affect it. In other words, they exhibit characteristics of both poikilothermy and homeothermy.
Анықтама
Гетеротермиялық жануарлар – поикилотермиялық және гомеотермиялық стратегиялардың арасында ауыса алатын жануарлар. Мұндай стратегиялардың өзгеруі көбінесе күніне немесе жылына бір рет болады. Көбінесе бұл, кейбір шағын сүтқоректілер мен құстарда (мысалы, жарғақтар мен құмырсқақтарда) байқалатын метаболизмнің өзгеруін, дәстүрлі суыққанды жануарлардың метаболизмінен ажырату үшін қолданылады. Көптеген жарғақтардың дене температурасы мен метаболизм деңгейі тек белсенділік кезінде ғана жоғарылайды. Тынығу кезінде бұл жануарлар метаболизмін күрт төмендетіп, нәтижесінде дене температурасы қоршаған ортаның температурасына дейін төмендейді. Бұл оларды белсенділік кезінде гомеотермиялық, ал тынығу кезінде поикилотермиялық етеді. Бұл құбылыс «күнделікті тоқырау» деп аталады және джунгарлық хомяктарда жан-жақты зерттелген. Қысқы ұйқы маусымында бұл жануар демалыс кезінде әр күні метаболизмінің күрт төмендеуін көрсетеді, ал белсенділік кезінде эндотермиялық метаболизмге оралып, қалыпты еутермиялық дене температурасына (шамамен 38 °C) жетеді. Ірі сүтқоректілер (мысалы, суырқандар) мен жарғақтар қыста бірнеше күндік (бірнеше аптаға дейін созылатын) тоқырау кезеңдерін көрсетеді. Мұндай көп күндік тоқырау кезінде дене температурасы қоршаған орта температурасынан ~1 °C төмендейді және метаболизм қалыпты эндотермиялық метаболизм деңгейінің шамамен 1%-ына дейін төмендейді. Тіпті осы терең қыстау кезінде де ұзақ тоқырау кезеңдері эндотермиялық метаболизмдің қысқа мерзімді оянуларымен үзіледі (әдетте 4-20 сағатқа созылады). Бұл метаболикалық оянулар дене температурасының 35-37 °C еутермиялық деңгейге қайта оралуына себеп болады) немесе ерекше экологиялық жағдайларда.
Heterothermic animals are those that can switch between poikilothermic and homeothermic strategies. These changes in strategies typically occur on a daily basis or on an annual basis. More often than not, it is used as a way to dissociate the fluctuating metabolic rates seen in some small mammals and birds (e. g. bats and hummingbirds), from those of traditional cold blooded animals. In many bat species, body temperature and metabolic rate are elevated only during activity. When at rest, these animals reduce their metabolisms drastically, which results in their body temperature dropping to that of the surrounding environment. This makes them homeothermic when active, and poikilothermic when at rest. This phenomenon has been termed 'daily torpor' and was intensively studied in the Djungarian hamster. During the hibernation season, this animal shows strongly reduced metabolism each day during the rest phase while it reverts to endothermic metabolism during its active phase, leading to normal euthermic body temperatures (around 38 °C). Larger mammals (e. g. ground squirrels) and bats show multi day torpor bouts during hibernation (up to several weeks) in winter. During these multi day torpor bouts, body temperature drops to ~1 °C above ambient temperature and metabolism may drop to about 1% of the normal endothermic metabolic rate. Even in these deep hibernators, the long periods of torpor is interrupted by bouts of endothermic metabolism, called arousals (typically lasting between 4–20 hours). These metabolic arousals cause body temperature to return to euthermic levels 35 37 °C.) or under special environmental circumstances.
Өңірлік гетеротермия
Өңірлік гетеротермия – организмдердің денесінің әртүрлі аймақтарында әртүрлі температуралық "аймақтарды" сақтап тұру қабілетін сипаттайды. Бұл көбінесе аяқ-қолдарда байқалады және туна балығында және кейбір құстарда кездесетін rete mirabile сияқты қарсы токпен жылу алмастырғыштар арқылы қамтамасыз етіледі. Бұл алмастырғыштар дене мүшелеріне баратын ыстық артериялық қан мен кері оралатын суық веноздық қан арасындағы температураны теңестіріп, осылайша жылудың жоғалуын азайтады. Пингвиндер мен көптеген арктикалық құстар осы алмастырғыштарды пайдаланып, өз аяқтарының температурасын қоршаған мұздың температурасына жуық ұстайды. Бұл құстардың мұзға жабысып қалуына кедерес жасайды. Басқа жануарлар, мысалы, былғары қабықты теңіз тасбақасы, бұлшықетті қанаттарының қыздыруынан пайда болатын жылуды жинап, сақтау үшін жылу алмастырғыштарды қолданады. Тіпті кейбір жәндіктерде де бұл механизм кездеседі (жәндіктердің терморегуляциясына қараңыз), ең белгілі мысалы – шұңғыл аралар, олар мезосома ("көкірек") мен метасома ("қарын") арасындағы тартылыс нүктесінде қарсы токпен жылу алмасуды көрсетеді; жылу көкіректе сақталады және қарыннан шығып кетеді. Осыған ұқсас механизмді пайдалана отырып, бал арасының көкірек температурасы ұшу кезінде 45 °C-тан асып кетеді.
Regional heterothermy describes organisms that are able to maintain different temperature "zones" in different regions of the body. This usually occurs in the limbs, and is made possible through the use of counter current heat exchangers, such as the rete mirabile found in tuna and certain birds. These exchangers equalize the temperature between hot arterial blood going out to the extremities and cold venous blood coming back, thus reducing heat loss. Penguins and many arctic birds use these exchangers to keep their feet at roughly the same temperature as the surrounding ice. This keeps the birds from getting stuck on an ice sheet. Other animals, like the leatherback sea turtle, use the heat exchangers to gather, and retain heat generated by their muscular flippers. There are even some insects which possess this mechanism (see insect thermoregulation), the best known example being bumblebees, which exhibit counter current heat exchange at the point of constriction between the mesosoma ("thorax") and metasoma ("abdomen"); heat is retained in the thorax and lost from the abdomen. Using a very similar mechanism, the internal temperature of a honeybee's thorax can exceed 45 °C while in flight.