Теплокровность это в биологии кратко

Обновлено: 02.07.2024

Теплокровные животные - это животные, температура тела которых не зависит от температуры окружающей среды.
Холоднокровные животные - это животные, температура тела которых зависит от температуры окружающей среды.

Как написать хороший ответ? Как написать хороший ответ?

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Гомойотермия (теплокровность) – это особенность, которая появилась в конце эволюционного пути и встречается только у современных представителей фауны. Теплокровных животных также называют эндотермными или гомойотермными животными.

Они вырабатывают тепло внутри своего тела, и имеют терморегуляторную систему, которая поддерживает постоянную температуру тела, в значительной степени независимую от условий окружающей среды. Также температура их тела остается практически неизменной на протяжении всей жизни.

Теплокровные животные, чтобы поддерживать тепло своего тела большую часть пищи, которую они употребляют преобразовать в энергию. Этот процесс осуществляется при помощи митохондрий – органелл в эукариотических клетках. Лишь малая часть еды, преобразовывается в массу тела.

В частности, мелкие животные, должны интенсивно питаться, особенно пищей с высоким содержанием энергии, такой как семена, насекомые или другие небольшие животные. Более крупные животные нуждаются в меньшем количестве пищи. Обычно у теплокровных животных температура тела выше, чем у окружающей среды. Гомойотермным животным сложно потерять тепло, и относительно легко согреться.

Примеры теплокровных животных

Люди, которые также являются теплокровными, поддерживают постоянную температуру на уровни около 37° C. Большинство млекопитающих, крупных и маленьких, а также птиц – гомойотермные.

Все приматы (включая, людей), кошачьи (тигры, гепарды, львы, домашние кошки и др.), грызуны (крысы, бобры, бурундуки и др.), сумчатые (кенгуру), куньи (барсуки и выдры), однопроходные (утконосы), морские млекопитающие (киты, тюлени, моржи, ламантины, дельфины и др.), собаки, свиньи, слоны и многие другие являются теплокровными.

Однако, некоторые виды птиц не относятся к гомойотермным животным. Более того, млекопитающие, такие как летучие мыши, крысы, кроты и ехидны, не являются ни теплокровными, ни холоднокровными.

Эволюционные механизмы адаптации гомойотермных животных

Так как теплокровные животные не зависят от окружающей среды, чтобы поддерживать температуру тела, они могут жить как в жарких, так и холодных регионах мира. Они имеют различные адаптации, чтобы сохранить тепло, включая густую шерсть, перья у птицы, или жир у морских млекопитающих.

Существует также различные поведенческие реакции, включая озноб, миграцию, или спячку в холодное время года. Некоторые птицы мигрируют на тысячи километров в более теплые регионы. Есть также много мелких теплокровных птиц и млекопитающих, которые, как известно, впадают в спячку.

Потовые железы используются для снижения температуры тела; у приматов они присутствуют по всему телу, в то время как у кошек и собак железы встречаются только на ногах. Одышка – это еще один механизм для потери тепла.

Преимущества гомойотермии

Теплокровные животные, как правило, не впадают в зимнюю спячку, кроме нескольких исключений, и они могут быть активными в течение всего года, питаясь, перемещаясь и защищая себя от хищников.

Хотя теплокровные животные должны потреблять много пищи, чтобы оставаться активными, у них есть энергия и средства для доминирования во всех природных зонах, даже в холодной Антарктиде или высоких горных хребтах. Они также могут перемещаться быстрее и на большие расстояния, чем холоднокровные животные.

Недостатки гомойотермии

Так как температура тела у теплокровных животных остается стабильной, они являются идеальными хозяевами для жизни многих паразитов, таких как черви, или микроорганизмы, включая бактерии и вирусы, многие из которых могут вызвать смертельные заболевания.

Поскольку гомойотермные животные выделяют собственное тепло, важным фактором является соотношение массы к площади поверхности тела. Большая масса тела производит больше тепла, а большая поверхность тела используется для охлаждения летом или в более жаркой среде обитания, например, огромные уши у слонов. Поэтому теплокровные животные не могут быть такими маленькими, как холоднокровные насекомые.

Гомойотермия (теплокровность) — Способность поддерживать постоянство температуры тела при различных температурных условиях окружающей среды. Г. обеспечивается нервными и метаболическими процессами химической и физической терморегуляции. Г. свойственна птицам и животным … Адаптивная физическая культура. Краткий энциклопедический словарь

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ — звери (Mammalia), класс позвоночных, наиболее известная группа животных, включающая более чем 4600 видов мировой фауны. В нее входят кошки, собаки, коровы, слоны, мыши, киты, люди и т.д. В ходе эволюции млекопитающие осуществили широчайшую… … Энциклопедия Кольера

Велоцираптор — † Велоцираптор … Википедия

Velociraptor — ? † Велоцираптор Скелет и силуэт велоцираптора Научная классификация Царство: Животные Тип … Википедия

Velociraptor mongoliensis — ? † Велоцираптор Скелет и силуэт велоцираптора Научная классификация Царство: Животные Тип … Википедия

Велоцераптор — ? † Велоцираптор Скелет и силуэт велоцираптора Научная классификация Царство: Животные Тип … Википедия

Общий очерк4 — Пресмыкающиеся по сравнению с земноводными представляют собой следующий этап приспособления позвоночных животных к жизни на суше. Это первые настоящие наземные позвоночные, характеризующиеся тем, что размножаются на суше яйцами, дышат… … Биологическая энциклопедия

млекопитающие — их; мн. (ед. млекопитающее, его; ср.). Зоол. Класс высших позвоночных животных, выкармливающих детёнышей своим молоком. Отряд млекопитающих. Изучать млекопитающих. * * * млекопитающие класс позвоночных животных. Первые млекопитающие произошли от… … Энциклопедический словарь

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ — Класс позвоночных животных. Первые млекопитающие произошли от зверозубых пресмыкающихся (териодонтов) в триасе, наибольшего разнообразия достигли в олигоцене. Для млекопитающих характерны млечные железы, вырабатывающие молоко для вскармливания… … Большой Энциклопедический словарь

Теплокровность или Гомойотермия — в классическом и обычном понимании, это способность организмов поддерживать постоянную температуру тела (термический гомеостаз) независимо от температуры окружающей среды. Эта способность включает в себя возможность охлаждения или нагрева тела. Теплокровные животные преимущественно контролируют температуру своего тела за счет регулирования скорости обмена веществ.

С другой стороны, исследования животных, которые традиционно считались хладнокровными, показали, что большинство организмов имеют различные комбинации свойств, характерных для теплокровных животных, вместе со свойствами, характерными для холоднокровных (ектотермия, пойкилотермия и брадиметаболизм), создавая широкий спектр типов терморегуляции тела .

Механизмы терморегуляции традиционно теплокровных животных

Создание и сохранение тепла

Организмы, которые традиционно считаются теплокровными, имеют большое число митохондрий на клетку, что дает им возможность производить тепло, увеличивая скорость "сжигания" жиров и сахаров. Это требует гораздо большего количества пищи, чем количество, потребляющих хладнокровные животные, для восстановления жировых и сахарной резервов.

Многие эндотермических животных дополняют клеточный механизм дрожью в холодных условиях, с целью преобразования жиров и сахаров на тепло с помощью мускульной активности. Зимой, когда часто не хватает пищи для поддержания высокой скорости обмена веществ в течение всего дня, некоторые организмы переходят в гипотермический состояние, известное как спячка или глубокий сон. В таком состоянии энергия сохраняется за счет снижения температуры тела. Многие птицы и маленьких млекопитающих (например тенреки) также позволяют температуре тела снижаться ночью, сокращая потребление энергии, необходимой для поддержания температуры тела. Даже человек несколько снижает скорость метаболизма в течение сна.

Потеря тепла больше угрожает небольшим организмам, поскольку они имеют большее соотношение внешней площади к объему. Наименьшие теплокровные животные имеют теплоизоляцию в виде меха или перьев. Водные теплокровные животные вообще используют глубокие слои жира под кожей для изоляции, потому что мех или перья неефективни в их окружениях. Пингвины используют как перья, так и жир, потому что их полуводный образ жизни ограничивает степень изоляции, которую может предоставить перьев. Птицы, особенно болотные, имеют кровеносные сосуды на нижних частях ног, служат теплообменниками — вены расположены рядом с артериями и поэтому забирают их тепло и переносят его обратно в кровоток. Многие теплокровных животных белые или светлые, сокращая потери тепла за счет излучения и из-за сокращения потока крови через кожу.

Охлаждение и предотвращения перегрева

В тропическом и экваториальном климате и в течение лета в умеренных районах перегрев является таким же угрозой, как и холод. В жарких условиях многие теплокровных животных увеличивают потерю тепла увеличением дыхания и испарением влаги в легких, и увеличением потока крови через кожу. Безволосые и коротковолосого млекопитающие кроме того потеют, потому что испарения пота также снижает температуру. Слоны сохраняют спокойствие, используя свои огромные уши подобно радиаторов: они размахивают своими ушами, увеличивая поток воздуха над ними.

Сравнение теплокровного и хладнокровной стратегий

Преимущества быстрого метаболизма

Полная скорость метаболизма животных возрастает примерно вдвое на каждые 10 C ° повышение температуры тела (кроме случаев, когда необходимо избегать гипертермии). Теплокровность не обеспечивает большую скорость движения, чем хладнокровие — хладнокровные животные могут двигаться так же быстро, как и теплокровные животные того же размера и телосложения. Но теплокровные животные значительно выносливее, чем хладнокровные организмы, потому что их быстрее метаболизм позволяет быстро восстанавливать источники энергоснабжения (особенно АТФ) и устранять продукты метаболизма (особенно молочную кислоту). Это дает возможность теплокровным хищникам догонять добычу, а потенциальной теплокровному добычи избегать хладнокровных хищников (по условиям избежание начального нападения или засады), что делает теплокровных животных успешными.

Преимущества гомейотермии

Ферменты имеют сильную зависимость активности от температуры и их эффективность намного зменшенуеться за пределами оптимальной температуры. Организмы с постоянной температурой тела, таким образом могут использовать ферменты, эффективные при определенной температуре. Другое преимущество гомейотермичних животных заключается в их способности поддерживать постоянную температуру тела и активность даже по условиям очень холодной погоды. Пойкилотермични организмы должны или эффективно функционировать далеко за пределами мексимальнои температуры в течение большинства времени, или тратить дополнительные ресурсы для создания широкого ряда ферментов, чтобы покрыть более широкий ряд температур тела.

Недалеко теплокровности

Поскольку теплокровные животные используют ферменты, которые специфичны для узкого ряда температур, гипотермия (переохлаждения) тела быстро приводит к потере активности и смерти. Также для поддержания постоянной температуры необходима энергия — это приводит к необходимости гомуйотермичним животным потреблять гораздо больше еды, чем пойкилотермичним.

Дрожь и сжигания жира для поддержания температуры требует больших затрат энергии, приводит к определенным проблемам, например:

в течение зимы, много маленьких птиц теряют около трети веса своего тела в течение ночи.
в общем теплокровных животных требует от 5 до 10 раз больше пищи, чем хладнокровная животное того же размера и строения, поэтому хладнокровные животные лучше выживают в условиях голода и в бесплодных средах.

Контроль температуры холоднокровных животных

Научное понимание механизмов терморегуляции значительно продвинулось с момента создания классического разделения организмов на теплокровных и холоднокровных, в результате была исследована большое количество таких механизмов.

Ящерицы и змеи греются на солнце в утренние и вечером, и ищут убежище в полуденные часы.
Многие виды пчел и бабочек активно машут крыльями для поднятия температуры мышц перед полетом.
Пчелы в больших ульях охлаждают улей течение жарких периодов, собираясь у входов и используя свои крылья в качестве вентиляторов, продувая холоднее наружный воздух через улей. Они также нагревают улей во времена холодов, собираясь посередине и дрожа для производства тепла.
Насыпи термитов обычно ориентируются в северо-южном направлении таким образом, что они поглощают максимально возможное количество тепла как утром и вечером, и минимизируют абсорбцию тепла днем.

Возникновение теплокровности — одно из значительных и загадочных событий в эволюции позвоночных животных. Теплокровные животные, обладая более высоким уровнем аэробного метаболизма по сравнению с холоднокровными, в меньшей степени зависят от температуры окружающей среды. Однако, теплокровность — это дорогая адаптация, т.к. она требует значительных затрат энергии. Какие условия необходимы были для того, чтобы такая дорогостоящая адаптация, как теплокровность, стала выгодной и, следовательно, начала поддерживаться естественным отбором?

Гомойотермия — ярко выраженный ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов (Северцов,1925).

Высокая и относительно постоянная температура внутренней среды дает то преимущество, что скорости химических реакций в организме высоки и могут не зависеть от внешней температуры. Млекопитающие и птицы имеют много более высокий уровень аэробного метаболизма, который может обеспечивать такие поведенческие проявления, которые невозможны дня низших позвоночных. Кроме этого их гомойотермное состояние, высокая и стабильная температура тела дает им возможность избегать замедляющего влияния низких температур на метаболическое обеспечение поведения и уровень метаболизма. Поэтому реактивность гомойотермных животных, их локомоторная активность, возможность выполнить определенные действия (полететь, прыгнуть, пробежать) и скорость усвоения пищи, во-первых, выше, чем у пойкилотермных, а, во-вторых, постоянна и пассивно не зависит от внешних условий.

Гомойотермия — очень дорогая адаптация, т.к. для ее обеспечения необходимо потреблять и расходовать энергию.

При активности образуется много тепла и очень быстро возрастает температура тела, что губительно, так как при высокой температуре денатурируются белки.

Из-за большого времени разогрева у крупных животных факультативная эндотермия, т.е та, которой предположительно обладали динозавры, была невыгодна, а теплопроводность покровов рептилий так велика, что не может обеспечить сохранение эндогенного тепла в покое при любой температуре тела.

Следовательно, надо иметь совершенные системы отдачи тепла, чтобы обеспечивать равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей.

Основная термодинамическая проблема при активности у пойкилотермных животных — это рассеивание тепла, вырабатываемого при активности и вообще при работе. Для этого необходимы эффективные механизмы отдачи тепла — развитая кровеносная система и способность управлять теплоизоляцией покровов.

Отсюда — следующая предпосылка формирования гомойотермии. Чтобы увеличить продолжительность активности, нужно создавать механизмы отдачи избыточного тепла.

Интенсивности метаболизма и, соответственно, скорости поглощения кислорода у птиц и млекопитающих и в состоянии покоя, и в состоянии активности в 10–12 раз выше таковых у пойкилотермных животных соответствующей массы, но, по-видимому, достигаются у птиц и млекопитающих разными способами. Млекопитающие, развивавшие аэробный метаболизм, произошли в триасе, когда содержание кислорода в атмосфере было приблизительно на 50% ниже современного уровня и даже уровня в юре (Яншин, 1997; Иванов, 2000). Резкое понижение общей массы и процентного содержания кислорода в триасе было связано с широким распространением в это время аридных условий на материках (Яншин, 1997). В этих условиях они избавились от ядер в эритроцитах (получив безъядерные и двояковогнутые, у которых площадь поверхности заключенного и количество заключённого в них гемоглобина больше), что позволяет иметь более тонкие капилляры, а двояковогнутость обеспечивает большую поверхность обмена. Птицы, которые произошли от более совершенных рептилий, устроили себе мощную респираторную и кровеносную системы, и, так как они произошли в то время, когда содержание кислорода в атмосфере Земли приближалось к современному уровню, им не понадобилось избавляться от ядер в эритроцитах.

Динозавры уже в юре достигли огромного разнообразия, сохраняясь до середины и конца мела. А расцвет млекопитающих — это только самый конец мела и кайнозой. Произошло ли это из-за отсутствия достаточной кормовой базы для млекопитающих — что сомнительно, ведь огромное разнообразие тех же динозавров представляло для хищных млекопитающих неисчерпаемую кормовую базу, да и фауна беспозвоночных была достаточно разнообразна в это время. Могли ли биосферные условия вплоть до середины мела не позволять в полной мере использовать преимущества гомойотермии? Почему только с появлением покрытосеменных растений и связанной с ними фауны беспозвоночных наступает заметный расцвет фауны млекопитающих?

Трудно допустить, что гомойотермные млекопитающие, обладающие на порядок большей мощностью и возникшие в одно время с динозаврами, не смогли завоевать достойное место в биоценозах. Возможны следующие варианты объяснения этого парадокса.

Еще один вариант — это комбинация двух последних. Они, в принципе, не противоречат друг другу. Первые птицы и млекопитающие, по-видимому, действительно не обладали совершенной эндотермией. Но они сразу стали совершенствовать аэробное окисление и, следовательно, нуждались в большем количестве пищи, и с появление покрытосеменных растений — ее стало достаточно.

Морфофизиологическую основу гомойотермии обеспечило эволюционное развитие систем, связанных с циркуляцией крови, дыханием, и с развитием термоизоляции покровов тела. Все эти системы позволили менять теплоотдачу без интенсификации испарения и развить гомойотермию с обязательным образованием базальной метаболической мощности. Базальная метаболическая мощность обеспечивает поддержание гомойотермии, но ее происхождение связано не с терморегуляционными проблемами, а с необходимостью поддерживать высокий уровень активности. Терморегуляция, как, собственно, и сама гомойотермия, — побочные продукты увеличения аэробной мощности в процессе формирования гомойотермных животных.

В отличие от собственно гомойотермии, которая не может развиваться постепенно, усиление аэробного метаболизма для активности могло развиваться постепенно, т.к. оно дает преимущество на всех этапах его увеличения.

Лишь после увеличения аэробного метаболизма и длительности высокой активности предки птиц и млекопитающих столкнулись с разогревом при активности, и выработали приспособления для его регуляции. Из-за сравнительно крупных размеров факультативная эндотермия была для них невозможна. При таких условиях выгодно замедлять теплоотдачу и остывание тела при недолгих паузах в активности, чему могли способствовать покровы с низкой теплопроводностью. Эти покровы могли возникнуть (по крайней мере, у птиц) сначала для иных целей. Но решающим шагом к гомойотермности было создание базальной теплопродукции до уровня, который обеспечивал сохранение высокой температуры тела в покое. Настоящая же гомойотермность возникла лишь после появления особого механизма увеличения теплопродукции без локомоторной активности в ответ на понижение температуру среды - адаптация, которая у рептилий вообще отсутствует.

Экологическая экспансия птиц и млекопитающих привела их к всесветному распространению от Антарктиды (пингвины) до Арктики (белые медведи), не говоря о водных млекопитающих.

Разнообразные адаптации млекопитающих и птиц способствовали освоению не только суши, но также пресных и морских водоемов, грунта, воздуха. Они обеспечили необычайно широкое по сравнению с другими позвоночными использование пищевых ресурсов — спектр питания млекопитающих и птиц разнообразнее состава кормов других наземных и водных позвоночных, что увеличивает значение млекопитающих в биосфере и их роль в различных биоценозах.

Читайте также: