Informacije

Kako životinje gube toplinu?

Kako životinje gube toplinu?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Sjećam se da su mi u djetinjstvu govorili da psi važe jezik da bi ostali hladni, jer se ne mogu znojiti kao mi. Ovo mi je imalo smisla.

Ali prije samo par dana odjednom sam pomislio: A što je sa svim ostalim životinjama?! Mislim, ne vidim mačku ili konja da vadi jezik, a opet ne vidim ni da se znoje. Kako gube toplotu? Kako različite vrste životinja gube toplinu?


Postoji nekoliko načina, koji su ovdje ukratko sažeti. Također preporučujem čitanje ovog lijepog Scitable članka o termoregulaciji. Nije previše tehničko. Mačke dahću kada im postane vruće. Konji se znoje. Zečevi mogu povećati krvne žile u svojim velikim ušima kako bi eliminirali višak topline. Ptice koriste postupak koji se naziva gularsko mlatanje, što je slično dahtanju pasa i mačaka. Životinje se mogu kretati u zasjenjenim područjima. Mogući mehanizmi su mnogi.


Koale grle drveće da izgube toplotu

U studiji objavljenoj u časopisu Kraljevskog društva Biology Letters, naučnici su pomoću termalnih kamera otkrili da su se po toplijem vremenu životinje sele na niže, hladnije dijelove drveća.

Također su svoja tijela još više pritisnuli uz debla.

Tim, predvođen istraživačima sa Univerziteta u Melburnu, proučavao je kako koale regulišu temperaturu.

Ovo je dio šireg istraživačkog projekta koji istražuje uticaj klime na životinje koje žive na kopnu u Australiji, zemlji koja je ranije ove godine iskusila ekstremni toplotni talas.

Dok je doktorandica Natalie Briscoe proučavala ponašanje koala i#x27, primijetila je da će zimi životinje ostati visoko na drveću - blizu lišća koje se hrani.

Međutim, po toplijem ljetnom vremenu, oni bi se spustili.

Dr Michael Kearney sa Univerziteta u Melbourneu objasnio je: & quotOni ɽ samo su prešli preko [donjih] stabala.

"Izgledalo je kao da su rašireni i neudobni, to je izgledalo kao pogrešna stvar."

Ali mjerenja temperature stabala drveća pokazala su da su u danima toplim od 39°C bila i do sedam stepeni hladnija od zraka.

& quotTo 's je ono što nas je navelo da se zapitamo koriste li koale drveće kao hladnjak - rekao je dr Kearney.

Tim je koristio termalnu kameru za snimanje koala po posebno vrućem danu.

"Kada smo dobili slike, bilo je tako očigledno šta koala radi", objasnio je dr. Kearney. "Mogli ste vidjeti koalu kako sjedi na najhladnijem dijelu debla sa svojim dnom zabijenim pravo u najhladnije mjesto.

"Da smo imali termalni vid, to bi bila ocigledna stvar."


8 načina kako divlje životinje pobjeđuju vrućinu

Nilski konj skenira rijeku. Fotografija © Malcolm Macgregor / Flickr

Tokom mećava i ekstremne hladnoće, mnogi ljudi brinu o uticaju na divlje životinje. Zapravo, blogovi na ovu temu su među najpopularnijim na Cool Green Science. Do ljeta većina nas ne brine o pticama i drugim životinjama iz susjedstva. Na sjevernoj hemisferi toplo vrijeme znači sezonu izobilja. Ima dovoljno vegetacije, mnogo insekata i ne nedostaje bujnog pokrova.

Naravno, ekstremni toplotni talasi mogu biti smrtonosni za divlje životinje, a nedavni u Evropi su se pokazali smrtonosnim za sve, od leptira do ježeva.

I kao što je slučaj sa snijegom i hladnoćom, neke divlje životinje su izuzetno prilagođene da napreduju u uvjetima vrućine i suše. Ove vrste žive u nekim od naizgled najnegostoljubivijih sredina na zemlji. To znači prilagodbe koje im omogućavaju da pobijede vrućinu. Evo osam primjera.

Hippo Sunscreen

Hipopotamus na jezeru Naivasha, Kenija. Fotografija © Robert Granzow

Iako koža nilskog konja može izgledati tvrda, njegova koža je zapravo sklona sušenju i opekotinama od sunca. Poput turista koji idu na plažu, nilski konji koriste obilje krema za sunčanje – ali oni obezbjeđuju svoje.

Nilski konj luči tvar sličnu sluzi koja oblaže kožu pružajući učinkovitu zaštitu. Ova višenamjenska supstanca također vlaži kožu dok istovremeno odbija vodu, omogućavajući nilskom konju da ostane potopljen u dužem vremenskom periodu. A ako to nije bilo dovoljno, sekret služi i kao antibiotik, štiteći kožu od infekcije.

Kada je izložena suncu, ova supstanca postaje crvena, što je navelo evropske istraživače da konstatuju da se nilski konji znoje krvlju. Sada znamo da to nije ni znoj ni krv. Obični i mali nilski konji jedine su vrste koje imaju ovu supstancu. Istraživači su poduzeli neke dramatične korake da to razumiju (jedan neustrašivi naučnik obukao se u odijelo nilskog konja i odmarao se u blatu i balegi kako bi prikupio uzorke dok su ga nilski konji izlučivali). Ali mnogo toga o ovoj crvenoj supstanci ostaje slabo shvaćeno.

Osušena ali živa plućna riba

Mramorna afrička plućka (Protopterus aethiopicus) udiše zrak, "šeta" pod vodom svojim perajama i može narasti skoro šest stopa! © Solomon David

Suvo korito je općenito loša vijest za ribe, ali ne i za afričke plućke. Ova vrsta može da udiše vazduh. Takođe ima zadivljujuću sposobnost da prebrodi sušu.

Kao što je vodeni ekolog i bloger Solomon David napisao u prethodnoj priči Cool Green Science:

“U razdobljima suše, afričke plućne ribe jedinstvene su po tome što mogu preživjeti gotovo potpuno sušenje (sušenje) tako što estiviraju: prolaze kroz period usporenog metabolizma, gotovo poput hibernacije. Naučnici su testirali estivaciju afričke plućne ribe u laboratoriju i otkrili da se mogu oživjeti čak i nakon sedam godina ‘sna!’ ”

Dugi san vjeverica

Kolumbijska vjeverica. Fotografija © Matt Miller/TNC

Nisu jedine vrste koje procjenjuju. Mnoge vrste prolaze kroz omamljenost tokom vrućeg vremena kao sredstvo za očuvanje energije. Nekoliko vrsta vjeverica koje žive u blizini moje kuće u Idahu su ekstremni primjeri. Počinjem da ih viđam u martu ili aprilu, ali početkom jula ponovo su pod zemljom. Neće se ponovo pojaviti do sledećeg proleća.

Razmisli o ovome. Osam do devet mjeseci u godini miruju. Živim na ivici visoke pustinje, sa vrućim, suvim letnjim uslovima. Za održavanje hladnoće i pronalaženje hrane potrebno je puno energije, tako da uzbuđenje ima smisla.

Zanimljivo je da, ako putujem na sjever u planine na višim nadmorskim visinama, često nađem iste vrste vjeverica tijekom ljeta. S hladnijim temperaturama i zelenijom vegetacijom ne moraju toliko vremena provoditi pod zemljom.

Blatno lječilište koje biste trebali izbjegavati

Bik los u Yellowstoneu. Fotografija © Phil Parsons /Flickr

Elk je jedno od rijetkih stvorenja u šumi koje često pomirišem prije nego što vidim. Oni smrde. Znam neke ljubitelje divljine koji su oduševljeni mošusnim mirisom losa, ali on zapravo miriše prilično užasno.

Jedan od razloga za ovaj smrad je losov koji se valja. Bikovi losovi, posebno, stvaraju tokove gdje izvori prodiru kroz zemlju ili blizu prirodnih mineralnih liza. One postaju poput ogromnih blatnih kupki. Bikovi se losovi namaču u njima, istovremeno mokri i povremeno ejakuliraju. Zatim se još malo namaču, oblažući se blatom (i drugim tekućinama), dajući im pomalo zapanjujući izgled i još zapanjujući miris.

Među biolozima i lovcima dobro je poznato da ti talasi služe očiglednoj teritorijalnoj svrsi. Ali istraživanja su pokazala da losovi, uključujući krave, također koriste vaganje kao način da se rashlade i zaštite od ljetnih insekata. Ali ako naiđete na blatno kupanje u divljini i mislite da bi to bilo lijepo lječilište: Nemojte.

Sjenčana budućnost guštera

Gušter istočnog ovratnika na pošti u Cedar Mesi u južnoj Juti. Fotografija © Tana Kappel/TNC

Za mnoge životinje, tajna prevladavanja vrućine je prilično jednostavna: pronađite hlad. Za guštere, hladnokrvne životinje koje se nalaze u često toplim sredinama, hlad je posebno važan. Istraživači su otkrili da gušteri najbolje preživljavaju tamo gdje ima puno malih džepova sjene, umjesto nekoliko velikih zasjenjenih područja.

Ovo, nažalost, predstavlja strašnu budućnost za mnoge vrste guštera. S klimatskim promjenama, mnogi sićušni džepovi sjene u sušnom okruženju znatno će se zagrijati, čineći ih neefikasnim skloništima za guštere.

Neki predviđaju da će 20 posto guštera izumrijeti do 2080. godine, dobrim dijelom zbog smanjenja sjene.

Velike uši zečeva

Crnorepi zec. Fotografija © Aaron Fellmeth Photography / Flickr

Često hvatam crnorepe zečeve na svojim pustinjskim planinarenjima, i često sve što možete vidjeti su te divovske uši. Ti veliki dodaci nisu samo za sluh, oni služe i kao radijatori. Uši su pune krvnih sudova. Dok krv teče kroz uho, toplina se prenosi u zrak.

Prema obrazovnom blogu National Geographica, „krvni sudovi se mogu proširiti (proces tzv vazodilatacija), omogućavajući više tople krvi da cirkuliše u ušima za još veći gubitak toplote.”

Ako je spoljna temperatura vazduha ispod 86 stepeni, zec može svu višak telesne toplote izbaciti kroz uši. Ne mora se znojiti ili dahtati, jer oboje propušta vodu – što je važno u sušnim sredinama gdje ova životinja boravi.

Klokani pacovi i ekstremno očuvanje vode

Ordov kengur pacov u Alberti, Kanada. Fotografija snimljena u Teksasu. Fotografija © Andy Teucher / Flickr

Ako trčite po vrućem vremenu, znate koliko teško može biti održavanje hidratacije. Kengur pacovi skaču po najtoplijim, najsušnijim dijelovima Sjeverne Amerike i ne smežuraju se. Oni to mogu učiniti jer su poput malih mašina za očuvanje vode.

Gotovo svaki aspekt njihove fiziologije, fizičkog oblika i navika pomažu u očuvanju vode. Njihov nos ima velike prolaze koji im omogućavaju da reapsorbuju vodu iz sopstvenog daha. Njihovi bubrezi mogu izvući vlagu iz naizgled osušenog sjemena, a oni izlučuju urin koji je pet puta koncentriraniji od ljudi. U osnovi mogu da pišaju sa vrlo malo tečnosti.

Oni ostaju hladni preko masnih dlaka i kopanjem rupa u zemlji, pa opet gube vrlo malo vlage tokom dnevne vrućine.

Lepršavo

Velika rogata sova u zatočeništvu na Floridi. Fotografija © Mark Conlin, ljubaznošću Prirodnjačkog muzeja Tallahassee

Svaki prirodnjak iz dvorišta zna da se ptice redovno kupaju, i iako to može ohladiti naše pernate prijatelje, to nije primarna funkcija. Mnoge ptice takođe traže hlad. Ako ih pažljivo promatrate, vidjet ćete da neke vrste (uključujući moje dvorišne kokoši) dahću na način koji podsjeća na pse.

Za neke ptice ovo "dahtanje" izgleda brzo i dramatično, što biolozi nazivaju "lepršanje gulara". Prema američkoj službi za ribu i divlje životinje: „Fleperenje je kombinacija brzog disanja na otvorena usta i brze vibracije vlažnih membrana grla koje izazivaju isparavanje. Kako višak toplote napušta tijelo ptice sa svakim izdisajem, ptica se hladi.”

Ovo ponašanje možete vidjeti kod biča-siromašnih, običnih noćnih jastrebova, dvočestih kormorana, sova i golubova.

Matthew L. Miller je direktor naučnih komunikacija za The Nature Conservancy i urednik bloga Cool Green Science. Više od Matthewa


Kako psi reguliraju svoju tjelesnu temperaturu?

Psi ne koriste svoju kožu za znojenje, kao ljudi, zbog svoje izolacijske dlake. Njihov kaput održava ih hladnim po vrućem vremenu i toplim po hladnom vremenu. Psi imaju znojne žlijezde, smještene u jastučićima njihovih stopala i u ušnim kanalima, ali znojenje igra manju ulogu u regulaciji tjelesne temperature.

Kad je temperatura vrlo vruća, a posebno vlažna, sve se zagrijava, uključujući i tijelo psa. Njegovo tijelo reagira pokušavajući se ohladiti i u osnovi pokušava koristiti kondukciju, konvekciju, zračenje i isparavanje. Tražiće hladno mesto u hladu da legne da upije hladnoću (provodljivost). Njegovi krvni sudovi će se proširiti na koži i jeziku donoseći vrelu krv blizu površine zračeći njegovu unutrašnju toplinu. On će tražiti ventilatore ili povjetarac da bi upuhvao zrak kako bi prenio toplinu s tijela na zrak (konvekcija). On će dahtati kako bi unio zrak u svoj gornji respiratorni sistem kako bi ispario vodu sa sluzokože. Popit će puno vode da nadoknadi isparavanje.

Stacionarni automobili ili drugi zatvoreni prostori u kojima su izloženi direktnoj sunčevoj svjetlosti se vrlo brzo zagrijavaju i ostaju grijani čak i ako postoji mala ventilacija. Ovo se ponekad naziva efektom "hot house". U osnovi, prozori dopuštaju ulazak sunčevih zraka, ali sprječavaju izlazak toplinskih valova. Cijela unutrašnjost automobila se prilično brzo zagrijava (sjedišta, volan, instrument tabla) i zadržavaju toplinu. Staviti životinju u ovu situaciju je kao staviti životinju u pećnicu i uključiti grijanje.

Kako se psi hlade?

Kad im tjelesna temperatura poraste, psi se ne mogu znojiti kroz kožu kao mi da se ohladimo. Psi se znoje kroz jastučiće šapa, ali zadihano je da psi cirkuliraju potreban zrak kroz njihova tijela kako bi se ohladili. Napomena: Psi kratkog lica, zbog strukture gornjih disajnih puteva, ne hlade se efikasno dahtanjem i ne podnose visoke temperature.

Kako pas održava homeostazu?

Znojenje je način hlađenja vašeg tijela, čime se održava homeostaza. Kako se tečnost suši na vašoj koži, ona hladi kožu i snižava temperaturu. Pošto psi nemaju znojne žlezde, oni dahću. … Glavni krvni sud u psećoj glavi prolazi vrlo blizu površine nosa.

Kako da ohladim hot dog?

Neka vaš pas stoji u hladnom bazenu. Osim dahtanja, psi se hlade kroz znojne žlijezde u svojim šapama. Ako ih stavite u hladnu vodu ili ih nakratko namakate stopala, to može pomoći u snižavanju njihove tjelesne temperature. Također može biti od pomoći staviti malo hladne vode na grudi vašeg psa.

Da li treba da obrijem psa ljeti?

[izvod] “Pravilo "bez brijanja" ne primjenjuje se samo na super krznene sjeverne pasmine poput samojeda, haskija ili malamuta, već i na druge dvodlake rase. Pastirske pasmine poput Aussie Shepherds, Border Collies i Shelties dvostruko su obložene. Kao i zlatni retriveri, njufaundlendi, bernski planinski psi i mnogi drugi.

Dvoslojne rase imaju dva sloja za zaštitu od arktičkog vremena. Duge zaštitne dlake formiraju vanjski sloj i štite od snijega ili leda, pa čak i od prolijevanja vode. Mekana poddlaka leži blizu kože i održava vašeg psa toplim i suvim. Zimi ova poddlaka može biti toliko gusta da možete imati problema s pronalaženjem kože vašeg psa.

Ljeti bi vaš pas trebao skinuti meku poddlaku, ostavljajući samo zaštitne dlake. Zadatak dlaka čuvara po toplom vremenu je da zaštiti vašeg psa od opekotina od sunca i izoluje ga od vrućine. Bez poddlake, zrak može cirkulirati kroz zaštitne dlake, hladeći kožu.

Za razliku od jednodlakih pasmina, koje imaju dlaku koja samo stalno raste, dvodlaki rastu do određene dužine i ne traju duže. Dakle, možete obrijati jednoslojnu rasu i dlaka će ponovo izrasti, a da je ne promijenite. Ali to ne važi za duple kapute. Brijanje dvodlake pasmine zaista može uništiti dlaku.” Nauči više >>

Kako znati da li je prevruće za šetanje psa?

Koristite pravilo pet sekundi kako biste bili sigurni da je bezbedno šetati svog psa. Ovaj savjet dolazi preko Moon Valley Canine Training, i prilično je jednostavan. Kad god izvodite psa, stavite nadlanicu na pločnik. Ako ga ne možete držati tamo pet sekundi, prevruće je za šetanje psa.


Transport toplote

Mnoge životinje (uključujući i ljude) imaju drugi način očuvanja topline. Arterije naših ruku i nogu teku paralelno sa nizom dubokih vena. Kako topla krv prolazi kroz arterije, krv predaje dio svoje topline hladnijoj krvi koja se vraća iz ekstremiteta u ovim venama.

Takav mehanizam se naziva a protivstrujni izmjenjivač topline. Kad gubitak topline ne predstavlja problem, većina venske krvi s ekstremiteta vraća se kroz vene koje se nalaze blizu površine.

Protustrujni izmjenjivači topline mogu raditi sa izuzetnom efikasnošću. Galeb može održavati normalnu temperaturu u svom torzu dok stoji sa nezaštićenim stopalima u ledenoj vodi.

Kada se uzme u obzir da krv riba prelazi preko škrga koje se kupaju u okolnoj vodi, lako je shvatiti zašto su ribe "hladnokrvne". Ipak, neke morske ribe (npr. tuna) su mezotermne i mogu održavati svoje najaktivnije plivačke mišiće toplijim od mora pomoću protustrujnog izmjenjivača topline.

Ova fotografija s desne strane (ljubaznošću E. D. Stevensa, Odsjek za zoologiju, Univerzitet Guelph, Ontario) prikazuje poprečni presjek tunjevine skakače. Tamni mišići s obje strane kralježaka održavaju se na višoj temperaturi od ostalih riba zahvaljujući svom protustrujnom izmjenjivaču topline.

Hladna arterijska krv bogata kiseonikom prelazi u niz finih arterija koje odvode krv u aktivne mišiće. Ove fine arterije leže jedna pored druge s venama koje dreniraju te mišiće. Dakle, kako hladna krv prelazi u mišiće, ona preuzima toplinu koju su ovi mišići stvorili i sprečava je da se izgubi u okolini.

Zahvaljujući ovom protustrujnom izmjenjivaču topline, tuna koja pliva zimi može održati svoje aktivne plivačke mišiće 14°C toplijim od okolne vode.

Fotomikrografija na lijevoj strani (takođe ljubaznošću dr. Stevensa) je poprečnog presjeka kroz izmjenjivač topline. Obratite pažnju na blisko, paralelno pakiranje arterija (debeli zidovi) i vena (tanki zidovi).

Protustrujni izmjenjivači također rade u bubrezima i ugrađeni su u dizajn umjetnih bubrega.

Cirkulacijski sistem je također odgovoran za hlađenje životinje. Ako "suštinska" tjelesna temperatura životinje postane previsoka, povećava se dotok krvi u površinu i ekstremitete što omogućava oslobađanje topline u okolinu. Ako je to nedovoljno, životinja može ispariti vodu iz krvi &mdash u obliku znoja za životinje sa znojnim žlijezdama. Isparavanjem 1 grama vode apsorbira se oko 540 kalorija topline.

Većina endoterma ne može tolerisati porast tjelesne temperature za više od 5°C ili tako nešto. Mozak je organ koji je najosjetljiviji na oštećenje visoke temperature. Neki sisavci, na primjer psi, imaju protustrujni izmjenjivač topline smješten između karotidnih arterija i žila koje distribuiraju krv do mozga. Ovaj izmjenjivač topline prenosi dio topline arterijske krvi na relativno hladnu vensku krv koja se vraća iz nosa i usta. Ovo hladi njihovu arterijsku krv prije nego što stigne do mozga.

Druga regija hipotalamusa izaziva reakcije zagrijavanja:

Hipotalamus je taj koji izvršava vrućica odgovor. U stvari, hipotalamus je termostat tijela. Oslobađanje prostaglandina tokom upale povećava postavku, odnosno okreće termostat "gore". Ako tjelesna temperatura još nije tu, tijelo počinje žestoko drhtati &mdash uzrokujući "jezicu" &mdash za stvaranje potrebne topline. Rezultat je groznica kada se postigne nova zadana vrijednost.


Homeostaza: Termoregulacija

Životinje koriste različite načine termoregulacijskih procesa za održavanje homeostatske unutrašnje tjelesne temperature.

Ciljevi učenja

Navedite različite vrste procesa koje životinje koriste kako bi osigurale termoregulaciju.

Key Takeaways

Ključne točke

  • Kao odgovor na različite tjelesne temperature, procesi kao što je proizvodnja enzima mogu se modificirati kako bi se prilagodili promjenama temperature.
  • Endoterme regulišu sopstvenu unutrašnju tjelesnu temperaturu, bez obzira na promjenjive vanjske temperature, dok se ektoterme oslanjaju na vanjsko okruženje da regulišu svoju unutrašnju tjelesnu temperaturu.
  • Homeoterme održavaju svoju tjelesnu temperaturu unutar uskog raspona, dok poikiloterme mogu tolerirati velike varijacije unutrašnje tjelesne temperature, obično zbog varijacija u okolini.
  • Toplota se može razmjenjivati ​​između okoline i životinja putem zračenja, isparavanja, konvekcije ili procesa provodljivosti.

Ključni uslovi

  • ectotherm: Životinja koja se oslanja na vanjsko okruženje da reguliše svoju unutrašnju tjelesnu temperaturu.
  • endoterm: Životinja koja regulira vlastitu unutarnju tjelesnu temperaturu putem metaboličkih procesa.
  • homeotherm: Životinja koja održava konstantnu unutrašnju tjelesnu temperaturu, obično unutar uskog raspona temperatura.
  • poikilotherm: Životinja koja mijenja svoju unutrašnju tjelesnu temperaturu u širokom rasponu temperatura, obično kao rezultat varijacije temperature okoline.

Termoregulacija za održavanje homeostaze

Unutrašnja termoregulacija doprinosi sposobnosti životinja da održe homeostazu unutar određenog raspona temperatura. Kako unutrašnja tjelesna temperatura raste, utiču na fiziološke procese, kao što je aktivnost enzima. Iako se aktivnost enzima u početku povećava s temperaturom, enzimi počinju denaturirati i gube svoju funkciju na višim temperaturama (oko 40-50 C za sisavce). Kako se unutrašnja tjelesna temperatura smanjuje ispod normalnog nivoa, dolazi do hipotermije i drugih fizioloških procesa. Postoje različiti mehanizmi termoregulacije koje životinje koriste za regulaciju svoje unutrašnje tjelesne temperature.

Vrste termoregulacije (ektotermija naspram endotermije)

Termoregulacija u organizmima se odvija duž spektra od endotermije do ektotermije. Endoterme stvaraju većinu svoje topline putem metaboličkih procesa i kolokvijalno se nazivaju “toplokrvnim.” Ektoterme koriste vanjske izvore temperature da regulišu svoju tjelesnu temperaturu. Ektotermi se kolokvijalno nazivaju “hladnokrvnim” iako njihove tjelesne temperature često ostaju u istim temperaturnim rasponima kao i toplokrvne životinje.

Ectotherm

Ectotherm: Obična žaba je ekoterma i reguliše svoje tijelo na osnovu temperature vanjskog okruženja.

Ektoterma, od grčkog (ektós) “spolja” i (thermós) “vruće,” je organizam u kojem su unutrašnji fiziološki izvori toplote od relativno malog ili sasvim zanemarivog značaja u kontroli telesne temperature. Budući da se ektoterme oslanjaju na izvore topline iz okoline, mogu raditi ekonomičnom brzinom metabolizma. Ektoterme obično žive u okruženjima u kojima su temperature konstantne, kao što su tropski ili okeani. Ektoterme su razvile nekoliko bihevioralnih mehanizama termoregulacije, kao što je sunčanje za povećanje tjelesne temperature ili traženje hlada za smanjenje tjelesne temperature.

Endoterme

Za razliku od ektoterme, endoterme reguliraju vlastitu tjelesnu temperaturu kroz unutrašnje metaboličke procese i obično održavaju uski raspon unutrašnjih temperatura. Toplota se obično stvara iz normalnog metabolizma životinje, ali u uvjetima pretjerane hladnoće ili niske aktivnosti, endoterma stvara dodatnu toplinu drhtanjem. Mnoge endoterme imaju veći broj mitohondrija po ćeliji od ektoterme. Ove mitohondrije im omogućuju stvaranje topline povećanjem brzine metabolizma masti i šećera. Međutim, endotermne životinje moraju održavati svoj viši metabolizam tako što češće jedu više hrane. Na primjer, miš (endoterma) mora konzumirati hranu svaki dan da bi održala visok metabolizam, dok zmija (ektoterma) smije jesti samo jednom mjesečno jer je njen metabolizam mnogo niži.

Homeothermy vs. Poikilothermy

Homeotherm vs. Poikilotherm: Održiva proizvodnja energije endotermne životinje (sisavac) i ektotermne životinje (gmizavac) u funkciji temperature jezgre. U ovom scenariju, sisar je također homeotermni jer održava svoju unutrašnju tjelesnu temperaturu u vrlo uskom rasponu. Reptil je takođe poikilotermni jer može izdržati veliki raspon temperatura.

Poikiloterma je organizam čija unutrašnja temperatura značajno varira. To je suprotno od homeoterme, organizma koji održava termalnu homeostazu. Unutrašnja temperatura poikiloterme obično varira sa temperaturom okoline, a mnoge kopnene ektoterme su poikilotermne. Poikilotermne životinje uključuju mnoge vrste riba, vodozemaca i gmizavaca, kao i ptice i sisare koji snižavaju svoj metabolizam i tjelesnu temperaturu kao dio hibernacije ili omamljenosti. Neki ektotermi mogu biti i homeotermi. Na primjer, neke vrste tropskih riba naseljavaju koraljne grebene koji imaju tako stabilnu temperaturu okoline da njihova unutrašnja temperatura ostaje konstantna.

Sredstva za prenos toplote

Toplota se može razmjenjivati ​​između životinje i okoline kroz četiri mehanizma: zračenje, isparavanje, konvekcija i provodljivost. Zračenje je emisija elektromagnetnih “toplotnih” talasa. Toplina zrači iz sunca i suhe kože na isti način. Kada se sisar znoji, isparavanje uklanja toplinu s površine s tekućinom. Konvekcijske struje zraka uklanjaju toplinu s površine suhe kože dok zrak prolazi preko nje. Toplota se može prenositi sa jedne površine na drugu tokom direktnog kontakta sa površinama, kao što je životinja koja se odmara na toplom kamenu.

Mehanizmi za izmjenu topline: Toplota se može razmjenjivati ​​pomoću četiri mehanizma: (a) zračenja, (b) isparavanja, (c) konvekcije ili (d) provodljivosti.


Keeping Cool

Kada vam postane vruće, šta se prvo desi? Počinjete da se znojite. Prosečna odrasla osoba ima 3 miliona znojnih žlezda. Ne hladi vas znojenje, već isparavanje ovog znoja. Isparavanje je endotermna faza, što znači da mora apsorbirati energiju da bi se dogodila. Ova energija se crpi iz vašeg tijela, čineći vas hladnijim.

Svaki put kada izgubite energiju, vaše tijelo će se osjećati hladno. Za isparavanje je potrebna energija jer sile privlačenja između molekula vode – koje se nazivaju intermolekularne sile – moraju biti prekinute kada voda prelazi iz tekućine u plin. U tekućoj vodi, molekuli su blizu jedan drugom i privlače se jedan prema drugom. Za isparavanje je potrebna energija jer se intermolekularne sile privlačenja između molekula vode u tečnoj fazi moraju savladati kada voda pređe iz tekućine u plin. Energija koja ide u prevladavanje ovih privlačnih sila dolazi iz vašeg tijela.

Da li se životinje znoje? Većina ne, ali neki to rade. Psi se znoje uglavnom između jastučića na dnu šapa. Jedan značajan izuzetak je američki goli terijer, koji ima znojne žlijezde po cijelom tijelu, što ilustruje činjenicu da krzno ima tendenciju da inhibira znojenje jer ako znoj ne može da ispari ne pomaže u procesu hlađenja.

Mačke nemaju samo znojne žlezde na jastučićima nogu, već i na jeziku! Kada se mačka liže, možda to nije samo održavanje čistoće, već i hlađenje dok isparava slina na krznu. Kenguri će lizati svoje podlaktice iz istog razloga.

Ključ za preživljavanje u vrućim klimama nije samo da se vaše tijelo ne pregrije već i da spriječi gubitak vode. Životinje koje su prilagođene pustinjskom životu nisu teški džemperi – pošto je vode malo, ne mogu sebi priuštiti da je izgube znojenjem. Također, izdisanjem se gubi velika količina vode, pa pustinjske životinje izbacuju suhi zrak, reapsorbirajući vodu u dahu prije nego što ima priliku da bude izbačena.

Sposobnost životinja da se prilagode ekstremnim okruženjima prilično je izuzetna. Bilo da se nalazi u ledenim kutovima Sibira ili u vrućoj pustinji Sahare, životinje uvijek pronađu način da prežive, a način na koji to rade nikada neće prestati da nas iznenađuje!

  • Denny, M. McFadzean, A. Inženjerske životinje: Kako život funkcionira Harvard University Press: Cambridge, MA, 2011.
  • Mone, G. 20 stvari o kojima niste znali... Hibernacija. Otkrijte, mart 2013, str. 74.
  • Streever, B. Hladno: Avanture na najhladnijim mjestima svijeta Little, Brown i kompanija: New York, 2009.
  • Streever, B. Vrućina: Avanture na vatrenim mjestima svijeta Little, Brown and Company: New York, 2013.

Brian Rohrig predaje hemiju u srednjoj školi Metro Early College u Columbusu, Ohajo. Njegov najnoviji ChemMatters članak, „Nije mlijeko? Živjeti s netolerancijom na laktozu”, objavljeno je u izdanju za april 2013.


Izlučivanje kod životinja, ljudi i biljaka (sa dijagramom)

U stanicama živih organizama cijelo vrijeme se odvijaju kemijske reakcije kako bi se odvijali životni procesi.

Zbir ovih reakcija naziva se metabolizam. Metabolizam proizvodi korisne proizvode kao i toksične (otrovne) nusproizvode.

Ove otrovne tvari se moraju ukloniti jer su štetne ako se dopuste da se akumuliraju. Uklanjanje metaboličkih otpadnih produkata iz tijela organizma poznato je kao izlučivanje.

Glavni produkti izlučivanja su ugljični dioksid, višak vode i dušikovi spojevi poput amonijaka, uree, mokraćne kiseline itd. Ugljični dioksid i voda nastaju u procesu disanja tkiva. Dušikovi spojevi nastaju razgradnjom proteina i aminokiselina. Također se izlučuju voda i soli koje prelaze tjelesne potrebe.

Većinu vode dobivamo hranom i pićem, a dio metabolizmom, na primjer, vodom proizvedenom tokom ćelijskog disanja. Ostali proizvodi za izlučivanje uključuju kemikalije iz lijekova, toksične tvari i cirkulirajuće hormone koji su već ispunili svoju svrhu. Naučit ćemo kako se metabolički otpad eliminira.

Izlučivanje kod životinja:

Mnogi jednoćelijski organizmi poput Amebe izbacuju svoj otpad difuzijom sa površine tijela. Protozoe nemaju organe za izlučivanje. Kako žive u vodenom staništu, njihov otpad se eliminira difuzijom kroz plazma membranu.

Jednostavni višećelijski organizmi poput Hidre izbacuju čvrstu otpadnu materiju kroz usta. Viši višećelijski organizmi imaju dobro definisane specijalizovane organe za izlučivanje. Ovi organi mogu biti jednostavne cevaste strukture kao kod pljosnatih crva i pijavica.

Izlučujući organi insekata (npr. Skakavac, žohar i kućna muha) su također cjevasti. Oni uklanjaju azotne otpadne tvari iz tjelesne tekućine i pomažu u održavanju ravnoteže vode u tijelu.

Kod kralježnjaka su glavni organi izlučivanja i održavanja ravnoteže vode bubrezi.

Izlučivanje kod ljudi:

Iako su bubrezi glavni organi izlučivanja, u izlučivanju pomažu i koža, pluća i jetra.

Naša koža ima žlijezde znojnice, kroz koje izlučujemo male količine vode, uree i soli.

Jetra izlučuje žuč, koja sadrži žučne pigmente. Oni nastaju razgradnjom starih eritrocita u jetri. Kako se hemoglobin razgrađuje, njegovo željezo se zadržava, dok se pigment (hem) izlučuje s žučom. Jetra takođe izlučuje holesterol.

Pluća pomažu pri oslobađanju ugljičnog dioksida, nastalog kao posljedica staničnog disanja, izdahom.

Ekskretorni sistem kod čoveka:

Naš ekskretorni sistem se sastoji od bubrega, krvnih sudova koji im se spajaju, uretera, mokraćne bešike i uretre. Pomažu u proizvodnji i izlučivanju urina.

U trbušnoj šupljini leže dva bubrega u obliku graha, jedan s obje strane kralježaka. Bubrezi su crvenkasto smeđi. Svaki od njih je dugačak oko 10 cm i težak oko 150 g. Iako su manje težine, primaju dosta krvi za filtraciju.

Količina krvi koja je gotovo ekvivalentna cijelom tijelu prolazi kroz bubrege svaka četiri ili pet minuta. Bubrezi proizvode mokraću kako bi filtrirali otpadne proizvode, poput ureje i mokraćne kiseline, iz krvi.

Urine leaves each kidney through a tube called ureters. The ureters from both the kidneys are corrected to the urinary bladder that collects and stores urine. Ureters carry urine from the kidneys into the urinary bladder. The urethra is a canal that carries urine from the bladder and expels it outside the body.

Internal Structure of a Kidney:

Each kidney is enclosed in a thin, fibrous covering called the capsule. A renal artery brings blood into the kidney, along with nitrogenous waste materials. After filtration in the kidney, the purified blood leaves the kidney through a renal vein.

Two distinct regions can be seen in the section of a kidney:

(1) An outer, dark, granular cortex and (2) an inner, lighter medulla. The hollow space from where the ureter leaves the kidney is called the pelvis. Each kidney is made up of numerous (about one million) coiled excretory tubules, known as nephrons, and collecting ducts associated with tiny blood vessels. A nephron is the structural and functional unit of a kidney, having three functions— filtration, reabsorption and secretion.

A cluster of thin-walled blood capillaries remains associated with the cup-shaped end of each nephron tubule. These capillaries bring blood from the body to the nephron for filtration. The network of capillaries spreads over the nephron tubules also. These capillaries finally carry purified blood to the body.

Structure and Function of a Nephron:

A nephron consists of a long coiled tubule and the Malpighian corpuscle. The tubule of the nephron is differentiated into the proximal convoluted tubule, Henle’s loop and the distal convoluted tubule. The distal tubule opens into the collecting duct.

At the proximal end of the nephron is the Malpighian corpuscle, which consists of Bowman’s capsule and the glomerulus. Bowman’s capsule is a double-walled cuplike structure which surrounds the dense network of blood capillaries called the glomerulus.

The process of excretion in nephron:

The process of excretion may be divided into three stages- tubular secretion.

Filtration of blood occurs under high pressure in the nephrons of the kidney. Blood enters the glomerulus through the afferent arteriole (with a wider lumen) and leaves through the efferent arteriole (with a narrow lumen). Therefore, blood passes through the glomerulus under pressure. This results in filtration of blood.

Water and small molecules are forced out of the walls of the capillaries of the glomerulus and Bowman’s capsule and enter the tubule of the nephron. Large molecules remain in the blood of the glomerulus. The filtrate contains water, glucose, salts, urea, vitamins, etc. It is called the glomerular filtrate.

Selective reabsorption:

Some molecules of the glomerular filtrate are selectively reabsorbed into the blood. The glomerular filtrate flows through the proximal convoluted tubule, the U-shaped Henle’s loop and the distal convoluted tubule. It contains many useful substances such as glucose, amino acids and salts.

These are reabsorbed by a process, which requires energy. Without reabsorption, these nutrients could have been lost with the urine. The filtrate now contains urea, some salts and water. Reabsorption of solutes into the blood increases the water concentration of the filtrate.

Then water is reabsorbed into the blood by the process of osmosis, and the osmotic balance is restored. The amount of water reabsorbed depends on the amount of excess water in the body and that of the dissolved waste to be excreted.

This reabsorption of water from the filtrate to maintain the water balance of the body fluid is known as osmoregulation. In this way the kidneys serve as water-conserving organs. After reabsorption from 180 L of filtrate in the kidney, only 1-2 L of urine is produced.

Some nitrogenous waste products like creatinin and some other substances like potassium ions are removed from the blood by the distal convoluted tubule, and are then added to the urine. This is called tubular secretion.

The urine that is formed continually collects in the urinary bladder. As the bladder expands, its pressure creates an urge to pass urine through the urethra. As the bladder is muscular, the urge to urinate is under voluntary nervous control.

Kidney Failure and the Survival Kit—Haemodialysis:

The kidneys may be damaged due to infection, injury, diabetes, and extremes of blood pressure. A damaged kidney cannot function efficiently to remove urea, ions, water, etc., from the blood. This malfunctioning results in the accumulation of toxic wastes like urea (uremia), which can lead to death.

One of the ways to treat kidney failure is to use a ‘dialysis machine’ that acts as an artificial kidney. It has a long tube like structure made of Cellophane suspended in a tank (dialyser) of a fresh dialysis fluid (dialysis). The Cellophane tube is partially permeable and therefore allows solutes to diffuse through. The dialysis fluid has the same concentration as normal tissue fluid, but nitrogenous wastes and excess salts are absent.

During dialysis, the blood of the patient is withdrawn from an artery and cooled at 0°C. It is maintained in a liquid state by adding an anticoagulant and by other special treatments. It is pumped through the dialysis machine. Here, the nitrogenous waste products from the blood diffuse into the dialysis fluid. The purified blood is then warmed to the body temperature and pumped back into the patient’s body through a vein.

The dialyser is specific for each patient to avoid infections. Dialysis through an artificial kidney has to be carried out at frequent intervals. This process of purification of blood is called haemodialysis.

A dialysis machine works like a kidney except that no selective reabsorption takes place in the former.

(1) Helps remove harmful wastes, extra salts and water

(2) Controls blood pressure and

(3) Maintains the balance of sodium and potassium salts in a patient whose kidneys have failed.

Excretion in plants:

Compared to animals, plants do not have a well-developed excretory system to throw out nitrogenous waste materials. This is because of the differences in their physiology. Therefore, plants use different strategies for excretion.

The gaseous waste materials produced during respiration (carbon dioxide) and photosynthesis (oxygen) diffuse out through stomata in the leaves and through lenticels in other parts of the plant. Excess water evaporates mostly from stomata and also from the outer surface of the stem, fruits, etc., throughout the day. This process of getting rid of excess water is called transpiration.

The waste products, like oxygen, carbon dioxide and water, are the raw materials for other cellular reactions. The excess of carbon dioxide and water are used up in this way. The only major gaseous excretory product of plants is oxygen!

Many plants store organic waste products in their permanent tissues that have dead cells, e.g., in heartwood. Plants also store waste within their leaves or barks. These wastes are periodically removed as the leaves and barks fall off.

Some of the waste products are stored in special cells or cellular vacuoles. Various waste products such as tannins, essential oils, gums, resins, etc., are produced during catabolic processes. Tea leaves, amla and betel nuts (supari) contain tannin. Tannins are found also in the barks of trees.

The leaves of many plants, like Eucalyptus, lemon, sacred basil (tulsi), etc., contain essential oils. The rind of oranges and lemons and the petals of flowers like rose and jasmine also contain oils. Some plant wastes are stored as a thick, white fluid. You may have seen white fluid ooze out when you pluck a papaya or a fig or the leaves of yellow oleander (pila kaner). This white fluid is called latex.

Gums are a group of sticky, water- soluble wastes found in the common gum tree (babul). Resins are another group of wastes found commonly in the stems of conifers (e.g., pine, fir).

Alkaloids are a group of toxic waste products. But some of these are useful to us. Quinine and morphine are medicines derived from alkaloids stored in Cinchona bark and opium poppy flowers respectively. Caffeine found in coffee seeds and nicotine in tobacco leaves is also alkaloids.

Organic acids, which might prove harmful to plants, often combine with excess cations and precipitate out as insoluble crystals that can be safely stored in plant cells. Calcium oxalate crystals accumulate in some tubers like yam (zamikand).

Aquatic plants lose most of their metabolic wastes by direct diffusion into the water surrounding them. Terrestrial plants excrete some waste into the soil around them.


1911 Encyclopædia Britannica/Animal Heat

ANIMAL HEAT. Under this heading is discussed the physiology of the temperature of the animal body.

The higher animals have within their bodies certain sources of heat, and also some mechanism by means of which both the production and loss of heat can be regulated. This is conclusively shown by the fact that both in summer and winter their mean temperature remains the same. But it was not until the introduction of thermometers that any exact data on the temperature of animals could be obtained. It was then found that local differences were present, since heat production and heat loss vary considerably in different parts of the body, although the circulation of the blood tends to bring about a mean temperature of the internal parts. Hence it is important to determine the temperature of those parts which most nearly approaches to that of the internal organs. Also for such results to be comparable they must be made in the same situation. The rectum gives most accurately the temperature of internal parts, or in women and some animals the vagina, uterus or bladder. ​ Occasionally that of the urine as it leaves the urethra may be of use. More usually the temperature is taken in the mouth, axilla or groin.

Warm and Cold Blooded Animals.—By numerous observations upon men and animals, John Hunter showed that the essential difference between the so-called warm-blooded and cold-blooded animals lies in the constancy of the temperature of the former, and the variability of the temperature of the latter. Those animals high in the scale of evolution, as birds and mammals, have a high temperature almost constant and independent of that of the surrounding air, whereas among the lower animals there is much variation of body temperature, dependent entirely on their surroundings. There are, however, certain mammals which are exceptions, being warm-blooded during the summer, but cold-blooded during the winter when they hibernate such are the hedgehog, bat and dormouse. John Hunter suggested that two groups should be known as “animals of permanent heat at all atmospheres” and “animals of a heat variable with every atmosphere,” but later Bergmann suggested that they should be known as “homoiothermic” and “poikilothermic” animals. But it must be remembered there is no hard and fast line between the two groups. Also, from work recently done by J. O. Wakelin Barratt, it has been shown that under certain pathological conditions a warm-blooded (homoiothermic) animal may become for a time cold-blooded (poikilothermic). He has shown conclusively that this condition exists in rabbits suffering from rabies during the last period of their life, the rectal temperature, being then within a few degrees of the room temperature and varying with it. He explains this condition by the assumption that the nervous mechanism of heat regulation has become paralysed. The respiration and heart-rate being also retarded during this period, the resemblance to the condition of hibernation is considerable. Again, Sutherland Simpson has shown that during deep anaesthesia a warm-blooded animal tends to take the same temperature as that of its environment. He demonstrated that when a monkey is kept deeply anesthetized with ether and is placed in a cold chamber, its temperature gradually falls, and that when it has reached a sufficiently low point (about 25° C. in the monkey), the employment of an anaesthetic is no longer necessary, the animal then being insensible to pain and incapable of being roused by any form of stimulus it is, in fact, narcotized by cold, and is in a state of what may be called “artificial hibernation.” Once again this is explained by the fact that the heat-regulating mechanism has been interfered with. Similar results have been obtained from experiments on cats. These facts—with many others—tend to show that the power of maintaining a constant temperature has been a gradual development, as Darwin's theory of evolution suggests, and that anything that interferes with the due working of the higher nerve-centres puts the animal back again, for the time being, on to a lower plane of evolution.

Chart showing diurnal variation in body temperature, ranging from about 37.5° C. from 10 A.M. to 6 P.M. , and falling to about 36.3° C. from 2 A.M. to 6 A.M.

Variations in the Temperature of Man and some other Animals.—As stated above, the temperature of warm-blooded animals is maintained with but slight variation. In health under normal conditions the temperature of man varies between 36° C. and 38° C., or if the thermometer be placed in the axilla, between 36·25° C. and 37·5° C. In the mouth the reading would be from ·25° C. to 1·5° C. higher than this and in the rectum some ·9° C. higher still. The temperature of infants and young children has a much greater range than this, and is susceptible of wide divergencies from comparatively slight causes.

Of the lower warm-blooded animals, there are some that appear to be cold-blooded at birth. Kittens, rabbits and puppies, if removed from their surroundings shortly after birth, lose their body heat until their temperature has fallen to within a few degrees of that of the surrounding air. But such animals are at birth blind, helpless and in some cases naked. Animals who are born when in a condition of greater development can maintain their temperature fairly constant. In strong, healthy infants a day or two old the temperature rises slightly, but in that of weakly, ill-developed children it either remains stationary or falls. The cause of the variable temperature in infants and young immature animals is the imperfect development of the nervous regulating mechanism.

The average temperature falls slightly from infancy to puberty and again from puberty to middle age, but after that stage is passed the temperature begins to rise again, and by about the eightieth year is as high as in infancy. A diurnal variation has been observed dependent on the periods of rest and activity, the maximum ranging from 10 A.M. to 6 P.M. , the minimum from 11 P.M. to 3 A.M. Sutherland Simpson and J. J. Galbraith have recently done much work on this subject. In their first experiments they showed that in a monkey there is a well-marked and regular diurnal variation of the body temperature, and that by reversing the daily routine this diurnal variation is also reversed. The diurnal temperature curve follows the periods of rest and activity, and is not dependent on the incidence of day and night in monkeys which are active during the night and resting during the day, the body temperature is highest at night and lowest through the day. They then made observations on the temperature of animals and birds of nocturnal habit, where the periods of rest and activity are naturally the reverse of the ordinary through habit and not from outside interference. They found that in nocturnal birds the temperature is highest during the natural period of activity (night) and lowest during the period of rest (day), but that the mean temperature is lower and the range less than in diurnal birds of the same size. That the temperature curve of diurnal birds is essentially similar to that of man and other homoiothermal animals, except that the maximum occurs earlier in the afternoon and the minimum earlier in the morning. Also that the curves obtained from rabbit, guinea-pig and dog were quite similar to those from man. The mean temperature of the female was higher than that of the male in all the species examined whose sex had been determined.

Meals sometimes cause a slight elevation, sometimes a slight depression—alcohol seems always to produce a fall. Exercise ​ and variations of external temperature within ordinary limits cause very slight change, as there are many compensating influences at work, which are discussed later. Even from very active exercise the temperature does not rise more than one degree, and if carried to exhaustion a fall is observed. In travelling from very cold to very hot regions a variation of less than one degree occurs, and the temperature of those living in the tropics is practically identical with those dwelling in the Arctic regions.

Limits compatible with Life.—There are limits both of heat and cold that a warm-blooded animal can bear, and other far wider limits that a cold-blooded animal may endure and yet live. The effect of too extreme a cold is to lessen metabolism, and hence to lessen the production of heat. Both katabolic and anabolic changes share in the depression, and though less energy is used up, still less energy is generated. This diminished metabolism tells first on the central nervous system, especially the brain and those parts concerned in consciousness. Both heart-beat and respiration-number become diminished, drowsiness supervenes, becoming steadily deeper until it passes into the sleep of death. Occasionally, however, convulsions may set in towards the end, and a death somewhat similar to that of asphyxia takes place. In some recent experiments on cats performed by Sutherland Simpson and Percy T. Herring, they found them unable to survive when the rectal temperature was reduced below 16° C. At this low temperature respiration became increasingly feeble, the heart-impulse usually continued after respiration had ceased, the beats becoming very irregular, apparently ceasing, then beginning again. Death appeared to be mainly due to asphyxia, and the only certain sign that it had taken place was the loss of knee jerks. On the other hand, too high a temperature hurries on the metabolism of the various tissues at such a rate that their capital is soon exhausted. Blood that is too warm produces dyspnoea and soon exhausts the metabolic capital of the respiratory centre. The rate of the heart is quickened, the beats then become irregular and finally cease. The central nervous system is also profoundly affected, consciousness may be lost, and the patient falls into comatose condition, or delirium and convulsions may set in. All these changes can be watched in any patient suffering from an acute fever. The lower limit of temperature that man can endure depends on many things, but no one can survive a temperature of 45° C. (113° F.) or above for very long. Mammalian muscle becomes rigid with heat rigor at about 50° C., and obviously should this temperature be reached the sudden rigidity of the whole body would render life impossible. H. M. Vernon has recently done work on the death temperature and paralysis temperature (temperature of heat rigor) of various animals. He found that animals of the same class of the animal kingdom showed very similar temperature values, those from the Amphibia examined being 38·5° C., Fishes 39°, Reptilia 45°, and various Molluscs 46°. Also in the case of Pelagic animals he showed a relation between death temperature and the quantity of solid constituents of the body, Cestus having lowest death temperature and least amount of solids in its body. But in the higher animals his experiments tend to show that there is greater variation in both the chemical and physical characters of the protoplasm, and hence greater variation in the extreme temperature compatible with life.

Regulation of Temperature.—The heat of the body is generated by the chemical changes—those of oxidation—undergone not by any particular substance or in any one place, but by the tissues at large. Wherever destructive metabolism (katabolism) is going on, heat is being set free. When a muscle does work it also gives rise to heat, and if this is estimated it can be shown that the muscles alone during their contractions provide far more heat than the whole amount given out by the body. Also it must be remembered that the heart—also a muscle,—never resting, does in the 24 hours no inconsiderable amount of work, and hence must give rise to no inconsiderable amount of heat. From this it is clear that the larger proportion of total heat of the body is supplied by the muscles. These are essentially the “thermogenic tissues.” Next to the muscles as heat generators come the various secretory glands, especially the liver, which appears never to rest in this respect. The brain also must be a source of heat, since its temperature is higher than that of the arterial blood with which it is supplied. Also a certain amount of heat is produced by the changes which the food undergoes in the alimentary canal before it really enters the body. But heat while continually being produced is also continually being lost by the skin, lungs, urine and faeces. And it is by the constant modification of these two factors, (1) heat production and (2) heat loss, that the constant temperature of a warm-blooded animal is maintained. Heat is lost to the body through the faeces and urine, respiration, conduction and radiation from the skin, and by evaporation of perspiration. The following are approximately the relative amounts of heat lost through these various channels (different authorities give somewhat different figures):—faeces and urine about 3, respiration about 20, skin (conduction, radiation and evaporation) about 77. Hence it is clear the chief means of loss are the skin and the lungs. The more air that passes in and out of the lungs in a given time, the greater the loss of heat. And in such animals as the dog, who do not perspire easily by the skin, respiration becomes far more important.

But for man the great heat regulator is undoubtedly the skin, which regulates heat loss by its vasomotor mechanism, and also by the nervous mechanism of perspiration. Dilatation of the cutaneous vascular areas leads to a larger flow of blood through the skin, and so tends to cool the body, and obrnuto. Also the special nerves of perspiration can increase or lessen heat loss by promoting or diminishing the secretions of the skin. There are greater difficulties in the exact determination in the amount of heat produced, but there are certain well-known facts in connexion with it. A larger living body naturally produces more heat than a smaller one of the same nature, but the surface of the smaller, being greater in proportion to its bulk than that of the larger, loses heat at a more rapid rate. Hence to maintain the same constant bodily temperature, the smaller animal must produce a relatively larger amount of heat. And in the struggle for existence this has become so.

Food temporarily increases the production of heat, the rate of production steadily rising after a meal until a maximum is reached from about the 6th to the 9th hour. If sugar be included in the meal the maximum is reached earlier if mainly fat, later. Muscular work very largely increases the production of heat, and hence the more active the body the greater the production of heat.

But all the arrangements in the animal economy for the production and loss of heat are themselves probably regulated by the central nervous system, there being a thermogenic centre—situated above the spinal cord, and according to some observers in the optic thalamus.

Authorities .—M. S. Pembrey, “Animal Heat,” in Schafer's Textbook of Physiology (1898) C. R. Richet, “Chaleur,” in Dictionnaire de physiologie (Paris, 1898) Hale White, Croonian Lectures, Lancet, London, 1897 Pembrey and Nicol, Journal of Physiology vol. xxiii., 1898-1899 H. M. Vernon, “Heat Rigor,” Journal of Physiology xxiv., 1899 H. M. Vernon, “Death Temperatures,” Journal of Physiology, xxv., 1899 F. C. Eve, “Temperature on Nerve Cells,” Journal of Physiology, xxvi., 1900 G. Weiss, Comptes Rendus, Soc. de Biol., lii., 1900 Swale Vincent and Thomas Lewis, “Heat Rigor of Muscle,” Journal of Physiology, 1901 Sutherland Simpson and Percy Herring, “Cold and Reflex Action,” Journal of Physiology, 1905 Sutherland Simpson, Proceedings of Physiological Soc., July 19, 1902 Sutherland Simpson and J. J. Galbraith, “Diurnal Variation of Body Temperature,” Journal of Physiology, 1905 Transactions Royal Society Edinburgh, 1905 Proc. Physiological Society, p. xx., 1903 A. E. Boycott and J. S. Haldane, Effects of High Temperatures on Man.


‘Winners and losers’

Gabriel d'Eustachio, a bush firefighter in Australia, said in 2014 that he has witnessed mass movements of small invertebrates fleeing blazes. “You get overrun by this wave of creepy crawlies walking ahead of the fire,” he said. (Find out what it's like to be on the front line of the fight against wildfires.)

Fires can benefit predators that prey on these fleeing animals. Bears, raccoons, and raptors, for instance, have been seen hunting creatures trying to escape the flames. Several species of birds may even help spread fires in Australia, some research suggests, as doing so may help flush out small animals for them to eat.

“In those short-term situations,” such as when creatures flee from flames, says Sullivan, “there’s always winners and losers.”

A moderate level of fire in areas where it naturally occurs may also increase the “patchiness” of forests and create a wider variety of microhabitats, from open meadows to re-growing forest, research shows. Having a diversity of biomes supports multiple species of animals and the ecosystem as a whole.

Scientists don't have any good estimates on the number of animals that die in wildfires each year. But there are no documented cases of fires—even the really severe ones—wiping out entire populations or species. (Watch: “Fish skin bandages help burned bears and cougar heal”)

Of course, some animals do die in the smoke and fire—those that can't run fast enough or find shelter. Young and small animals are particularly at risk. And some of their strategies for escape might not work—a koala’s natural instinct to crawl up into a tree, for example, may leave it trapped.

Heat can kill too—even organisms buried deep in the ground, such as fungi. Jane Smith, a mycologist with the U.S. Forest Service in Corvallis, Oregon, has measured temperatures as high as 1,292 degrees Fahrenheit beneath logs burning in a wildfire, and 212 degrees Fahrenheit a full two inches below the surface.


Pogledajte video: Pijane životinje bortaju (Februar 2023).