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Welche exotherme Reaktion zeichnet Warmblüter aus?

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Ich würde mich über eine Antwort speziell in Form einer exothermen chemischen Reaktion freuen. Nämlich diejenige, die hauptsächlich für die Wärmeerzeugung bei Warmblütern verantwortlich ist, die bei Kaltblütern nicht stattfindet.


Braunes Fettgewebe oder braunes Fett ist eine der Hauptarten der Körperwärmeerzeugung und kommt nur bei Warmblütern vor. Aufgrund der hohen Anzahl an Mitochondrien ist es braun, und Wärme wird durch das Abkoppeln der Elektronentransportkette von der ATP-Synthese durch oxidative Phosphorylierung erzeugt.

In den typischen (ATP-produzierenden) Mitochondrien wird ein Energiegradient gebildet, indem Protonen im Zwischenmembranraum gespeichert werden, und diese fließen dann durch die ATP-Synthase, um die Erzeugung von ATP aus ADP und Phosphat anzutreiben. In braunen Fettmitochondrien bildet Entkopplungsprotein 1 (UCP1 oder Thermogenin) eine Pore in der inneren Membran, wodurch das Protonen-Elektronen-Verhältnis ein Gleichgewicht erreicht und die ATP-Synthase ihrer Antriebskraft beraubt wird. Dadurch entsteht die Hitze.

Aus Wikipedia


Während alle Tiere und sogar Pflanzen Wärme durch chemische Reaktionen oder mechanische Bewegung ihres Gewebes (wie Muskelgewebe) erzeugen, haben warmblütige Tiere braunes Fett, das die ungewöhnliche Fähigkeit hat, Wärme direkt aus Stoffwechselenergie zu erzeugen.

Der gesuchte chemische Prozess wird von Entkopplungsproteinen (UCPs) durchgeführt. Sie befinden sich in den Mitochondrien und anstatt den Protonengradienten in den Mitochondrien zu nutzen, um ATP zu erzeugen, passieren UCPs Protonen durch die Membran und erzeugen Wärme.

Braunes Fett ist braun aufgrund eines relativ hohen Eisengehalts, der mit vielen zusätzlichen Mitochondrien verbunden ist (braunes Fettgewebe scheint aus Muskelzellen und nicht aus weißem Fettgewebe zu stammen). Es ist ein wärmeerzeugendes Organ beim Menschen, insbesondere bei Säuglingen.


Was ist der Unterschied zwischen Warmblütern und Kaltblütern?

Kaltblüter sind solche, deren Körpertemperatur durch ihre Umgebung reguliert wird, und Warmblüter sind solche, deren Körpertemperatur durch interne Mechanismen relativ konstant gehalten wird. Neben den unterschiedlichen Körpertemperaturen besteht ein weiterer Hauptunterschied zwischen diesen Tierarten darin, dass warmblütige Tiere mehr Nahrung benötigen. Die Begriffe "kaltblütig" und "warmblütig" sind irreführend, da das Blut von kaltblütigen Tieren nicht unbedingt kalt ist, sondern nur je nach Umgebungstemperatur variiert. Genauere Begriffe sind „ektotherm“ statt „kaltblütig“ und „endotherm“ oder „homöotherm“ statt „warmblütig“. Ein anderer Begriff für ektotherme Tiere ist "Poikilotherms", was Tiere mit unterschiedlichen Körpertemperaturen bedeutet.

Beispiele und Ausnahmen

Die überwiegende Mehrheit der Säugetiere und Vögel sind warmblütig und fast alle Reptilien, Fische, Insekten, Amphibien und Spinnentiere sind kaltblütig. Es gibt jedoch einige Ausnahmen und einige Tiere, die Merkmale beider Arten aufweisen. Fledermäuse und Maulwurfsratten sind beispielsweise Säugetiere, aber ihre Körpertemperatur kann je nach Umgebung variieren, insbesondere wenn sie nicht aktiv sind. Bestimmte Insekten, wie der Schmetterlingsschwärmer und einige Bienen, können ihre Körpertemperatur durch Flügelschlagen erhöhen. Einige Fische haben interne Mechanismen, die verhindern, dass ihr Gehirn und ihre Augen zu kalt werden, was ihre Funktion beeinträchtigen könnte.

Lebensmittelanforderungen

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Warmblütern und Kaltblütern besteht darin, dass Warmblüter typischerweise drei- bis zehnmal so viel Nahrung zum Überleben benötigen, da sie ihre eigene Körperwärme erzeugen müssen. Dementsprechend müssen diese endothermen Tiere drei- bis zehnmal so gut in der Nahrungsaufnahme sein, was sie auf ein anderes metabolisches und evolutionäres Niveau bringt. Ektotherme können sich auf Sonnenlicht und andere Umweltfaktoren verlassen, um Wärme bereitzustellen, anstatt sie selbst erzeugen zu müssen, sodass ihr Körper weniger Nahrung benötigt.

Einige Vor- und Nachteile von jedem

Die Endothermie hat mehrere Vorteile – größere Ausdauer, nur einen Satz von Körperenzymen, die bei einer bestimmten Temperatur optimal funktionieren, und die Fähigkeit, die Körpertemperatur bei eisigem Wetter zu erhöhen. Eine Spinne, die in einen Schneesturm gerät, wird festfrieren, aber ein Mensch hat zumindest eine Überlebenschance. Ektotherme Tiere müssen für ihre biologischen Prozesse mehrere Enzymsätze aufrechterhalten, da Enzyme temperaturempfindlich sind, aber endotherme Tiere können einen Satz beibehalten.

Der nützlichste Vorteil der Endothermie ist eine größere Ausdauer. Eine endotherme Kreatur kann einem kaltblütigen Raubtier entkommen, solange sie dem ersten Angriff ausweicht. Warmblütige Raubtiere können ihrer ektothermen Beute entkommen, und endotherme Tiere können länger nach Nahrung suchen. Manche Leute mögen sagen, dass endotherme Kreaturen überlegen sind, weil sie dazu neigen, mehr Ausdauer zu haben, aber sie können sich für kurze Zeiträume nicht schneller bewegen als kaltblütige Tiere und sie verhungern viel leichter als ektotherme Kreaturen.

Michael ist ein langjähriger InfoBloom-Mitarbeiter, der sich auf Themen aus den Bereichen Paläontologie, Physik, Biologie, Astronomie, Chemie und Futurismus spezialisiert hat. Michael ist nicht nur ein begeisterter Blogger, sondern interessiert sich besonders für Stammzellforschung, regenerative Medizin und Therapien zur Lebensverlängerung. Er arbeitete auch für die Methusalem Foundation, das Singularity Institute for Artificial Intelligence und die Lifeboat Foundation.

Michael ist ein langjähriger InfoBloom-Mitarbeiter, der sich auf Themen aus den Bereichen Paläontologie, Physik, Biologie, Astronomie, Chemie und Futurismus spezialisiert hat. Michael ist nicht nur ein begeisterter Blogger, sondern interessiert sich besonders für Stammzellforschung, regenerative Medizin und Therapien zur Lebensverlängerung. Er arbeitete auch für die Methusalem Foundation, das Singularity Institute for Artificial Intelligence und die Lifeboat Foundation.


Es ist Zeit, einen Mythos zu sprengen: Nicht alle Säugetiere sind warmblütig

Als BBC Earth auf Facebook ging und unser Publikum fragte, ob es kaltblütige Säugetiere gibt, bekamen wir eine starke Reaktion.

"Das ist eine dumme Frage", schrieb Clay Walker. "Die Definition, ein Säugetier zu sein, beinhaltet, warmblütig zu sein."

Mark Josefsberg war ähnlich verblüfft. "Sie beleidigen unsere kollektive Intelligenz."

Wir wollten wirklich niemanden verärgern! Wir haben uns nur gefragt, ob es, da die natürliche Welt so vielfältig ist, wie sie ist, ein paar Ausreißer gibt &ndash, und es stellt sich heraus, dass es sie gibt.

Säugetiere sind Tiere, die (meist) mit Haaren bedeckt sind und ihre Jungen mit Milch säugen. Dazu gehören Schnabeltiere, Mäuse, Elefanten und Menschen.

Es ist wahr, dass alle Säugetiere Wärme von innen produzieren können, ein Talent, das als Endothermie bekannt ist. Dies bedeutet, dass die meisten Säugetierarten tatsächlich warmes Blut haben. Sie behalten eine hohe und ziemlich konstante Körpertemperatur bei, die es ihnen ermöglicht, unter einer Reihe von Bedingungen effizient zu funktionieren.

Sie sind sicherlich nicht „kaltblütig“ wie Fische, Amphibien und Reptilien

Aus diesem Grund werden in Lehrbüchern für Einsteiger Säugetiere oft als "warmblütig" bezeichnet. Dies unterscheidet sie von „kaltblütigen“, ektothermen Lebewesen, deren Körpertemperatur ganz von ihrer Umgebung abhängt.

Die Sache ist die, dass in der Biologie Regeln gemacht werden, um zumindest stark gebogen zu werden.

Es gibt viele Säugetiere, die viel entspannter mit der Körpertemperatur umgehen. Für diese "heterothermen" Tiere beschreibt der Begriff "Warmblüter" nicht wirklich, was sie tun.

Sie sind sicherlich nicht „kaltblütig“ wie Fische, Amphibien und Reptilien „kaltblütig“. Aber sie sind in der Lage, einige beeindruckende Kühlleistungen zu erbringen.

"Je mehr wir suchen, desto mehr Arten finden wir, die dies tun", sagt Justin Boyles, ein physiologischer Ökologe an der Southern Illinois University in Carbondale.

Eine der extremsten Heterothermen ist das arktische Erdhörnchen.

Viele Säugetiere sind in der Lage, irgendwie zu kühlen

In einem klassischen Papier, das die Titelseite von Wissenschaft 1989 untersuchte der Physiologe Brian Barnes von der University of Alaska Fairbanks die Eichhörnchen während des Winterschlafs. Er fand heraus, dass sie ihre Körperkerntemperatur unter Null sinken lassen, in einem Fall auf -2,9 ° C, ohne fest zu gefrieren.

"Es ist schwer, viel kaltblütiger zu werden", sagt Boyles.

Ein großes Lob an Graham Humphrey und Janakie Balasuriya, die beide ausdrücklich das arktische Erdhörnchen erwähnt haben.

Das Eichhörnchen ist eindeutig ein Sonderfall. Dennoch sind viele Säugetiere in der Lage, sich irgendwie zu kühlen.

Beispielsweise hängt die Körpertemperatur neugeborener Säugetiere vollständig von der Umgebungstemperatur ab. Die Fähigkeit, innere Wärme zu erzeugen, tritt erst später in der Entwicklung auf.

Wenn Säugetiere schlafen, sinkt ihre Körpertemperatur in der Regel um ein oder zwei Grad.

Madagaskars Zwergmausmaki verbringt täglich etwa 10 Stunden in Torpor

Kleinere Säugetiere &ndash, darunter viele Nagetiere, Insektenfresser, Fledermäuse, Beuteltiere und sogar einige Primaten &ndash haben einen Weg entwickelt, um diese Temperatursenkung noch weiter voranzutreiben. Sie treten in einen energiesparenden Zustand ein, der als Tagesstarre bekannt ist.

Zum Beispiel kann die Gemeine Blütenfledermaus ihre Körpertemperatur von etwa 36 ° C in der Nacht auf nur 20 ° C am Tag senken. In ähnlicher Weise scheint das brasilianische grazile Opossum stundenlang bei 16 ° C kühlen zu können.

Im Extremfall verbringt Madagaskars Zwergmausmaki etwa 10 Stunden pro Tag in Erstarrung, wobei seine Körpertemperatur unter 7 °C sinkt.

Einige Säugetiere können in eine längere Erstarrung geraten. Wir nennen dies "Winterschlaf", wenn sie es im Winter tun, und "Aestivation", wenn es eine Sommerzeit ist. Dann läuft ihr Blut noch kälter, wie George Uren, Mary Wyman und Indrani Ghosh bemerkten.

Respekt auch denen, die dem Nacktmull einen Schrei gaben.

Es ist das perfekte Beispiel für eine evolutionäre Anpassung

"Nacktmulle sind aus thermoregulatorischer Sicht interessant, weil sie ihre Körpertemperatur nicht sehr gut kontrollieren", sagt Boyles.

Dies bedeutet nicht, dass sie gescheiterte Säugetiere sind. Vielmehr verbringen sie ihr ganzes Leben in unterirdischen Tunneln, in denen die Temperatur ziemlich vorhersehbar ist, normalerweise zwischen 29 und 32 ° C.

"Sie müssen die Energie nicht für die Thermoregulation aufwenden", sagt Boyles. "Es ist das perfekte Beispiel für eine evolutionäre Anpassung, keine physiologische Einschränkung."

Update 13. Juni 2016: Wir haben hier einen Trick verpasst. Auf Twitter weist Michael Le Page von New Scientist darauf hin, dass Hyraxen auch ihre innere Körpertemperatur nicht kontrollieren können. Aber im Gegensatz zu Nacktmullen leben sie im Freien und müssen mit wechselnden Temperaturen umgehen. Um zu überleben, müssen sie sich in der Sonne sonnen, um sich aufzuwärmen, wie es viele Reptilien tun.

Schließlich hob Jennifer Jones eine ausgestorbene Ziegenart namens . hervor Myotragus balearicus. Es wurde behauptet, dass diese Ziege richtig ektotherm war, dh vollständig von der Wärme ihrer Umgebung abhängig war.

Wir konnten kein Follow-up der Studie von 2009 finden

Der Beweis ist indirekt. "Die Knochenmikrostruktur weist darauf hin, dass Myotragus wuchs wie kein anderes Säugetier, aber ähnlich wie Krokodile mit langsamen und flexiblen Geschwindigkeiten", schrieben Forscher 2009. Dies deutet auf Ektothermie hin, ist aber noch lange nicht bewiesen.

M. balearicus lebte bis vor etwa 3.000 Jahren auf den Balearen, wo das Nahrungsangebot sprunghaft ist. Diese raue Umgebung könnte sich für einen "ektothermenähnlichen Zustand" entschieden haben, der es der Ziege ermöglichte, Energie zu sparen, vermuten die Forscher.

Es ist eine faszinierende Idee. Wir konnten jedoch kein Follow-up zu der Studie von 2009 finden, daher ist vorerst nicht klar, ob M. balearicus war wirklich ektotherm.

Unabhängig davon sprechen diese Beispiele alle für eine einfache Tatsache: Die Aufrechterhaltung einer hohen und konstanten Körpertemperatur ist eine kostspielige Übung. Tatsächlich ist es überraschend, dass wir nicht mehr Säugetiere sehen, die mehr Zeit mit kälterem Blut verbringen.

Ich gehe davon aus, dass wir noch viel mehr sehr coole Arten finden werden

Arten verlieren oft Fähigkeiten, wenn sie nicht mehr nützlich sind. Zum Beispiel neigen Tiere, die in dunklen Höhlen leben, dazu, ihre Augen zu verlieren. Wie der Nacktmull zeigt, müssen sich Säugetiere, die an Orten mit konstanten Temperaturen leben, möglicherweise nicht intern erwärmen.

Boyles sagt, dass kleinere und intelligentere Temperaturaufzeichnungsgeräte ständig neue Muster von Temperaturschwankungen bei Säugetieren aufdecken.

"In den nächsten 10 oder 15 Jahren", sagt er, "erwarte ich, dass wir noch viel mehr sehr coole Arten finden werden." Das Wortspiel ist vermutlich beabsichtigt.

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Endotherm vs. Ektotherm

Der Hypothalamus, der die höchste endokrine Kontrolle bietet, integriert die Aktivitäten des Nervensystems und des endokrinen Systems.

Der Hypothalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Körpertemperatur. Diese Funktion übernehmen der vordere Hypothalamus und der hintere Hypothalamus. Sie haben direkt gegenteilige Wirkungen.

Die Stimulation des vorderen Hypothalamus löst eine thermolytische Reaktion aus, was zu einer Abnahme der Körpertemperatur führt. Während der Stimulation des hinteren Hypothalamus beginnt eine thermogene Reaktion, die zu einer Erhöhung der Körperwärme und deren Erhaltung führt.

Thermolytische Reaktionen sind durch kutane Vasodilatation gekennzeichnet, die durch Körperreaktionen wie Erhöhung des Wärmeverlusts durch Strahlung, Schweiß, der den Wärmeverlust durch Verdunstung begünstigt, und das typische Merkmal des Hechelns bei Tieren, insbesondere bei Hunden, veranschaulicht wird.
Thermogene Reaktionen beinhalten eine kutane Vasokonstriktion, die zu einer Minimierung des Wärmeverlustes durch Strahlung führt, dem Mechanismus des Zitterns, der das Wärmeniveau aufgrund starker Muskelaktivität erhöht.

Der Hypothalamus ist auch gut gerüstet, um die Temperaturschwankungen des im Körper zirkulierenden Blutes zu messen und wird darauf reagieren.


Montag, 18. September 2006

Biochemie - Einfache Diffusion von fettlöslichen Molekülen durch die Phospholipid-Doppelschicht - bleibt beim Transport etwas "stecken"?

Ich denke, angesichts von Alans Antwort lautet die Frage, die Sie vielleicht stellen, etwa
"konzentrieren sich Verbindungen in der Lipiddoppelschicht", anstatt eine hohe Konzentration innerhalb der Zelle zu erreichen, nachdem sie durch die Membran diffundiert, wie er beschreibt.

Dies könnte sicherlich passieren (wenn Sie das denken), aber normalerweise wird es aus zwei Gründen nicht passieren.

Die erste ist, dass jedes Molekül, das im Inneren der Zelle nicht löslich wäre, eine entsprechend kleine Menge hat, die im Blut oder in der Lymphe, im Gewebe, im Ozean oder in einem anderen Milieu, in dem die Zelle lebt, nicht gefunden wird, was meistens der Fall sein wird Wasser.

Sie könnten sich fragen, ob es Fälle gibt, in denen die fraglichen Verbindungen in geringen Konzentrationen in der Zelle verfügbar sind und sich im Laufe der Zeit in der Lipiddoppelschicht anreichern. Dieses langsame Konzentrationsmodell passiert wahrscheinlich, aber es gibt einen kompensierenden Mechanismus - die Lipiddoppelschicht wird in Vesikel aufgenommen und abgebaut, um durch neu synthetisierte ersetzt zu werden, so dass sich Membrankomponenten selbst erneuern. Dieser Prozess beinhaltet das Einhüllen der Zelle durch Endozytose und das gezielte Umwandeln von Membranproteinen.

Die Umsatzrate für die meisten Zellen liegt in der Größenordnung von Tagen, einige der besten Zahlen dafür liegen hinter einer Paywall, aber ein Hinweis auf den Umsatz der synaptischen Membranen zeigt, dass einige Komponenten zwischen 6 und 24 Tagen umschlagen. Verschiedene Komponenten wie Cholesterin, Phosphatidylcholin und Phosphatidylethanolamin haben unterschiedliche Umsatzraten.

Zwischen diesen beiden Effekten wäre die Konzentration der „permeanten Moleküle“ also in den meisten Fällen gering.


Hohe Wärmekapazität

Die Fähigkeit eines Moleküls, Wärmeenergie aufzunehmen, wird als Wärmekapazität bezeichnet, die mit der in der Abbildung gezeigten Gleichung berechnet werden kann. Die hohe Wärmekapazität von Wasser ist eine Eigenschaft, die durch Wasserstoffbrücken zwischen Wassermolekülen verursacht wird. Wenn Wärme absorbiert wird, werden Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen und Wassermoleküle können sich frei bewegen. Wenn die Temperatur des Wassers sinkt, werden Wasserstoffbrückenbindungen gebildet und eine beträchtliche Menge Energie freigesetzt. Wasser hat die höchste spezifische Wärmekapazität aller Flüssigkeiten. Spezifische Wärme ist definiert als die Wärmemenge, die ein Gramm eines Stoffes aufnehmen oder abgeben muss, um seine Temperatur um ein Grad Celsius zu ändern. Bei Wasser beträgt diese Menge eine Kalorie oder 4,184 Joule. Infolgedessen dauert es lange, bis Wasser erhitzt und abgekühlt ist. Tatsächlich ist die spezifische Wärmekapazität von Wasser etwa fünfmal größer als die von Sand. Dies erklärt, warum das Land schneller abkühlt als das Meer.

Die Beständigkeit gegen plötzliche Temperaturänderungen macht Wasser zu einem ausgezeichneten Lebensraum, der es Organismen ermöglicht, ohne große Temperaturschwankungen zu überleben. Da viele Organismen hauptsächlich aus Wasser bestehen, ermöglicht die Eigenschaft der hohen Wärmekapazität außerdem eine stark regulierte Körperinnentemperatur. Beispielsweise sinkt die Körpertemperatur beim Skifahren oder Spielen im Schnee nicht drastisch auf die Außentemperatur. Aufgrund seiner hohen Wärmekapazität wird Wasser von Warmblütern verwendet, um die Wärme gleichmäßiger in ihrem Körper zu verteilen gleichmäßige Temperatur.


Unterschied zwischen Ektotherm und Endotherm

Thermoregulation ist der Prozess, der Leben in einem erstaunlich breiten Bereich der thermischen Umgebung ermöglicht und ihre ökologische und geografische Verteilung auf der Erde verbessert. Es ist der Prozess, durch den ein Tier seine Körpertemperatur reguliert und aufrechterhält. Je nach Art der Temperaturregulierung gibt es zwei Arten von Tieren, nämlich Ektothermen und Endothermen. Endotherme werden auch Homoithermen oder Warmblüter genannt, während Ektothermen auch als Poikilothermen oder Kaltblüter bekannt sind.

Ektothermen (Poikilothermen oder Kaltblüter)

Ektothermen sind Organismen, die eine konstante Körpertemperatur nicht aufrechterhalten können und immer Umgebungswärme benötigen, um ihre Körperwärme zu regulieren. Daher werden die Aktivitäten von Ektothermen stark von Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflusst. Zum Beispiel gewinnen viele Reptilien Wärme, indem sie sich in der Sonne sonnen, während sie ihren Körper abkühlen, indem sie bei Bedarf in einen Unterstand ziehen.

Endothermen (Homoitherms oder Warmblüter)

Endotherme sind Tiere, die eine ziemlich konstante Körpertemperatur unter einer Vielzahl von Umgebungstemperaturen aufrechterhalten können, von intensiver Wüstenhitze bis hin zu eisiger arktischer Kälte. Dieser konstante Temperaturbereich ermöglicht es Endothermen, in einem sehr breiteren geografischen und ökologischen Bereich der Erde zu überleben. Alle Säugetiere und Vögel sind endotherm und benötigen viel Energie für die Erzeugung von Wärme- und Kühlprozessen. Diese Energie gewinnen sie hauptsächlich durch die Verdauung der Nahrung, die sie zu sich nehmen. Ihre Körpertemperatur wird hauptsächlich durch Stoffwechselprozesse und auch durch adaptive Mechanismen gesteuert, die den Wärmeaustausch mit der Umgebung steuern, wie z das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen.

Bei Säugetieren wird jedoch nicht der gesamte Körper auf konstanter Temperatur gehalten, sondern nur der Körperkern. Der Körperkern besteht hauptsächlich aus den lebenswichtigen Organen Brust und Bauch sowie dem Gehirn. Die Haut und andere Gewebe, die näher an der Körperoberfläche liegen, haben aufgrund des Wärmeaustauschs zwischen Körperoberfläche und Umgebung immer eine niedrigere Temperatur als der Kern.

Ektotherm vs Endotherm

• Ektotherme wärmen ihren Körper, indem sie Wärme aus der Umgebung aufnehmen, während Endotherme Wärme durch ihre Stoffwechselaktivitäten produzieren.

• Ektotherme weisen große Schwankungen der normalen Körpertemperatur auf, während Endotherme ihre Körpertemperatur auf einem ziemlich konstanten Wert halten.

• Die meisten Wirbellosen, Fische, Reptilien und Amphibien sind ektotherm, während alle Säugetiere und Vögel endotherm sind.

• Die Körpertemperatur von Ektothermen ändert sich mit den Änderungen der Umgebungstemperatur, während sich die von Endothermen mit den Änderungen der Umgebungstemperatur nicht wesentlich ändert.

• Ektotherme verwenden hauptsächlich Verhaltenskontrollmechanismen, um ihren Körper zu kontrollieren, während Endotherme sowohl interne physiologische Kontrollmechanismen als auch Verhaltenskontrollmechanismen verwenden.

• Endotherme können über einen weiten Bereich von Umgebungsbedingungen aktiv bleiben als ektotherme. Daher sind die geologische und ökologische Verteilung von Endothermen höher als die von Ektodermen.

• Anzahl der Arten von Ektothermen ist höher als die von Endothermen.

• Um die Körpertemperatur auf einem konstanten Wert zu halten, benötigen Endotherme viel mehr Nahrung als Ektotherme gleicher Größe.

• Die Stoffwechselraten von Endothermen sind bei einer gegebenen Körpermasse sehr hoch als die von Ektothermen.


Inhalt: Kaltblüter vs Warmblüter

Vergleichstabelle

VergleichsbasisKaltblütigWarmblüter
Bedeutung Kaltblütige Tiere haben eine schwankende Körpertemperatur, die der Außentemperatur folgt und die thermische Homöostase nicht aufrechterhält.Warmblüter behalten ihre thermische Homöostase und ihre Körpertemperatur konstant
unabhängig von der Außentemperatur.
BeispieleFische, Reptilien, Amphibien, Wirbellose.Säugetiere und Fische.
EnergieeinsatzSie benötigen weniger Energie, um ihre Körpertemperatur zu halten, und benötigen daher weniger Nahrung.Sie benötigen mehr Energie, um ihre Körpertemperatur zu regulieren und haben daher einen höheren Nahrungsbedarf.
ZusatzfunktionSie erhöhen die Widerstandsfähigkeit gegen Mikroorganismen, die in ihren Körper eindringen, um Krankheiten zu verursachen, und wenn es passiert, verringern sie die Auswirkungen einer Infektion, indem sie die Körpertemperatur senken. Sie haben ein starkes Immunsystem.
PhaseWinterschlaf – Ruhephase während des Winters, die Wochen oder Monate dauern kann.
Aestivation- Ruhephase im Sommer.
Keine solche Phase.
TemperaturabhängigkeitDie Temperatur eines Körpers hängt von der Temperatur der äußeren Umgebung ab.Die Körpertemperatur ist unabhängig von der äußeren Umgebung.
ÜberlebenSie können bei keiner der extremen Temperaturen überleben, insbesondere bei Kälte.Sie sind leicht an jede Umgebung und Temperatur anpassbar.
Stoffwechselraten
Die Stoffwechselrate ändert sich mit der Änderung der Umgebungstemperatur.Umweltveränderungen haben keinen Einfluss auf die Stoffwechselrate.
KörpertemperaturDie Körpertemperatur ändert sich mit der Änderung der Umgebungstemperatur.Normalerweise reicht die Temperatur von 35-40 Grad Celsius.

Definition von kaltblütig

Kaltblütige Tiere sind diejenigen, die nicht in der Lage sind, die innere Körpertemperatur zu regulieren, sondern sie abhängig vom Sonnenlicht um sich warm zu machen. Wenn die Außenumgebung kälter ist, neigt ihr Körper dazu, kalt zu sein und eher Wärme zu spenden und umgekehrt, aber um nachts zu überleben, insbesondere in kälteren Regionen, brauchen sie Sonnenlicht, um Strahlung zu gewinnen.

Es ist auch zu sehen, dass diese Tiere bleiben inaktiv in der kalten oder winterlichen Jahreszeit. Fische wandern beispielsweise in den tieferen Teil des Wassers, wo die Temperatur des Wassers im Vergleich zu dem Teil, in dem sie lebten, wärmer ist, einige Arten können im Winter sterben, während Bienen mit Hilfe von Flügelbewegungen Wärme produzieren.

Kaltblütige Tiere brauchen weniger Nahrung als ihr Bedarf an Energie ist weniger für das Überleben. Sie sind mehr beständig an Krankheiten, da sie Parasiten und andere schädliche Mikroorganismen nicht wachsen lassen und wenn sie eine Krankheit bekommen, senken sie ihre Körpertemperatur, um diese Krankheit loszuwerden. Diese Art von Tieren sind nicht aktiv in der Kälte warten sie trotzdem auf die passende Temperatur, um sich warm zu machen. Beispiele sind Fische, Reptilien, Amphibien, Spinnen, Frösche, Krokodile, Bienen, Motten und Termiten.

Es werden zwei Begriffe verwendet, die sind Winterschlaf und Aestivation, der frühere ist der Winterruhezeit an warmen Orten, die wochen- oder monatelang andauern können, wobei letzterer Ruhezustand bei Sommerzeit an schattigen oder kühlen Orten, obwohl nicht klar ist, dass die Aestivation der Prozess von kaltblütigen oder warmblütigen Tieren ist. Sie paaren und vermehren sich nur zum Zeitpunkt der Wärme.

Wie oben erwähnt, werden Kaltblüter in drei Typen eingeteilt:

  • Ektothermie: Die Körpertemperatur wird entsprechend der Temperatur der äußeren Umgebung gehalten, d.h. wenn Sonnenlicht einfällt, wird sie ihre Temperatur entsprechend halten und nachts, also zur Zeit des Mondlichts, neigt ihr Körper dazu, seine Innentemperatur wieder zu ändern und wird kühl. Beispiele-Reptilien.
  • Poikilothermie: Deren Temperatur schwankt mit der Temperaturänderung des umgebenden Mediums. Beispiele sind Frösche, Schildkröten.
  • Bradymetabolismus: Dieser Typ hängt von der Stoffwechselrate ab, die der Körper leistet. Ein Beispiel sind Insekten.

Definition von Warmblüter

Mitochondrien, die ‘ . genannt werdenKraftpaket der Zelle‘ produziert Energie, die vom Körper genutzt wird um pflegen seine Temperatur. Während der gesamten Lebenszeit wird konstante Energie erzeugt, um die Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, die zwischen 35-40°C.

Obwohl gesagt wird, dass sich der Körper bei extremen Außentemperaturen ein wenig ändern kann, um sie beizubehalten, oder übermäßige Wärme abgibt schwitzen oder keuchen. Wale brauchen keine Schweißdrüsen, da sie im Wasser leben, während Elefanten durch die Ohren schwitzen. In Zeiten extremer Kälte ist der Spielraum, um die Temperatur zu halten, Pelz, Zittern und manchmal ziehen Vögel in die wärmeren Regionen.

Da ist viel Durchhaltevermögen bei Warmblütern vorhanden ist, da die von ihnen produzierte Energie auf hohe Stoffwechselrate., Warmblüter sind auch in der kalten Umgebung aktiv. Das Immunsystem dieser Art von Tieren ist ebenfalls stark. Da Warmblüter in beiden Umgebungen aktiv sind, können sie problemlos überall zurechtkommen.

Es gibt drei große Bereiche von Warmblütern:

  • Endothermie: Der Körper hält seine Temperatur durch innere Mittel wie Schwitzen, Zittern usw. Ein Beispiel ist ein Hund.
  • Homöothermie: Der Körper reguliert seine erforderliche Innentemperatur unabhängig von der Außentemperatur, vielmehr neigt der Körper dazu, die höhere Temperatur als die Umgebung zu halten. Ein Beispiel ist der Mensch.
  • Tachymetabolismus: Eine hohe Stoffwechselrate ist auf die Körpertemperatur zurückzuführen. Ein Beispiel sind Vögel.

Endotherme Anpassungen

Da Endotherme auf Stoffwechselaktivitäten angewiesen sind, um Wärme zu erzeugen, benötigen sie eine viel größere Aufnahme von Nährstoffen, nämlich Zucker und Fette, um Energie zu produzieren. Wenn die Leute über das Verbrennen von Kalorien sprechen, ist dies das, was der Körper ständig tut, indem er die Rohstoffe, die wir essen, verbraucht und nutzt, um Wärme zu erzeugen und unsere Innentemperatur aufrechtzuerhalten. Wenn uns die Ressourcen ausgehen oder der Körper über seinen normalen Temperaturbereich hinaus gestresst ist, gibt es einige andere Anpassungen, die uns helfen können, reguliert zu bleiben.

Wenn die Wärme einmal erzeugt ist, ist es wichtig, dass wir sie behalten, da viel Energie und Zeit für die Beschaffung von Ressourcen und Nahrung aufgewendet wird. Die überwiegende Mehrheit der Säugetiere und Vögel verfügt über physikalische Eigenschaften, die dabei helfen, wie Fell und Federn, um Wärmeverlust zu verhindern. Diese Strukturelemente helfen, das Entweichen von Wärme aus der großen Hautoberfläche zu verhindern. Bei kleineren Tieren ist dies schwieriger, da das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen kleiner ist. Sie müssen noch härter arbeiten, um ihre Innentemperatur zu halten, was die Nahrungsaufnahme zu einem kritischen und ständigen Anliegen macht.

Einige andere übliche Anpassungen sind große Speckschichten (im Fall von Meereslebewesen) oder minutiös angepasste Wärmeaustauschprozesse im Kreislaufsystem, bei denen wärmeres Blut vom Herzen an kälterem Blut vorbeigepumpt wird, das von den Extremitäten des Tieres zurückkehrt. Bei Menschen jedoch, die (im Vergleich zu unseren Großaffen-Cousins) die Behaarung des ganzen Körpers weitgehend verloren haben, ermöglichen uns Entwicklungen wie Kleidung, Feuer und Zentralheizungen, unsere Wärme in kalten Gefilden aufrechtzuerhalten. Außerdem ist Zittern eine großartige Taktik, die von Menschen (und anderen warmblütigen Tieren) bei kaltem Wetter angewendet wird. Diese schnellen Skelettmuskelkontraktionen erzeugen Wärme, indem sie Energie schnell verbrennen, und tragen ihren Teil dazu bei, unsere exponierten Bereiche warm zu halten.

Für Endotherme ist es genauso gefährlich, zu überhitzen wie Wärme zu verlieren, daher gibt es eine Reihe anderer Mechanismen, die helfen, unsere Temperatur bei Bedarf zu senken. Wenn Sie jemals an einem heißen Tag trainiert oder eine Wanderung gemacht haben, wissen Sie, dass es schwer ist, Ihren Körper vor dem Schwitzen zu bewahren. Schwitzen ist eine Möglichkeit, den Körper durch den Prozess der Verdunstung abzukühlen, da dem Körper durch diesen thermodynamischen Prozess Wärme entzogen wird. Die gleiche Grundprämisse ist im Spiel, wenn Tiere hecheln. Wenn die Zunge Ihres Hundes während der "Hundetage" des Sommers aus dem Maul hängt, findet ein Wärmeaustausch auf dieser Schleimhaut statt, der es dem Hund ermöglicht, sich dank der Verdunstung abzukühlen.

(Bildnachweis: Javier Brosch/Shutterstock)

Andere Tiere haben drastischere Veränderungen, um sich abzukühlen, wie z. B. dickes oder winterliches Fell im Wechsel der Jahreszeiten zu verlieren oder einfach für eine gewisse Zeit (saisonale Migration) in Gebiete umzuziehen, in denen es weniger Anstrengung erfordert, ihre Körpertemperatur zu regulieren. Menschen haben einiges von diesem &ldquoumwandernden&rdquo-Verhalten, reisen oft im Winter zu exotischen Orten oder verbringen die meiste Zeit in klimatisierten Einkaufszentren und Häusern im Hochsommer! Menschen haben sicherlich die fortschrittlichsten und am wenigsten natürlichen Formen der Manipulation ihrer Umweltbedingungen, aber die Grundursache ist dieselbe &mdashwe sind immer noch eine endotherme Spezies!

(Bildnachweis: Ivan Hoermann/Shutterstock)


Menschen sind endotherm, Schlangen sind ektotherm

Sie wissen wahrscheinlich, dass Menschen warmblütig sind, während Kreaturen wie Schlangen kaltblütig sind. Denken Sie daran, Wissenschaftler bevorzugen die Begriffe endotherm und ektotherm.

Schlangen sind ektotherm, was bedeutet, dass sie in Bezug auf Wärme von ihrer Umgebung abhängig sind. Der Mensch hingegen ist endotherm, was bedeutet, dass unsere Körperchemie unsere Temperatur reguliert und konstant hält.

Chemische Reaktionen wie die, die es uns ermöglichen, unsere Muskeln zu bewegen, laufen bei Kälte langsam und bei Wärme schneller ab. Wenn wir gezwungen wären, bei der Temperatur der Welt um uns herum zu leben, würden wir den Vorteil verlieren, nachts und in vielen verschiedenen Lebensräumen funktionieren zu können.

Stattdessen wurden wir jedes Mal, wenn es kalt wurde, träge und weniger in der Lage, uns selbst zu versorgen, und mussten am Ende mit Schlangen und anderen Reptilien um die gleichen Ressourcen konkurrieren.

Chemische Aktivitäten

Sie fragen sich vielleicht, wie unser Körper es schafft, warm zu bleiben. Etwa 60 bis 80 Prozent der chemischen Aktivität, die in unseren Zellen stattfindet, haben keinen anderen Zweck, als Wärme freizusetzen.

Die Kosten für all diese Aktivitäten sind hoch. Aus diesem Grund benötigen endotherme Tiere mehr Nahrung, um ihre Funktionsfähigkeit zu erhalten, als ektotherme Tiere mit gleichem Gewicht.


Schau das Video: Schnell und einfach Feuer malen (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Cliffton

    Entschuldigung, ich möchte eine andere Lösung vorschlagen.

  2. Bealohydig

    Ich teile ihre Ansicht voll und ganz. Ich denke, das ist eine gute Idee. Stimme ihr voll und ganz zu.

  3. Makoto

    Mmm. Ich bin vollkommen einverstanden.

  4. Arazuru

    So klingt es amüsant



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