Toplokrvne životinje

Toplokrvne životinje (endotermne) stvaraju toplinu te da im tijelo ima stalnu tjelesnu temperaturu bez obzira na temperaturu okoline. U toplokrvne životinje spadaju samo ptice, sisavci i neke vrste riba. Životinje su većinom hladnokrvne (heterotermne), što znači da je njihova tjelesna temperatura uvjetovana temperaturom okoline. Razlike u temperaturi imaju dalekosežne posljedice na način života životinja, jer je tijelo aktivnije kada je toplo. Hladnokrvne životinje kao što su gmazovi, vodozemci i kukci vrlo su aktivne kada je toplo, ali se njihova aktivnost uspori kada vanjska temperatura padne.

One mogu apsorbirati nešto topline sunčajući se, ali ako temperatura padne ispod 10°C, njihovi mišići rade tako polako da se jedva pokreću. S druge strane, promjena temperature slabo djeluje na ptice i sisavce. Njihova unutrašnja toplina i izolacija omogućuju im da budu aktivni i kad se temperatura spusti ispod temperature ledišta.

U posebnoj su opasnosti od smrzavanja ribe, jer se njihove tjelesne tekućine normalno lede na -0,8°C, a polarna mora uglavnom su hladnija. Kako bi se spriječilo smrzavanje, u krvi mnogih hladnokrvnih vrsta nalaze se proteini koji snizuju ledište. Neki kukci mogu preživjeti na -45°C a da u njihovim tjelesnim tekućinama ne nastaju kristalići leda.

Osnovni ograničavajući faktori rasprostranjenosti i brojnosti sisavaca u svijetu su: temperatura u okolišu i dostupnost vode.

U svijetu se u različitim područjima mogu zabilježiti temperature u rasponu između -50°C i 50°C. Sisavci mogu preživjeti raspon temperatura tijela između 0°C i 45°C - Međutim mogu biti aktivni u znatno užem rasponu – 30°C do 42°C.

Organizmi su se godinama grupirali prema tome da li zadržavaju stalnu temperaturu tijela:

- homeotermni = održavaju temperaturu oko otprilike stalne točke - također ih zvali (toplokrvni)

- poikilotermni = dopuštaju da im se temperatura prilagodi temperaturi okoliša (hladnokrvni)

Tapodjela je zastarjela te se danas organizmi klasificiraju kao:

- Ektotermi – ne koriste metabolizam za proizvodnju topline i imaju temperaturu tijela koja se prilagođava temperaturi okoliša.

- Endotermi – koriste metabolizam za stvaranje tjelesne topline i održavanje temperature iznad temperature okoliša – posjeduju znatno složeniji dišni i krvožilni sustav.

- Heterotermi – negdje između ovih gornja dva ekstrema - regulacija tjelesne temperature se mijenja tijekom vremena ili između različitih dijelova tijela – karakteriziraju ih hibernacija, torpor i estivacija.

Prednosti endotermije:

– povećana efikasnost kretanja (trčanje, let) - lov plijena i izbjegavanja predatora - fleksibilnost i izdržljivost

– superiornost u osvajanju novih staništa i niša, ali i u obrani

– veći uspjeh snubljenja i parenja

– neovisnost od temperaturnih ekstrema kao i od sunca

– produljenje perioda aktivnosti

– korištenje aerobnog metabolizma za dobivanje energije

Nedostatci endotermije:

– povećane potrebe za energijom – 5-10 puta (pri 38°C)

– hrana potrebna često i treba je mnogo

– skupo održavanje bazalnog metabolizma (čovjek troši 1300- 1800 kcal/dan, dok neki ektotermi organizmi troše samo 60 kcal/dan)

– povećana osjetljivost na toplinski stres

– povećana potrošnja i potreba za kisikom

Termoregulacija tj. prijenos topline osim o fizikalnim procesima ovisi i o drugim faktorima: odnosu površine i mase tijela, obliku tijela, izolaciji, vrsti masnog tkiva, količini masnog tkiva (fizičke značajke), količini insolacije, zemljopisnoj dužini, vjetaru, tlaku, vlazi (faktori okoliša).

Organizmi primjenjuju razlivite prilagodbe za termoregulaciju: – izolacija (koža, dlaka, krzno, mast), – prilagodbe krvotoka (protustrujna izmjena) – hlađenje isparavanjem (znojenje) – ponašanje (drhtanje) – prilagodba proizvodnje metaboličke topline bez drhtanja (smeđe masno tkivo ima veliku količinu masnih kiselina i mitohondrija).