Kaj naredi živalski endotermik?

Endotermične živali so tiste, ki morajo proizvajati svojo toploto za vzdrževanje optimalne telesne temperature. V navadnem jeziku te živali običajno imenujemo "toplokrvne". Izraz endoterma izhaja iz grščine endon, pomen znotraj, in termos, kar pomeni toplota. Žival, ki je endotermična, je uvrščena v kategorijo an endotermi, skupina, ki vključuje predvsem ptice in sesalci. Druga največja skupina živali so ektotermi- tako imenovane "hladnokrvne" živali s telesi, ki se prilagajajo ne glede na temperaturo v njihovi okolici. Ta skupina je tudi zelo velika, vključno z ribami oz. plazilci, dvoživke in nevretenčarji, kot so žuželke.

Pri endotermih večina toplote, ki jo proizvedejo, izvira iz notranjih organov. Na primer, ljudje ustvarijo približno dve tretjini svoje toplote v prsnem košu (srednji del), pri čemer jih približno petnajst odstotkov ustvarijo možgani. Endotermi imajo višjo hitrost metabolizma kot ektotermi, kar zahteva, da porabijo več maščob in sladkorjev, da ustvarijo toploto, ki jo potrebujejo za preživetje pri hladnih temperaturah. Pomeni tudi, da morajo v hladnih temperaturah najti sredstva za zaščito pred izgubo toplote v tistem delu telesa, ki so primarni toplotni viri. Obstaja razlog, zakaj starši pozimi svoje otroke zavežejo s plašči in klobuki.

Vsi endotermi imajo idealno telesno temperaturo, pri kateri uspevajo, zato se morajo razvijati ali ustvarjati različna sredstva za vzdrževanje te telesne temperature. Za ljudi je optimalno dobro znano območje sobne temperature od 68 do 72 stopinj Fahrenheita kar nam omogoča aktivno delo in ohranjanje notranje telesne temperature pri običajni 98.6 ali blizu nje stopinj. Ta nekoliko nižja temperatura nam omogoča, da delamo in se igramo, ne da bi presegli našo idealno telesno temperaturo. To je razlog, zakaj nas zelo vroče poletno vreme počasi potuje - je naravno telo, ki nam preprečuje pregrevanje.

Obstaja na stotine prilagoditev, ki so se razvile v endotermi, da bi lahko različne vrste preživele v različnih podnebnih razmerah. Večina endotermov se je na splošno razvila v bitja, prekrita s kakšno dlako ali krznom, da bi zaščitila pred izgubo toplote v hladnem vremenu. Ali pri ljudeh so se naučili ustvarjati oblačila ali kuriti gorivo, da bi v hladnih razmerah ostali topli.

Edinstvena za endoterme je sposobnost tresenja, ko je mraz. To hitro in ritmično krčenje skeletnih mišic ustvarja lasten vir toplote s pomočjo fizike mišic, ki gorijo energijo. Nekateri endotermi, ki živijo v hladnem podnebju, kot so polarni medvedi, so razvili kompleksen nabor arterij in žil, ki ležijo blizu drug drugemu. Ta prilagoditev omogoča, da topla kri, ki teče navzven iz srca, predgreje hladnejšo kri, ki teče nazaj v srce iz okončin. Globoko morska bitja so razvila debele plasti mehurja, da se zaščitijo pred izgubo toplote.

Drobne ptice lahko preživijo hladne razmere zaradi izjemnih izolacijskih lastnosti lahkega perja in puha ter s specializiranimi mehanizmi za izmenjavo toplote na golih nogah.

Večina endotermičnih živali ima tudi sredstva za hlajenje, da ohranijo telesno temperaturo na optimalni ravni v vročih razmerah. Nekatere živali v sezonskih toplih obdobjih naravno izločijo večino svoje goste dlake ali krzna. Poleti mnoga bitja nagonsko selijo v hladnejša območja.

Da se ohladi, kadar je pretoplo, lahko endotermi zadihajo, kar vodi do izhlapevanja, kar povzroči hladilni učinek s toplotno fiziko vode, ki izhlapi v hlape. Ta kemični postopek povzroči sproščanje shranjene toplotne energije. Ista kemija deluje, ko se ljudje in drugi kratkodlaki sesalci znojimo - tudi to nas hladi s termodinamiko izhlapevanja. Ena od teorij je, da so se krila ptic prvotno razvila kot organe, da bi odvečno toploto čim prej odvajali vrste, ki so le postopoma odkrivale prednosti letenja, ki so jih omogočili ti pernati oboževalci.

Ljudje imajo seveda tudi tehnološka sredstva za zniževanje temperatur, da zadovoljijo svoje potrebe po endotermih. Dejansko se je velik odstotek naše tehnologije skozi stoletja razvijal iz naših osnovnih potreb endotermični narave.