สัตว์เลือดอุ่น
| การควบคุมอุณหภูมิในสัตว์ |
|---|

สัตว์เลือดอุ่นเป็นคำที่ใช้เรียกสัตว์ ที่มีอุณหภูมิร่างกายสูงกว่าอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สัตว์ เลือดอุ่น (รวมถึงนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ) จะรักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่โดยการควบคุม กระบวนการ เผาผลาญในร่างกายสัตว์ชนิดอื่นๆ มีระดับการควบคุมอุณหภูมิร่างกายที่แตกต่างกันไป
เนื่องจากสัตว์มีกลไกการควบคุมอุณหภูมิมากกว่าสองประเภท คำว่าสัตว์เลือดอุ่นและสัตว์เลือดเย็นจึงไม่เป็นที่นิยมในวงการวิทยาศาสตร์อีกต่อไป
ศัพท์เฉพาะ
โดยทั่วไปแล้ว สัตว์เลือดอุ่นหมายถึงการควบคุมอุณหภูมิร่างกาย 3 ประเภทที่แตกต่างกัน
- เอนโดเทอร์มี[ a ]คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตบางชนิดในการควบคุมอุณหภูมิร่างกายด้วยวิธีการภายใน เช่น การสั่นของกล้ามเนื้อหรือการเพิ่มการเผาผลาญตรงข้ามกับเอนโดเทอร์มีคือเอ็กโทเทอร์มี
- ภาวะอุณหภูมิคงที่[ b ]รักษาอุณหภูมิภายในร่างกายให้คงที่โดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลและอุณหภูมิภายนอก อุณหภูมิภายในที่คงที่มักจะสูงกว่าสภาพแวดล้อมโดยรอบ ตรงกันข้ามคือภาวะอุณหภูมิแปรผัน สัตว์ ที่มีภาวะอุณหภูมิ คงที่ที่ยังมีชีวิตอยู่ที่รู้จักกันมีเพียงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกรวมถึงกิ้งก่าชนิดหนึ่งคือเทกูขาวดำอาร์เจนตินา เชื่อกันว่า ไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นกบางชนิดรวมถึงสัตว์เลื้อยคลานที่สูญพันธุ์ไปแล้วบางชนิด เช่นอิกทิโอซอรัสเทโรซอ รัส และเพลซิโอซอรัสเคยมีภาวะอุณหภูมิคงที่
- เฮเทอโรเทอร์มีเป็นคำศัพท์ทางสรีรวิทยาสำหรับสัตว์ที่ควบคุมอุณหภูมิร่างกายของตนเองได้ และปล่อยให้สภาพแวดล้อมโดยรอบมีผลต่ออุณหภูมินั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ พวกมันแสดงลักษณะทั้งของโพยคิโลเทอร์มีและโฮมีโอเทอร์มี [ 1 ]
- เมโซเทอร์มเป็นสัตว์ประเภทหนึ่งที่มีกลยุทธ์การควบคุมอุณหภูมิร่างกาย อยู่ระหว่าง สัตว์เลือดเย็นและสัตว์เลือดอุ่น [ 2 ]
- ภาวะเมตาบอลิซึมเร็ว[ c ]รักษาอัตราการเผาผลาญ "ขณะพัก" ให้สูง โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งมีชีวิตที่มีภาวะเมตาบอลิซึมเร็วจะ "ทำงาน" อยู่ตลอดเวลา แม้ว่าอัตราการเผาผลาญขณะพักจะช้ากว่าอัตราการเผาผลาญขณะทำงานหลายเท่า แต่ความแตกต่างมักจะไม่มากเท่ากับที่พบใน สิ่งมีชีวิต ที่มีภาวะเมตาบอลิซึมช้า สิ่งมีชีวิตที่มีภาวะเมตาบอลิซึมเร็วจะมีปัญหาในการรับมือกับภาวะขาดแคลนอาหารมากกว่า
กลไกการควบคุมอุณหภูมิร่างกายที่หลากหลาย
สิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่โดยทั่วไปเรียกว่า "สัตว์เลือดอุ่น" เช่น นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แสดงให้เห็นคุณสมบัติทั้งสามประเภทนี้ (กล่าวคือ เป็นสัตว์เลือดอุ่น รักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่และเผาผลาญเร็ว) [ 3 ]อย่างไรก็ตาม ในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา การวิจัยในสาขาสรีรวิทยาความร้อนของสัตว์ได้เปิดเผยสายพันธุ์จำนวนมากในสองกลุ่มนี้ที่ไม่ตรงตามเกณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ค้างคาวและนกขนาดเล็กจำนวนมากกลายเป็นสัตว์เลือดอุ่นและเผาผลาญช้าในระหว่างการนอนหลับ (หรือในสายพันธุ์ที่หากินในเวลากลางคืน ในระหว่างวัน) สำหรับสิ่งมีชีวิตดังกล่าว คำว่าheterothermyจึงถูกนำมาใช้
การตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับสัตว์ที่จัดอยู่ในกลุ่มเลือดเย็น ตามประเพณี ได้เผยให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่แสดงการผสมผสานที่แตกต่างกันของคำทั้งสามข้างต้นพร้อมกับคำที่ตรงกันข้าม (ectothermy, poikilothermy และ bradymetabolism) จึงทำให้เกิดช่วงอุณหภูมิร่างกายที่หลากหลายปลา บางชนิด มีลักษณะเลือดอุ่น เช่น ปลาโอปาห์ปลาดาบและฉลาม บางชนิด มี กลไกการ ไหลเวียนโลหิตที่ช่วยรักษาอุณหภูมิของสมองและดวงตาให้สูงกว่าอุณหภูมิแวดล้อม จึงเพิ่มความสามารถในการตรวจจับและตอบสนองต่อเหยื่อ[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] ปลาทูน่าและฉลามบางชนิดมีกลไกที่คล้ายกันในกล้ามเนื้อ ช่วยเพิ่มความทนทานเมื่อว่ายน้ำด้วยความเร็วสูง[ 7 ]
การสร้างความร้อน
ความร้อนในร่างกายเกิดจาก กระบวนการ เผาผลาญ[ 8 ]ซึ่งเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ที่สลายกลูโคสเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งเป็นสารประกอบพลังงานสูงที่ใช้ในการขับเคลื่อนกระบวนการอื่นๆ ในเซลล์ การหดตัวของกล้ามเนื้อเป็นกระบวนการเผาผลาญที่สร้างพลังงานความร้อน[ 9 ]และความร้อนเพิ่มเติมเกิดจากแรงเสียดทานขณะที่เลือดไหลเวียนผ่านระบบหลอดเลือดไปยังเซลล์ ไขมันเฉพาะซึ่งสร้างความร้อนผ่าน การหายใจที่ไม่เชื่อมโยงกันทำให้เกิด การ ควบคุมอุณหภูมิ
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดเผาผลาญอาหารและสารอื่นๆ แต่บางชนิดใช้ประโยชน์จากผลลัพธ์ได้ดีกว่าชนิดอื่นๆ เช่นเดียวกับการแปลงพลังงานทั้งหมด การเผาผลาญค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพ และพลังงานที่มีอยู่ประมาณ 60% จะถูกแปลงเป็นความร้อนแทนที่จะเป็น ATP [ 10 ]ในสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ความร้อนนี้จะกระจายไปสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม สัตว์เลือดอุ่น (โดยทั่วไปเรียกว่าสัตว์ "อุ่น") ไม่เพียงแต่ผลิตความร้อนได้มากกว่า แต่ยังมีวิธีการรักษาและควบคุมอุณหภูมิร่างกายได้ดีกว่าสัตว์ชนิดอื่นๆ พวกมันมีอัตราการเผาผลาญพื้นฐานที่สูงกว่า และสามารถเพิ่มอัตราการเผาผลาญได้อีกในระหว่างกิจกรรมที่หนักหน่วง พวกมันมักมีฉนวนกันความร้อนที่ดีเพื่อรักษาความร้อนในร่างกาย เช่น ขนและไขมันในกรณีของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และขนปีกในนก เมื่อฉนวนกันความร้อนไม่เพียงพอที่จะรักษาอุณหภูมิร่างกาย พวกมันอาจใช้วิธีสั่น ซึ่งเป็นการหดตัวของกล้ามเนื้ออย่างรวดเร็วที่ใช้ ATP อย่างรวดเร็ว จึงกระตุ้นการเผาผลาญของเซลล์เพื่อทดแทนและผลิตความร้อนมากขึ้น นอกจากนี้ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ยูเทอเรียนเกือบทั้งหมด(ยกเว้นสุกร ซึ่งเป็นข้อยกเว้นที่ทราบกัน ) มีเนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาลซึ่งไมโทคอนเดรียสามารถ สร้างความร้อน ได้โดยไม่ต้องสั่น[ 11 ]กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกระจายตัวของความแตกต่างของไมโทคอนเดรียโดยตรงในรูปของความร้อนผ่านโปรตีนที่แยกส่วนทำให้ "แยกส่วน" ความแตกต่างออกจากหน้าที่ปกติในการขับเคลื่อนการผลิต ATP ผ่านATP synthase [ 12 ]
ในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น สัตว์เหล่านี้ใช้การระบายความร้อนด้วยการระเหยเพื่อขจัดความร้อนส่วนเกิน โดยอาจทำได้โดยการขับเหงื่อ (ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด) หรือโดยการหอบหายใจ (ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดและนกทุกชนิด) ซึ่งโดยทั่วไปแล้วกลไกเหล่านี้ไม่มีในสัตว์เลือดเย็น
การป้องกันเชื้อรา
มีการตั้งสมมติฐานว่าวิวัฒนาการของสัตว์เลือดอุ่นเกิดขึ้นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกเพื่อป้องกันการติดเชื้อรา เชื้อราเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิร่างกายของสัตว์เลือดอุ่น ในทางตรงกันข้าม แมลง สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำมักประสบปัญหาการติดเชื้อรา[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]สัตว์เลือดอุ่นมีกลไกป้องกันเชื้อโรคที่ติดมาจากสิ่งแวดล้อม เนื่องจากเชื้อโรคจากสิ่งแวดล้อมไม่สามารถปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิภายในร่างกายที่สูงขึ้นของพวกมันได้[ 17 ]
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- สัตว์เลือดอุ่นคืออะไร?
- เว็บไซต์ The Reptipage: สัตว์เลือดเย็นคืออะไร?