Τι κάνει ένα ζώο ενδοθερμικό;

Τα ενδοθερμικά ζώα είναι εκείνα που πρέπει να παράγουν τη δική τους θερμότητα για να διατηρήσουν τη βέλτιστη θερμοκρασία του σώματος. Στη συνηθισμένη γλώσσα, αυτά τα ζώα αναφέρονται συνήθως ως "θερμόαιμα". Ο όρος ενδόθερμος προέρχεται από τα ελληνικά ενδόν, νόημα στα πλαίσια, και θερμός, που σημαίνει θερμότητα. Ένα ζώο που είναι ενδοθερμικό χαρακτηρίζεται ως ενδόθερμο, μια ομάδα που περιλαμβάνει κυρίως πουλιά και θηλαστικά. Η άλλη μεγαλύτερη ομάδα ζώων είναι εξώθερμοι- τα λεγόμενα "ψυχρόαιμα" ζώα με σώματα που προσαρμόζονται σε οποιαδήποτε θερμοκρασία υπάρχει στο περιβάλλον τους. Αυτή η ομάδα είναι επίσης πολύ μεγάλη, συμπεριλαμβανομένων των ψαριών, ερπετά, αμφίβια και ασπόνδυλα όπως έντομα.

Για ενδόθερμους, το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας που παράγουν προέρχεται από τα εσωτερικά όργανα. Για παράδειγμα, οι άνθρωποι παράγουν περίπου τα δύο τρίτα της θερμότητας τους στον θώρακα (το μεσαίο τμήμα) με περίπου δεκαπέντε τοις εκατό που παράγεται από τον εγκέφαλο. Οι ενδόθερμοι έχουν υψηλότερο ρυθμό μεταβολισμού από τους εξώθερμους, ο οποίος απαιτεί να καταναλώνουν περισσότερα λίπη και σάκχαρα για να δημιουργήσουν τη θερμότητα που χρειάζονται για να επιβιώσουν σε δροσερές θερμοκρασίες. Σημαίνει επίσης ότι σε κρύες θερμοκρασίες πρέπει να βρουν μέσα προστασίας από την απώλεια θερμότητας σε εκείνο το τμήμα του σώματός τους που είναι πρωτογενείς πηγές θερμότητας. Υπάρχει ένας λόγος για τον οποίο οι γονείς επιπλήττουν τα παιδιά τους για να συσσωρεύονται με παλτά και καπέλα το χειμώνα.

Όλα τα ενδόθερμα έχουν μια ιδανική θερμοκρασία σώματος στην οποία ευδοκιμούν και πρέπει να εξελιχθούν ή να δημιουργήσουν διάφορα μέσα διατήρησης αυτής της θερμοκρασίας σώματος. Για τους ανθρώπους, το γνωστό εύρος θερμοκρασίας δωματίου από 68 έως 72 βαθμούς Φαρενάιτ είναι ιδανικό για επιτρέποντάς μας να εργαζόμαστε ενεργά και να διατηρούμε τη θερμοκρασία του εσωτερικού μας σώματος στο ή κοντά στο φυσιολογικό 98,6 βαθμούς. Αυτή η ελαφρώς χαμηλότερη θερμοκρασία μας επιτρέπει να εργαζόμαστε και να παίζουμε χωρίς να υπερβαίνουμε την ιδανική θερμοκρασία σώματος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο πολύ ζεστός καιρός το καλοκαίρι μας κάνει να νιώθουμε αργοί - είναι το φυσικό μέσο του σώματος να μας αποτρέψει από την υπερθέρμανση.

Υπάρχουν εκατοντάδες προσαρμογές που έχουν εξελιχθεί σε ενδόθερμους για να επιτρέψουν σε διάφορα είδη να επιβιώσουν σε μια ποικιλία κλιματικών συνθηκών. Οι περισσότεροι ενδόθερμοι γενικά έχουν εξελιχθεί σε πλάσματα καλυμμένα με κάποιο είδος μαλλιών ή γούνας για προστασία από την απώλεια θερμότητας σε κρύο καιρό. Ή, στην περίπτωση των ανθρώπων, έχουν μάθει πώς να δημιουργούν ρούχα ή να καίνε καύσιμα για να παραμένουν ζεστά σε κρύες συνθήκες.

Μοναδικό στους ενδόθερμους είναι η ικανότητα να τρέμει όταν κρυώνει. Αυτή η ταχεία και ρυθμική συστολή των σκελετικών μυών δημιουργεί τη δική της πηγή θερμότητας από τη φυσική των μυών που καίνε ενέργεια. Μερικά ενδόθερμα που ζουν σε κρύα κλίματα, όπως οι πολικές αρκούδες, έχουν αναπτύξει ένα σύνθετο σύνολο αρτηριών και φλεβών που βρίσκονται το ένα κοντά στο άλλο. Αυτή η προσαρμογή επιτρέπει στο θερμό αίμα που ρέει προς τα έξω από την καρδιά για να προθερμανθεί το ψυχρότερο αίμα που ρέει πίσω προς την καρδιά από τα άκρα. Τα βαθιά θαλάσσια πλάσματα έχουν αναπτύξει παχιά στρώματα λεκέδων για να προστατεύουν από την απώλεια θερμότητας.

Τα μικροσκοπικά πουλιά μπορούν να επιβιώσουν σε ψυχρές συνθήκες μέσω των αξιοσημείωτων μονωτικών ιδιοτήτων ελαφρών φτερών και κάτω, και μέσω εξειδικευμένων μηχανισμών ανταλλαγής θερμότητας στα γυμνά πόδια τους.

Τα περισσότερα ενδοθερμικά ζώα έχουν επίσης μέσα ψύξης για να διατηρήσουν τις θερμοκρασίες του σώματός τους σε βέλτιστα επίπεδα σε θερμές συνθήκες. Μερικά ζώα ρίχνουν φυσικά πολλά από τα χοντρά μαλλιά ή τη γούνα τους κατά τη διάρκεια εποχιακών θερμών περιόδων. Πολλά πλάσματα μεταναστεύουν ενστικτωδώς σε ψυχρότερες περιοχές το καλοκαίρι.

Προκειμένου να κρυώσει όταν είναι πολύ ζεστό, οι ενδόθερμοι μπορεί να λυθούν, προκαλώντας την εξάτμιση του νερού - με αποτέλεσμα ένα φαινόμενο ψύξης μέσω της θερμικής φυσικής του νερού που εξατμίζεται σε ατμούς. Αυτή η χημική διαδικασία οδηγεί στην απελευθέρωση της αποθηκευμένης θερμικής ενέργειας. Η ίδια χημεία λειτουργεί όταν ιδρώνουν άνθρωποι και άλλα κοντά μαλλιά θηλαστικά - αυτό μας δροσίζει επίσης μέσω της θερμοδυναμικής της εξάτμισης. Μια θεωρία είναι ότι τα φτερά στα πουλιά αρχικά αναπτύχθηκαν ως όργανα για να διαλύσουν την υπερβολική θερμότητα για νωρίς είδη, τα οποία ανακάλυψαν σταδιακά τα πλεονεκτήματα της πτήσης που κατέστησαν δυνατή από αυτούς τους φτερωτούς οπαδούς.

Οι άνθρωποι, φυσικά, έχουν επίσης τεχνολογικά μέσα μείωσης των θερμοκρασιών για να καλύψουν τις ενδοθερμικές τους ανάγκες. Στην πραγματικότητα, ένα μεγάλο ποσοστό της τεχνολογίας μας κατά τη διάρκεια των αιώνων αναπτύχθηκε από τις πολύ βασικές ανάγκες μας ενδοθερμική φύσεις.