| ויסות תרמי אצל בעלי חיים |
|---|
 |
בדם חם הוא מונח לא רשמי המתייחס אליו בעל חיים מִין שיכולים לשמור על טמפרטורת גוף גבוהה מסביבתם. באופן מיוחד, הומיאותרמית מינים שומרים על טמפרטורת גוף יציבה על ידי ויסות תהליכים מטבוליים. היחידות המומלצות הידועות היחידות הן ציפורים ו יונקים למרות זאת איכתיוזאורים, פטרוזאורים, פלזיאוזים ולא עופות דינוזאורים הם האמינו שהיו טיפול ביתי. למינים אחרים יש דרגות שונות של ויסות תרמי.
בקרת טמפרטורת גופם של בעלי חיים משתנה לפי המינים, ולכן המונחים "דם חם" ו- "בדם קר "(אם כי עדיין בשימוש יומיומי) מרמזים על מושג כוזב שיש רק שתי קטגוריות של בקרת טמפרטורת הגוף, ואינן משמשות יותר מדעית.
טרמינולוגיה
באופן כללי, דם חם מתייחס לשלוש קטגוריות נפרדות של ויסות תרמי.
- אנדותרמיה היא היכולת של יצורים מסוימים לשלוט בטמפרטורות גופם באמצעים פנימיים כגון צמרמורת בשרירים או הגדלתם חילוף חומרים (יווני: ἔνδον להסתיים ב "בתוך" θέρμη תרמē "חוֹם"). כמה כותבים[מי? ] להגביל את משמעות האנדותרמיה למנגנונים המעלים ישירות את קצב חילוף החומרים של בעל החיים לייצור חום. ההפך מאנדותרמיה הוא אקטותרמיה.
- הומותרפיה שומר על טמפרטורת גוף פנימית יציבה ללא קשר להשפעה וטמפרטורות חיצוניות. הטמפרטורה הפנימית היציבה לרוב גבוהה מהסביבה הקרובה (ביוונית: ὅμοιος הומיו "דומה", θέρμη תרמē "חוֹם"). ההפך הוא טיפול תרופתי. יונקים וציפורים הם הומיאותרמיים.
- מטבוליזם טכימיבי שומר על חילוף חומרים "נח" גבוה (ביוונית: ταχύς tachys / tachus "מהיר, מהיר", μεταβάλλειν מטאבלין "להסתובב במהירות"). למעשה, יצורים טכימבוליים "פועלים" כל הזמן. למרות שחילוף החומרים במנוחה שלהם עדיין איטי פעמים רבות מחילוף החומרים הפעיל שלהם, ההבדל לרוב אינו גדול כמו זה שנראה ברדימטבולית יצורים. יצורים מטכימבוליים מתקשים יותר להתמודד עם מחסור במזון.
מגוון סוגי הוויסות החום
חלק גדול מהיצורים המכונים באופן מסורתי "דם חם", כמו ציפורים ויונקים, מתאימים לשלוש הקטגוריות הללו (כלומר, הם אנדותרמיים, הומיאותרמיים, ו tachymetabolic). עם זאת, במהלך 30 השנים האחרונות, מחקרים בתחום התרמופיזיולוגיה של בעלי חיים גילו מינים רבים השייכים לשתי קבוצות אלה שאינם תואמים את כל הקריטריונים הללו. למשל, רבים עטלפים וציפורים קטנות הן poikilothermic ו ברדימטבולית כשהם ישנים לילה (או, אצל מינים ליליים, במשך היום). עבור היצורים הללו, המונח הטרותרמיה הוטבע.
מחקרים נוספים על בעלי חיים שבאופן מסורתי הניחו שהם בדם קר הראו שרוב היצורים משלבים וריאציות שונות של שלושת המונחים שהוגדרו לעיל, יחד עם עמיתיהם (אקטותרמיה, טיפול תרופתי, ו ברדימטבוליזם ), וכך נוצר קשת רחבה של סוגי טמפרטורת גוף. כמה דג בעלי מאפיינים בעלי דם חם, כגון אופה. דַג חֶרֶב וכמה כרישים יש מחזור הדם מנגנונים השומרים על שלהם מוֹחַ ו עיניים מעל לטמפרטורות הסביבה וכך מגדילים את יכולתם לזהות ולהגיב אליהם טֶרֶף.[1][2][3] לטונה וכמה כרישים יש מנגנונים דומים בשריריהם, ומשפרים את כושר העמידה שלהם בשחייה במהירות גבוהה.[4]
ייצור חום
חום הגוף הוא נוצר על ידי חילוף חומרים. זה מתייחס לתגובות הכימיות תאים השתמש כדי לפרק גלוקוז למים ו פחמן דו חמצני ובכך ליצור ATP (אדנוזין טרי פוספט ), תרכובת בעלת אנרגיה גבוהה המשמשת להנעת תהליכים תאיים אחרים. כיווץ שרירים הוא סוג של תהליך מטבולי המייצר אנרגיית חום, וחום נוצר גם באמצעות חיכוך כאשר הדם זורם במערכת הדם.
כל האורגניזמים מטבוליזם מזון ותשומות אחרות, אך חלקם משתמשים בתפוקה טוב יותר מאחרים. כמו כל המרות אנרגיה, חילוף החומרים אינו יעיל למדי, וכ- 60% מהאנרגיה הזמינה מומרת לחום ולא ל- ATP. ברוב האורגניזמים, החום הזה פשוט מאבד מהסביבה. עם זאת, הומיאותרמות אנדותרמיות (בעלי החיים המאופיינים בדרך כלל כ"דם חם ") מייצרים חום רב יותר ויש להם דרכים טובות יותר לשמור ולווסת אותו מאשר לבעלי חיים אחרים. יש להם קצב חילוף חומרים בסיסי גבוה יותר, וגם יכולת גדולה יותר להגביר את קצב חילוף החומרים שלהם כאשר הם עסוקים בפעילות מאומצת. בדרך כלל יש להם בידוד מפותח על מנת לשמור על חום הגוף, פרווה ו מְדוּזָה במקרה של יונקים ו נוצות אצל ציפורים. כאשר בידוד זה אינו מספיק כדי לשמור על טמפרטורת הגוף, הם עשויים לנקוט רועדת - כיווצי שרירים מהירים המשתמשים במהירות ב- ATP ובכך מגרים את חילוף החומרים בתאים להחליפו וכתוצאה מכך מייצרים יותר חום. באופן כללי, בסביבות חמות, הם משתמשים בקירור אידוי כדי להשיל עודף חום, או על ידי מְיוֹזָע (יונקים מסוימים) או על ידי התנשמות (יונקים רבים וכל העופות) - באופן כללי, מנגנונים שאינם קיימים סיבוכים.
הגנה מפני פטריות
ההשערה הייתה כי דם חם התפתח אצל יונקים וציפורים משום שהוא סיפק הגנה מפני זיהומים פטרייתיים. מעט מאוד פטריות יכולות לשרוד את טמפרטורות הגוף של בעלי חיים בעלי דם חם. לשם השוואה, חרקים, זוחלים ודו-חיים מוטרדים מזיהומים פטרייתיים.[5][6][7][8]
הפניות
- ^ עיניים חמות לדגים קרים - וונג 2005 (110): 2 - ScienceNOW
- ^ בלוק, B.A. & קארי, F.G. (מרץ 1985). "טמפרטורות חמות של מוח ועין בכרישים". כתב העת לפיזיולוגיה השוואתית ב. 156 (2): 229–36. דוי:10.1007 / BF00695777. PMID 3836233. S2CID 33962038.
- ^ "עיניים חמות מעניקות לטורפי הים העמוק חזון סופר". אוניברסיטת קווינסלנד. 11 בינואר 2005.
- ^ מקפרלן, פ '(ינואר 1999). "דג עם דם חם". עלון חודשי של אגודת האקווריומים של המילטון ומחוז. הועבר לארכיון מ המקורי ב -15 במאי 2013. הוחזר 31 במאי 2008.
- ^ דאן, רוב (2011). "רוצח פטריות עשה לנו דם חם". מדען חדש. הוחזר 27 באפריל 2016.(נדרש מנוי)
- ^ אביב ברגמן, ארתורו קאסאדוול. 2010. אנדותרמיה של יונקים מגבילה בצורה מיטבית את העלויות הפטריות והמטבוליות. mBio נובמבר 2010, 1 (5) e00212-10. דוי:10.1128 / mBio.00212-10
- ^ וינסנט א 'רוברט, ארתורו קזדוואל. 2009. אנדותרמיה של חוליות מגבילה את רוב הפטריות כפתוגנים פוטנציאליים. כתב העת למחלות זיהומיות, כרך 200, גיליון 10, 15 בנובמבר 2009, עמודים 1623–1626. דוי:10.1086/644642
- ^ Casadevall A (2012) פטריות ועליית היונקים. PLoS פתוג 8 (8): e1002808. דוי:10.1371 / journal.ppat.1002808
