Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Теплокро́вність або Гомойотермія або ендотермія — у класичному і звичайному розумінні, це здатність організмів підтримувати постійну температуру тіла (термічний гомеостаз) незалежно від температури навколишнього середовища. Ця здатність передбачає можливість охолодження або нагріву тіла. Теплокровні тварини переважно контролюють температуру свого тіла за рахунок регулювання швидкості обміну речовин.
| Теплокровність | |
| Протилежне | холоднокровність |
|---|---|
Проте, термін «теплокровність» (як і «холоднокровність») зараз визначений дуже нечітко та існують декілька можливих визначень терміну, що приводить до непорозумінь. Неможливо розділити всі організми на дві категорії при будь-якому визначенні. Підтримка температури тіла залучає велику кількість механізмів, що дають в результаті майже безперервний спектр температур тіла та ступеню впливу навколишнього середовища, із ідеальними класичними визначеннями на протилежних кутах цього спектру.
Визначення терміну «теплокровність»
Зазвичай термін «теплокровність» посилається на три окремі аспекти терморегуляції:
1. Ендотермія (від грец. endo — «в межах» і therm — «тепло») — здатність деяких організмів контролювати температури своїх тіл за допомогою внутрішніх засобів, наприклад, тремтіння м'язів або внутрішньоклітинних засобів. Деякі автори обмежують значення терміну конкретними механізмами підвищення швидкості метаболізму тварин для отримання тепла. Протилежність ендотермії — екзотермія.
2. Гомойотермія (від грец. homoios — «схожий» і therm — «тепло») — терморегуляція, що дозволяє підтримувати постійну внутрішню температуру тіла, незважаючи на зовнішній вплив. Ця температура зазвичай вища, ніж температура безпосереднього оточення. Протилежність гомойотермії — пойкілотермія.
3. Тахіметаболізм (від грец. tachy — «швидко» і metabol — «змінюватися») — вид терморегуляції, характерний для організмів із високим рівнем основного обміну, тобто швидкості метаболізму у стані спокою. Тахіметаболічні організми, по суті, зберігають високу активність протягом всього часу. Хоча їх основний обмін і повільніший їх швидкість основного обміну в активному стані, різниця не така велика, як у брадіметаболічних організмах. Тахіметаболічні організми, зазвичай, потребують більше їжі та гірше переносять її нестачу.
Переважна більшість організмів, як традиційно називаються «теплокровними» (ссавці і птахи), відповідають всім трьом визначенням. Проте, протягом другої половини 20-го століття, дослідження тварин виявили багато видів, що належать до однієї з цих груп, але не відповідають всім трьом визначенням теплокровності. Наприклад, багато кажанів та малих птахів — пойкілотермічні і брадіметаболічні під час сну. Для цих організмів використовується інший термін — гетеротермія.
З іншого боку, дослідження тварин, які традиційно вважалися холоднокровними, показали, що більшість організмів мають різні комбінації властивостей, характерних для теплокровних тварин, разом із властивостями, характерними для холоднокровних (ектотермія, пойкілотермія і брадіметаболізм), таким чином створюючи широкий спектр типів терморегуляції тіла.
Механізми терморегуляції традиційно теплокровних тварин
Створення та збереження тепла
Організми, що традиційно вважаються теплокровними, мають велике число мітохондрій на клітину, що надає їм можливість виробляти тепло, збільшуючи швидкість «спалювання» жирів і цукрів. Це вимагає набагато більшої кількості їжі, ніж кількість, що споживають холоднокровні тварини, для відновлення жирових та цукрових резервів.
Багато ендотермічних тварин доповнюють клітинний механізм тремтінням в холодних умовах, з ціллю перетворення жирів та цукрів на тепло за допомогою мускульної активності. Зимою, коли часто не вистачає їжі для підтримки високої швидкості обміну речовин протягом всього дня, деякі організми переходять в гіпотермічний стан, відомий як сплячка або глибокий сон. У такому стані енергія зберігається за рахунок зниження температури тіла. Багато птахів і маленьких ссавців (наприклад тенреки) також дозволяють температурі тіла знижуватися вночі, скорочуючи споживання енергії, необхідної для підтримки температури тіла. Навіть людина дещо знижує швидкість метаболізму протягом сну.
Втрата тепла більше загрожує невеликим організмам, оскільки вони мають більше співвідношення зовнішньої площі до об'єму. Найменші теплокровні тварини мають теплоізоляцію у вигляді хутра або пір'я. Водні теплокровні тварини загалом використовують глибокі шари жиру під шкірою для ізоляції, через те що хутро або пір'я неефективні в їх оточеннях. Пінгвіни використовують як пір'я, так і жир, через те що їх напіввовняний спосіб життя обмежує ступінь ізоляції, яку може надати пір'я. Птахи, особливо , мають кровоносні судини на нижніх частинах ніг, що служать теплообмінниками — вени розташовані поряд з артеріями і тому забирають їх тепло і переносять його назад у кровотік. Багато теплокровних тварин білі або світлі, скорочуючи втрату тепла за рахунок випромінювання і через скорочення потоку крові через шкіру.
Охолодження та запобігання перегріву
В тропічному і екваторіальному кліматі і протягом літа у помірних районах перегрів є такою ж загрозою, як і холод. У жарких умовах багато теплокровних тварин збільшують втрату тепла збільшенням дихання та випарюванням вологи у легенях, та збільшенням потоку крові через шкіру. Безволосі і коротковолосі ссавці, крім того, пітніють, тому що випаровування поту також знижує температуру. Слони зберігають спокій, використовуючи свої величезні вуха подібно до радіаторів: вони розмахують своїми вухами, збільшуючи потік повітря над ними.
Порівняння теплокровної та холоднокровної стратегій
Переваги швидкого метаболізму
Повна швидкість метаболізму тварин зростає приблизно удвічі на кожні 10 C° підвищення температури тіла (крім випадків, коли необхідно уникати гіпертермії). Теплокровність не забезпечує більшу швидкість руху, ніж холоднокровність — холоднокровні тварини можуть рухатися так само швидко, як і теплокровні тварини того ж розміру і будови тіла. Але теплокровні тварини значно витриваліші, ніж холоднокровні організми, тому що їх швидший метаболізм дозволяє швидко відновлювати джерела енергопостачання (особливо АТФ) і усувати продукти метаболізму (особливо молочну кислоту). Це надає можливість теплокровним хижакам наздоганяти здобич, а потенційній теплокровній здобичі уникати холоднокровних хижаків (за умовами уникнення початкового нападу або засідки), що робить теплокровних тварин успішнішими.
Переваги гомейотермії
Ферменти мають сильну залежність активності від температури і їх ефективність набагато зменшується за межами оптимальної температури. Організми із постійною температурою тіла, таким чином можуть використовувати ферменти, найефективніші при певній температурі. Інша перевага гомойотермічних тварин полягає в їх здатності підтримувати постійну температуру тіла та активність навіть за умовами дуже холодної погоди. Пойкілотермічні організми повинні або ефективно функціювати далеко за межами максимальної температури протягом більшості часу, або витрачати додаткові ресурси для створення ширшого ряду ферментів, щоб покрити ширший ряд температур тіла.
Недоліки теплокровності
Оскільки теплокровні тварини використовують ферменти, які специфічні для вузького ряду температур, гіпотермія (перехолодження) тіла швидко приводить до втрати активності та смерті. Також для підтримки постійної температури необхідна енергія — це приводить до необхідності гомуйотермічним тваринам споживати набагато більше їжі, ніж пойкілотермічним.
Тремтіння та спалювання жиру для підтримки температури вимагає великих витрат енергії, що приводить до певних проблем, наприклад:
- протягом зими, багато маленьких птахів втрачають біля третини ваги свого тіла протягом ночі.
- загалом теплокровна тварина вимагає від 5 до 10 разів більше їжі, ніж холоднокровна тварина того ж розміру і будови, тому холоднокровні тварини краще виживають за умов голоду й у безплідних середовищах.
Контроль температури холоднокровних тварин
Наукове розуміння механізмів терморегуляції значно просунулося з часу створення класичного поділу організмів на теплокровних та холоднокровних, в результаті була досліджена велика кількість таких механізмів.
Багато «холоднокровних» тварин використовують динамічні засоби для регулювання своїх внутрішніх температур:
- Ящірки і змії гріються на сонці вранці та увечері, і шукають притулок в полуденний час.
- Багато видів бджіл і метеликів активно махають крилами для підняття температури м'язів перед польотом.
- Бджоли у великих вуликах охолоджують вулик протягом жарких періодів, збираючись біля входів і використовуючи свої крила як вентилятори, продуваючи холодніше зовнішнє повітря через вулик. Вони також нагрівають вулик за часів холодів, збираючись посередині і тремтячи для виробництва тепла.
- Насипи термітів зазвичай орієнтуються в північно-південному напрямку таким чином, що вони поглинають максимально можливу кількість тепла як уранці та увечері, та мінімізують абсорбцію тепла удень.
Деякі інші «холоднокровні» організми використовують внутрішні механізми для підтримки температури тіла вищою за рівень середовища:
- Тунець і риба-меч довго вважалися чисто холоднокровними тваринами. Вони мешкають на великих океанських глибинах, де вода дуже холодна. Риба-меч, проте, може піднімати температуру свого мозку і очей, що дозволяє пришвидшувати рухи ока та обробку інформації під час полювання. Тунці можуть нагрівати все тіло за допомогою механізмів рете-мірабле (лат. rete mirabile), що допомагають утримувати тепло усередині тіла, і мінімізують втрату тепла через зябра. Їх плавникові м'язи розміщені біля центру тіла, що мінімізує втрату тепла.
- «Теплокровні» акули (наприклад, і біла акула) мінімізують втрату тепла, використовуючи свої зябра як теплообмінники — вени розташовані поряд з артеріями і тому переносять тепло від артерій назад до тіла.
- Великі морські черепахи проявляють інерційну гомейотермію () — їх організм мінімізує втрату тепла завдяки низькому співвідношенню зовнішньої площі тіла до його об'єму.
Див. також
Джерела
- Mark Blumberg (Apr 2002). Body Heat: Temperature and Life on Earth. Harvard University Press. ISBN . (англ.)
Посилання
- Теплокровні тварини // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
- Гомойотермія // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 54.
- Ендотермний організм // : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 84.
- www.earthlife.net [ 27 грудня 2001 у Wayback Machine.]
- The Reptipage: What is cold-blooded? [ 28 вересня 2007 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Teplokro vnist abo Gomojotermiya abo endotermiya u klasichnomu i zvichajnomu rozuminni ce zdatnist organizmiv pidtrimuvati postijnu temperaturu tila termichnij gomeostaz nezalezhno vid temperaturi navkolishnogo seredovisha Cya zdatnist peredbachaye mozhlivist oholodzhennya abo nagrivu tila Teplokrovni tvarini perevazhno kontrolyuyut temperaturu svogo tila za rahunok regulyuvannya shvidkosti obminu rechovin TeplokrovnistProtilezhneholodnokrovnist Prote termin teplokrovnist yak i holodnokrovnist zaraz viznachenij duzhe nechitko ta isnuyut dekilka mozhlivih viznachen terminu sho privodit do neporozumin Nemozhlivo rozdiliti vsi organizmi na dvi kategoriyi pri bud yakomu viznachenni Pidtrimka temperaturi tila zaluchaye veliku kilkist mehanizmiv sho dayut v rezultati majzhe bezperervnij spektr temperatur tila ta stupenyu vplivu navkolishnogo seredovisha iz idealnimi klasichnimi viznachennyami na protilezhnih kutah cogo spektru Viznachennya terminu teplokrovnist Zazvichaj termin teplokrovnist posilayetsya na tri okremi aspekti termoregulyaciyi 1 Endotermiya vid grec endo v mezhah i therm teplo zdatnist deyakih organizmiv kontrolyuvati temperaturi svoyih til za dopomogoyu vnutrishnih zasobiv napriklad tremtinnya m yaziv abo vnutrishnoklitinnih zasobiv Deyaki avtori obmezhuyut znachennya terminu konkretnimi mehanizmami pidvishennya shvidkosti metabolizmu tvarin dlya otrimannya tepla Protilezhnist endotermiyi ekzotermiya 2 Gomojotermiya vid grec homoios shozhij i therm teplo termoregulyaciya sho dozvolyaye pidtrimuvati postijnu vnutrishnyu temperaturu tila nezvazhayuchi na zovnishnij vpliv Cya temperatura zazvichaj visha nizh temperatura bezposerednogo otochennya Protilezhnist gomojotermiyi pojkilotermiya 3 Tahimetabolizm vid grec tachy shvidko i metabol zminyuvatisya vid termoregulyaciyi harakternij dlya organizmiv iz visokim rivnem osnovnogo obminu tobto shvidkosti metabolizmu u stani spokoyu Tahimetabolichni organizmi po suti zberigayut visoku aktivnist protyagom vsogo chasu Hocha yih osnovnij obmin i povilnishij yih shvidkist osnovnogo obminu v aktivnomu stani riznicya ne taka velika yak u bradimetabolichnih organizmah Tahimetabolichni organizmi zazvichaj potrebuyut bilshe yizhi ta girshe perenosyat yiyi nestachu Perevazhna bilshist organizmiv yak tradicijno nazivayutsya teplokrovnimi ssavci i ptahi vidpovidayut vsim trom viznachennyam Prote protyagom drugoyi polovini 20 go stolittya doslidzhennya tvarin viyavili bagato vidiv sho nalezhat do odniyeyi z cih grup ale ne vidpovidayut vsim trom viznachennyam teplokrovnosti Napriklad bagato kazhaniv ta malih ptahiv pojkilotermichni i bradimetabolichni pid chas snu Dlya cih organizmiv vikoristovuyetsya inshij termin geterotermiya Z inshogo boku doslidzhennya tvarin yaki tradicijno vvazhalisya holodnokrovnimi pokazali sho bilshist organizmiv mayut rizni kombinaciyi vlastivostej harakternih dlya teplokrovnih tvarin razom iz vlastivostyami harakternimi dlya holodnokrovnih ektotermiya pojkilotermiya i bradimetabolizm takim chinom stvoryuyuchi shirokij spektr tipiv termoregulyaciyi tila Mehanizmi termoregulyaciyi tradicijno teplokrovnih tvarinStvorennya ta zberezhennya tepla Organizmi sho tradicijno vvazhayutsya teplokrovnimi mayut velike chislo mitohondrij na klitinu sho nadaye yim mozhlivist viroblyati teplo zbilshuyuchi shvidkist spalyuvannya zhiriv i cukriv Ce vimagaye nabagato bilshoyi kilkosti yizhi nizh kilkist sho spozhivayut holodnokrovni tvarini dlya vidnovlennya zhirovih ta cukrovih rezerviv Bagato endotermichnih tvarin dopovnyuyut klitinnij mehanizm tremtinnyam v holodnih umovah z cillyu peretvorennya zhiriv ta cukriv na teplo za dopomogoyu muskulnoyi aktivnosti Zimoyu koli chasto ne vistachaye yizhi dlya pidtrimki visokoyi shvidkosti obminu rechovin protyagom vsogo dnya deyaki organizmi perehodyat v gipotermichnij stan vidomij yak splyachka abo glibokij son U takomu stani energiya zberigayetsya za rahunok znizhennya temperaturi tila Bagato ptahiv i malenkih ssavciv napriklad tenreki takozh dozvolyayut temperaturi tila znizhuvatisya vnochi skorochuyuchi spozhivannya energiyi neobhidnoyi dlya pidtrimki temperaturi tila Navit lyudina desho znizhuye shvidkist metabolizmu protyagom snu Vtrata tepla bilshe zagrozhuye nevelikim organizmam oskilki voni mayut bilshe spivvidnoshennya zovnishnoyi ploshi do ob yemu Najmenshi teplokrovni tvarini mayut teploizolyaciyu u viglyadi hutra abo pir ya Vodni teplokrovni tvarini zagalom vikoristovuyut gliboki shari zhiru pid shkiroyu dlya izolyaciyi cherez te sho hutro abo pir ya neefektivni v yih otochennyah Pingvini vikoristovuyut yak pir ya tak i zhir cherez te sho yih napivvovnyanij sposib zhittya obmezhuye stupin izolyaciyi yaku mozhe nadati pir ya Ptahi osoblivo mayut krovonosni sudini na nizhnih chastinah nig sho sluzhat teploobminnikami veni roztashovani poryad z arteriyami i tomu zabirayut yih teplo i perenosyat jogo nazad u krovotik Bagato teplokrovnih tvarin bili abo svitli skorochuyuchi vtratu tepla za rahunok viprominyuvannya i cherez skorochennya potoku krovi cherez shkiru Oholodzhennya ta zapobigannya peregrivu V tropichnomu i ekvatorialnomu klimati i protyagom lita u pomirnih rajonah peregriv ye takoyu zh zagrozoyu yak i holod U zharkih umovah bagato teplokrovnih tvarin zbilshuyut vtratu tepla zbilshennyam dihannya ta viparyuvannyam vologi u legenyah ta zbilshennyam potoku krovi cherez shkiru Bezvolosi i korotkovolosi ssavci krim togo pitniyut tomu sho viparovuvannya potu takozh znizhuye temperaturu Sloni zberigayut spokij vikoristovuyuchi svoyi velichezni vuha podibno do radiatoriv voni rozmahuyut svoyimi vuhami zbilshuyuchi potik povitrya nad nimi Porivnyannya teplokrovnoyi ta holodnokrovnoyi strategijPerevagi shvidkogo metabolizmu Povna shvidkist metabolizmu tvarin zrostaye priblizno udvichi na kozhni 10 C pidvishennya temperaturi tila krim vipadkiv koli neobhidno unikati gipertermiyi Teplokrovnist ne zabezpechuye bilshu shvidkist ruhu nizh holodnokrovnist holodnokrovni tvarini mozhut ruhatisya tak samo shvidko yak i teplokrovni tvarini togo zh rozmiru i budovi tila Ale teplokrovni tvarini znachno vitrivalishi nizh holodnokrovni organizmi tomu sho yih shvidshij metabolizm dozvolyaye shvidko vidnovlyuvati dzherela energopostachannya osoblivo ATF i usuvati produkti metabolizmu osoblivo molochnu kislotu Ce nadaye mozhlivist teplokrovnim hizhakam nazdoganyati zdobich a potencijnij teplokrovnij zdobichi unikati holodnokrovnih hizhakiv za umovami uniknennya pochatkovogo napadu abo zasidki sho robit teplokrovnih tvarin uspishnishimi Perevagi gomejotermiyi Dokladnishe Gomojotermni organizmi Fermenti mayut silnu zalezhnist aktivnosti vid temperaturi i yih efektivnist nabagato zmenshuyetsya za mezhami optimalnoyi temperaturi Organizmi iz postijnoyu temperaturoyu tila takim chinom mozhut vikoristovuvati fermenti najefektivnishi pri pevnij temperaturi Insha perevaga gomojotermichnih tvarin polyagaye v yih zdatnosti pidtrimuvati postijnu temperaturu tila ta aktivnist navit za umovami duzhe holodnoyi pogodi Pojkilotermichni organizmi povinni abo efektivno funkciyuvati daleko za mezhami maksimalnoyi temperaturi protyagom bilshosti chasu abo vitrachati dodatkovi resursi dlya stvorennya shirshogo ryadu fermentiv shob pokriti shirshij ryad temperatur tila Nedoliki teplokrovnosti Termograma holodnokrovna zmiya pozhiraye teplokrovnu mishu Oskilki teplokrovni tvarini vikoristovuyut fermenti yaki specifichni dlya vuzkogo ryadu temperatur gipotermiya pereholodzhennya tila shvidko privodit do vtrati aktivnosti ta smerti Takozh dlya pidtrimki postijnoyi temperaturi neobhidna energiya ce privodit do neobhidnosti gomujotermichnim tvarinam spozhivati nabagato bilshe yizhi nizh pojkilotermichnim Tremtinnya ta spalyuvannya zhiru dlya pidtrimki temperaturi vimagaye velikih vitrat energiyi sho privodit do pevnih problem napriklad protyagom zimi bagato malenkih ptahiv vtrachayut bilya tretini vagi svogo tila protyagom nochi zagalom teplokrovna tvarina vimagaye vid 5 do 10 raziv bilshe yizhi nizh holodnokrovna tvarina togo zh rozmiru i budovi tomu holodnokrovni tvarini krashe vizhivayut za umov golodu j u bezplidnih seredovishah Kontrol temperaturi holodnokrovnih tvarinNaukove rozuminnya mehanizmiv termoregulyaciyi znachno prosunulosya z chasu stvorennya klasichnogo podilu organizmiv na teplokrovnih ta holodnokrovnih v rezultati bula doslidzhena velika kilkist takih mehanizmiv Bagato holodnokrovnih tvarin vikoristovuyut dinamichni zasobi dlya regulyuvannya svoyih vnutrishnih temperatur Yashirki i zmiyi griyutsya na sonci vranci ta uvecheri i shukayut pritulok v poludennij chas Bagato vidiv bdzhil i metelikiv aktivno mahayut krilami dlya pidnyattya temperaturi m yaziv pered polotom Bdzholi u velikih vulikah oholodzhuyut vulik protyagom zharkih periodiv zbirayuchis bilya vhodiv i vikoristovuyuchi svoyi krila yak ventilyatori produvayuchi holodnishe zovnishnye povitrya cherez vulik Voni takozh nagrivayut vulik za chasiv holodiv zbirayuchis poseredini i tremtyachi dlya virobnictva tepla Nasipi termitiv zazvichaj oriyentuyutsya v pivnichno pivdennomu napryamku takim chinom sho voni poglinayut maksimalno mozhlivu kilkist tepla yak uranci ta uvecheri ta minimizuyut absorbciyu tepla uden Deyaki inshi holodnokrovni organizmi vikoristovuyut vnutrishni mehanizmi dlya pidtrimki temperaturi tila vishoyu za riven seredovisha Tunec i riba mech dovgo vvazhalisya chisto holodnokrovnimi tvarinami Voni meshkayut na velikih okeanskih glibinah de voda duzhe holodna Riba mech prote mozhe pidnimati temperaturu svogo mozku i ochej sho dozvolyaye prishvidshuvati ruhi oka ta obrobku informaciyi pid chas polyuvannya Tunci mozhut nagrivati vse tilo za dopomogoyu mehanizmiv rete mirable lat rete mirabile sho dopomagayut utrimuvati teplo useredini tila i minimizuyut vtratu tepla cherez zyabra Yih plavnikovi m yazi rozmisheni bilya centru tila sho minimizuye vtratu tepla Teplokrovni akuli napriklad i bila akula minimizuyut vtratu tepla vikoristovuyuchi svoyi zyabra yak teploobminniki veni roztashovani poryad z arteriyami i tomu perenosyat teplo vid arterij nazad do tila Veliki morski cherepahi proyavlyayut inercijnu gomejotermiyu yih organizm minimizuye vtratu tepla zavdyaki nizkomu spivvidnoshennyu zovnishnoyi ploshi tila do jogo ob yemu Div takozhHolodnokrovnist TermoregulyaciyaDzherelaMark Blumberg Apr 2002 Body Heat Temperature and Life on Earth Harvard University Press ISBN 978 0674007628 angl PosilannyaTeplokrovni tvarini Universalnij slovnik enciklopediya 4 te vid K Teka 2006 Gomojotermiya navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 54 Endotermnij organizm navch metod posib uklad O G Lanovenko O O Ostapishina Herson PP Vishemirskij V S 2013 S 84 www earthlife net 27 grudnya 2001 u Wayback Machine The Reptipage What is cold blooded 28 veresnya 2007 u Wayback Machine