Θεωρείτε ότι είναι εκπληκτικό το γεγονός ότι οι ταράνδες, που περνούν μεγάλο μέρος του χρόνου τους στο χιόνι, δεν παίρνουν κρύα πόδια; Ή αυτό δελφίνια, των οποίων τα λεπτές πλαϊνέδες γλιστρούν συνεχώς με δροσερό νερό, εξακολουθούν να καταφέρνουν να ασκούν πολύ ενεργό τρόπο ζωής; Μια ειδική κυκλοφορική προσαρμογή γνωστή ως ανταλλαγή θερμότητας με αντίθετο ρεύμα επιτρέπει και στα δύο αυτά ζώα να διατηρούν την κατάλληλη θερμοκρασία του σώματος τους άκρα και αυτό είναι μόνο μία από τις πολλές έξυπνες προσαρμογές που έχουν αναπτύξει τα θηλαστικά τα τελευταία εκατό εκατομμύρια χρόνια για να τα βοηθήσουν να ασχοληθούν με τη μεταβλητή θερμοκρασίες.
Τα θηλαστικά είναι ενδοθερμικά
Όλα τα θηλαστικά είναι ενδοθερμικά - δηλαδή διατηρούν και ρυθμίζουν τη θερμοκρασία του σώματος τους, ανεξάρτητα από τις εξωτερικές συνθήκες. (Τα ψυχρά σπονδυλωτά, όπως τα φίδια και οι χελώνες, είναι εκτοθερμικά.) Ζώντας σε ευρέως διαδεδομένα περιβάλλοντα σε όλο τον κόσμο, τα θηλαστικά αντιμετωπίζουν καθημερινά και οι εποχιακές διακυμάνσεις των θερμοκρασιών και κάποιες - για παράδειγμα, εκείνες που είναι αυτόχθονες σε σκληρές αρκτικές ή τροπικές ενδιαιτήσεις - πρέπει να αντιμετωπίσουν το υπερβολικό κρύο ή θερμότητα. Για να διατηρηθεί η σωστή εσωτερική θερμοκρασία του σώματος, τα θηλαστικά πρέπει να έχουν έναν τρόπο να παράγουν και να διατηρούν τη θερμότητα του σώματος σε ψυχρότερες θερμοκρασίες, καθώς και να διαχέουν την περίσσεια θερμότητας του σώματος σε θερμότερες θερμοκρασίες.
Οι μηχανισμοί που έχουν τα θηλαστικά για την παραγωγή θερμότητας περιλαμβάνουν τον κυτταρικό μεταβολισμό, τις κυκλοφορικές προσαρμογές και την απλή, παλιομοδίτικη ρίγος. Ο κυτταρικός μεταβολισμός είναι η χημική διαδικασία που συμβαίνει συνεχώς μέσα στα κύτταρα, με την οποία οργανικά μόρια διασπώνται και συλλέγονται για την εσωτερική τους ενέργεια. αυτή η διαδικασία απελευθερώνει θερμότητα και θερμαίνει το σώμα. Οι προσαρμογές του κυκλοφορικού συστήματος, όπως η ανταλλαγή θερμότητας αντίθετου ρεύματος που αναφέρεται παραπάνω, μεταφέρουν θερμότητα από το πυρήνα του σώματος του ζώου (της καρδιάς και των πνευμόνων) στην περιφέρειά του μέσω ειδικά σχεδιασμένων δικτύων αίματος σκαφών. Το ρίγος, το οποίο πιθανότατα έχετε κάνει μερικούς από εσάς, είναι πιο εύκολο να εξηγήσετε: αυτή η ακάθαρτη διαδικασία παράγει θερμότητα από την ταχεία συστολή και το κούνημα των μυών.
Εάν ένα ζώο παίρνει πολύ ζεστό
Τι γίνεται αν ένα ζώο είναι πολύ ζεστό, παρά πολύ κρύο; Σε εύκρατα και τροπικά κλίματα, η υπερβολική θερμότητα του σώματος μπορεί να συσσωρευτεί γρήγορα και να προκαλέσει απειλητικές για τη ζωή προβλήματα. Μια από τις λύσεις της φύσης είναι να τοποθετήσει την κυκλοφορία του αίματος πολύ κοντά στην επιφάνεια του δέρματος, η οποία βοηθά στην απελευθέρωση της θερμότητας στο περιβάλλον. Μια άλλη είναι η υγρασία που παράγεται από τους ιδρωτοποιούς αδένες ή τις αναπνευστικές επιφάνειες, η οποία εξατμίζεται σε σχετικά ξηρό αέρα και ψύχει το ζώο προς τα κάτω. Δυστυχώς, η ψύξη με εξάτμιση είναι λιγότερο αποτελεσματική σε ξηρά κλίματα, όπου το νερό είναι σπάνιο και η απώλεια νερού μπορεί να είναι ένα πραγματικό πρόβλημα. Σε τέτοιες καταστάσεις, θηλαστικά, όπως ερπετά, συχνά αναζητούν προστασία από τον ήλιο κατά τις θερμότερες ώρες της ημέρας και συνεχίζουν τη δραστηριότητά τους τη νύχτα.
Η εξέλιξη των θερμόαιμων μεταβολισμών στα θηλαστικά δεν ήταν μια απλή υπόθεση, όπως μαρτυρεί το γεγονός ότι πολλοί δεινοσαύροι προφανώς θερμόαιμα, μερικά σύγχρονα θηλαστικά (συμπεριλαμβανομένου ενός είδους κατσίκας) έχουν πράγματι κάτι παρόμοιο με τους ψυχρότερους μεταβολισμούς και ακόμη και έναν τύπο του ψάρι παράγει τη δική του εσωτερική θερμότητα σώματος.