A többsejtű állatok testének egyes részei más és más élettani feladat ellátásra specializálódtak. Ez azt jelenti, hogy a szervezetet felépítő sokféle sejt közül nem mindegyoknek kell alkalmazkodnia a szélsőséges hőmérséklethez, a szárazsághoz vagy más nehéz körülményekhez. Más sejtek úgy alkalmazkodnak, hogy saját feladataikat is elláthassák, és a többivel is együttműködhessenek, s így az egész szervezetet hatékonyabbá tegyék. Többsejtű éőlények elképesztően sokféle környezetben élhetnek, ám szervezetükön belül a körülményeket állandóan nagyjából azonosan tartják. A test belső környezetének állandóságát fenntartó ezen folyamat neve homeosztázis.
John Hunter, aki számos vizsgálatot végzett az embereken és az állatokon kimutatta, hogy az alapvető különbség az úgynevezett meleg vérű és hideg vérű állatok között a korábbi hőmérséklet megfigyelhető állandóságán, és a későbbi hőmérséklet észlelhető változékonyságán alapul. Szinte minden madarat és emlőst magas és majdnem állandó, a környező levegőtől független hőmérséklet jellemez, melyet homeotermiának neveznek. Szinte valamennyi egyéb állat hőmérséklete változatosságot mutat a környezettől függően, melyet poikilotermiának neveznek.
Bizonyos emlősök kivételt képeznek e szabály alól, ugyanis meleg vérűek nyáron vagy napközben, de hideg vérűek télen amikor hibernálódnak, illetve éjszaka, alvás közben. J. O. Wakelin Barratt olyan kórtani állapotokat talált, melyek esetén egy meleg vérű (homeoterm) állat átmenetileg hideg vérűvé (poikilotermmé) válik. Meggyőzően bemutatta, hogy ez az állapot jellemzi a veszettségben szenvedő nyulakat az életük utolsó szakaszában, mikor a rektális hőmérsékletük a szobahőmérsékletre áll be, és vele együtt változik néhány fokkal. Ezt az állapotot azzal a feltevéssel magyarázta, hogy a hőszabályzásért felelős idegi mechanizmus elkezd lebénulni. Ebben az időszakban a légzés és a szívverés aránya lassulni kezd, ami jelentős hasonlóságot mutat a hibernáció állapotával. Sutherland Simpson rávilágított, hogy egy meleg vérű állat mély érzéstelenítés során elkezdi felvenni a környezete hőmérsékletét. Bemutatta, hogy amikor egy éter használatával mély érzéstelenítés állapotába juttatott majom egy hideg kamrába kerül, a hőmérséklete fokozatosan csökkenni kezd, majd mikor elér egy megfelelően alacsony pontra (a majom esetében 25 °C-ra), az érzéstelenítésre már nincs többé szükség, az állat érzéketlenné válik a fájdalomra, és egyetlen élénkítőszerrel sem ébreszthető fel; mivel valójában a hideg tartja kábulatban, és egy olyan állapotban, amit „mesterséges hibernációnak” neveznek. Erre az a tény szolgál magyarázatul, hogy a hőszabályzó mechanizmus összezavarodik. Hasonló eredményeket figyeltek meg macskákkal végzett kísérletek során is.
Az alacsony hőmérséklet átvészeléséhez egyes halak olyan képességet fejlesztettek ki, ami lehetővé teszi számukra az aktivitást fagypont alatti hőmérséklet mellett is; némelyikük fagyásgátlót vagy fagyásgátló proteineket használ annak elkerülésére, hogy a szöveteiben jégkristályok keletkezzenek. A kétéltűek és a hüllők párolgásos hűtés és viselkedési adaptációk segítségével küzdenek meg a hőveszteséggel.
A legalacsonyabb testhőmérsékletű emlősök az ausztráliai hangyászsünök (Tachyglossus aculeatus). Ha aktívak, akkor a vérhőmérsékletük csupán 22-24 Celsius fok, de fokozott igénybevétel esetén akár 32 fokra is felmehet, a tél folyamán azonban két-három héten keresztül mindössze 4-9 fokra csökken. Az állatvilágban szinte példátlan ez a nagyfokú ingadozás. Az emberi szervezet normális hőmérséklete például 36 és 37 fok között van, és már az 1-2 fokos hőveszteség is izomremegéssel, reszketéssel jár. Tartós hatás esetén a szervezet hőszabályozása kimerül, a testhőmérséklet folyamatosan csökken, a remegés megszűnik, bágyadtság, álmosság, érzékcsalódás jelentkezik, majd a légzés ritkul, szívritmuszavar lép fel. A 27-28 fokos belső testhőmérsékletnél az emberek keringési rendszere összeomlik és beállhat a halál. A hangyászsünöknél azonban erről szó sincs. Ezeknek a fajoknak van egy másik különlegességük is, mégpedig az, hogy bár tojással szaporodnak, mégis anyatejjel táplálják kicsinyeiket. Ilyen különlegességgel csak az Ausztráliában élő kacsacsőrű emlősnél találkozhatunk.
A legtöbb állat testében a sejtek 60-80 százaléka víz. Javarészüknél az oldott anyagok is nagyjából azonos töménységben vannak jelen. A sejtek 0 és 43 fok közötti hőmérsékleten maradnak életben. Mégis, az állatok e belső körülményektől igencsak eltérő külső környezetben is megélnek. Például itt vannak a szárazdföldi állatok. Ahhoz, hogy egy állat a víztől távol is életben maradjon, olyan többé-kevésbé vízzáró köztakaróval kell rendelkeznie, amely megakadályozza a test nedvességtartalmának elvesztését. Ezenkívül rendszeresen vizet kell magához vennie, hogy pótolja azt, amit elveszít. Az állatoknak emellett fenn kell tartaniuk sejtjeik folyamatos tápanyagellátását és meg kell szabadulniuk bomlástermékeiktől, még mielőtt azok felszaporodva mérgezővé válnának.
A homeosztázis egy másik példája az a mód, ahogyan egyes állatok a testhőmérsékletüket szabályozzák, hogy egyrészt ne melegedjenek túl testük sejtjei, másrészt ne is hűtsék le őket túlságosan. Az állatok túlnyomó többsége a környezetből származó hővel tartja fenn testének hőmérsékletét. Gyakran hidegvérűnek nevezik őket, ám ez a kifejezés nem egészen pontos. Egy forró napon a hidegvérű sivatagi kígyók testhőmérséklete jóval magasabb is lehet, mint zsákmányáé, a melegvérű ugróegéré. A tudósok az ilyen állatokra egy sokkal megfelelőbb kifejezést alkalmaznak: ektoterm, ami azt jelenti, "külső hőellátású".
A helyváltoztatásra képes ektoterm állatok között sok olyan is akad, amely viselkedésével képes befolyásolni testének hőmérsékletét. E magatartásformákat legmagasabb szintre a ganajtúró bogarak és a szarvasgyíkok fejlesztették. Mindig képesek megtalálni azokat a helyeket, ahol meleg van, ha testük túl hideg, illetve a hűvös környezetet, amikor túlmelegszenek. Ezek az állatok gyakran pontosan meghatározott napirend szerint tevékenykednek. Éjszakára nagy fák, kövek vagy más olyan helyek közelében rejtőzködnek, melyek nappal magukba szívták a meleget, majd azt a hűvös éjszakákban lassan kisugározzák. Hajnalban előbújnak és a napon sütkérezve felmelegítik testüket, hogy felkészüljenek napi teendőikre (táplálkozás, fészeképítés). A déli hőség idején ismét árnyékba vonulnak, lehetőleg olyan helyre, ahol egy kis szellő is frissíti a levegőt. Alkonyatkor megint napoznak egyet, hogy az est leszállta előtt még több meleget magukba szívjanak.
Egyes emlősök a táplálékforrások megfogyatkozása és az alacsony hőmérséklet ellen föld alatti üregekben történő hibernációval védekeznek. A hosszú ideig tartó „sztázis” fenntartásához ezek az állatok barna zsírt halmoznak fel, és képesek valamennyi testfunkciójuk lelassítására. Az igazi hibernátorok (például az erdei mormota) a testhőmérsékletüket alacsonyan tartják a hibernáció során, míg a hamis hibernátorok (például a medvék) maghőmérséklete változik, néha egy-egy rövidebb időszakra meghaladja a fészek hőmérsékletét. Egyes denevérek igazi hibernátorokként barna zsíron alapuló, gyors, remegésmentes hőtermelésük révén kerülnek ki a hibernációból.
Az esztiváció (ami a sziesztához hasonló) nyáron fordul elő, és egyes emlősök számára lehetővé teszi a magas hőmérsékletű, vízhiányos időszakok túlélését (például a teknősök beássák magukat a tavi sár alá).
A kis endotermeknél, például a denevéreknél és az énekesmadaraknál fellépő nappali kábulat átmenetileg csökkenti a magas metabolikus arányt az energiatakarékosság érdekében.
Az állatok néhány csoportja képes arra, hogy testének hőmérsékletét a sejtekben végbemenő kémiai folyamatok által termelt hővel szabályozza. Ezeket az állatokat endotermnek nevezzük. A két fő endoterm állatcsoport a madaraké és az emlősöké. Néhány olyan rovar is van, például a méhek és molylepkék, amelyek képesek saját hőjükkel melegíteni magukat.
A pingvinek akár a - 40 fokos hőmérsékletet is képesek elviselni. Testük belsejét melegen tartják, míg a külső részeket, pl a lábukat éppen csak valamivel fagypont fölött tartják.
Az emlősök többségének nagyjából 37 fokos a testhőmérséklete. A madaraknál ez az érték általában 39 fok körül van. Ahhoz, hogy belső hőmérsékletüket állandó szinten tartsák, mikozben a külső hőmérséklet változik, szabályozniuk kell a testük által termelt, illetve leadott hő mennyiségét. Mivel az endoterm állatok szervezete általában melegebb, mint környezetük, nagyon fontos a hőleadás szabályozása. Az emlősöknél a szőrzet és a bőr alatti zsírréteg, a madaraknál pedig a tollak akadályozzák meg a túlzott hővesztést. Hideg időben ezek az állatok felborzolják szőrzetüket vagy tollazatukat, amely által több levegőt tart vissza, így jobb lesz a hőszigetelés. Az izmok reszketése, vacogása az aktív hőtermelést szolgálja.
Az állatok testük hűtésére is többféle módot alkalmaznak. A testfelszín közelében futó véredények kitágulnak, hogy több hőt adjanak le. A bőr felületéről verejték párolog el, de a párolgás végbemehet a száj és a légutak nyálkahártyáján keresztül is (lihegés).
A hideg tengerekben élő endoterm állstok, mint például a bálnák vagy a fókák, nem is próbálják egész testüket melegen tartani. Minden egyes végtag tövében hőcserélőként vérérhálózat húzódik, s ez segít a test központi része állandó hőmérsékletének a fenntartásában.
Források:
wikipedia.org
Peter J. B. Slater: Az állatok viselkedése
Steve Parker: Az állati test működése
AJÁNLOM AZ OLDALT
Súgó
Új hozzászólás
Frissítés
Friss bejegyzések
Friss hozzászólások
Archívum