Макс Невелов Разница между хладнокровными и теплокровными животными
Определение
Хладнокровные животные: Хладнокровные животные не могут поддерживать постоянную температуру тела.
Теплокровные животные: Теплокровные животные могут поддерживать постоянную температуру тела.
Производство энергии
Хладнокровные животные: Хладнокровные животные всегда получают энергию в виде тепла для регулирования тепла тела.
Теплокровные животные: Теплокровные животные могут выделять тепло внутри своего тела.
Источник тепла
Хладнокровные животные: Хладнокровные животные получают тепло через окружающую среду.
Теплокровные животные:Теплокровные животные вырабатывают тепло в основном за счет потребления пищи.
Метаболические показатели
Хладнокровные животные: Скорость обмена веществ у хладнокровных животных всегда меняется с изменением температуры окружающей среды. Скорость метаболизма у хладнокровных животных обычно ниже, чем у теплокровных.
Теплокровные животные: В целом температура окружающей среды не сильно влияет на тепло тела теплокровных животных.
Температура тела
Хладнокровные животные: Температура тела хладнокровных животных зависит от температуры окружающей среды.
Теплокровные животные: Температура тела теплокровных животных обычно составляет 35-40 ° C.
Регулирование тепла
Хладнокровные животные:Хладнокровные животные регулируют тепло различными способами, включая купание на солнце, изменение цвета тела, вытягивание конечностей под солнечным светом и т. Д.
Теплокровные животные: Теплокровные животные регулируют тепло в основном с помощью метаболических процессов и адаптивных механизмов, таких как потоотделение, одышка, изоляция, регулирование кровотока к конечностям, миграция, ночная активность, спячка, роение, изменение отношения площади поверхности тела к объему тела и т. Д.
Примеры
Хладнокровные животные: Рыбы, рептилии, земноводные, насекомые и т. Д. Являются примерами хладнокровных животных.
Теплокровные животные: Млекопитающие и птицы являются примерами теплокровных животных.
Изображение предоставлено:
«Вики-змея ест мышь» Арно / Коэн – www.nutscode.com (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia
«Гомеотермия-пойкилотермия» Петтера Бёкмана – собственная работа (общественное достояние) через Commons Wikimedia
Исключение из правил
Как мы уже отмечали выше, все млекопитающие и птицы – теплокровные животные. Но есть один зверёк, который в прямом смысле отказался от такого образа жизни и стал холоднокровным. Называется это животное голым землекопом. Оно на самом деле удивительное и уникальное, ведь в нём сочетаются противоположные физиологические особенности.
Чисто теоретически голого землекопа можно сравнить с крысой или хомяком, но на его теле можно насчитать не больше сотни волосков, поэтому его и называют голым. А землекоп, очевидно, потому, что он строит дома и живёт под землёй.
Кстати, под землёй довольно высокая концентрация углекислого газа и немалое количество воды. Всё это в сочетании превращается в от которой любое животное будет испытывать неприятное ощущение.
Но и тут землекоп блещет своей уникальностью. Казалось бы, из-за отсутствия меха этот зверёк очень уязвим, но его кожа никак не реагирует на кислотные ожоги, а всё потому, что землекоп попросту избавился от чувствительных нервных окончаний.
Мир животных разнообразен и удивителен. Они отличаются друг от друга по многим биологическим характеристикам. Хочется остановиться на отношении животных к температуре окружающей среды и выяснить: холоднокровные животные – это какие?
Недостатки пойкилотермии
Холоднокровные животные, как правило, распространены в более теплых регионах мира. Когда температура падает, их метаболизм замедляется. Если температура остается холодной в течение длительных периодов, пойкилотермные животные могут умереть.
На свете есть огромное множество различных животных, каждое из которых уникально и неповторимо по своей природе, но есть определенные категории, которые объединяют животных по общим характеристикам. Также, каждое животное по-разному приспосабливается к температурным изменениям окружающей среды. По этому признаку различают теплокровных (гомойтермных) и холоднокровных (пойкилотермных) животных. К теплокровным животным можно отнести всех птиц и млекопитающие, а к холоднокровным беспозвоночных животных, а также рыб, пресмыкающихся и земноводных, которые являются позвоночными. В этом правиле, однако, есть несколько исключений. Так, существует уникальный вид млекопитающих, которые является холоднокровным. А когда-то существовал и еще один представитель холоднокровных млекопитающих – балеарский козел, но в настоящий момент этот вид является вымершим.
Теплокровные и холоднокровные животные совершенно по-разному реагируют на изменения погоды. Каждый из этих двух классов животных имеет положительные и отрицательные стороны, которые где-то являются помощниками, а где-то делают животное уязвимым. Так, в то время как теплокровные животные стоят на более высокой ступеньке эволюции и, соответственно, их способ терморегуляции является более совершенным, им нужно больше энергозатрат на поддержание жизнедеятельности организма, и, поэтому, есть нужно намного больше. Поэтому зачастую для них не столько страшны холода, сколько риск голода. Теплокровные животные отличаются тем, что всегда имеют примерно одинаковую температуру тела. Например, нормальная температура тела людей (мы тоже теплокровные «животные» – млекопитающие) 36,6 градусов. Если температура выше или ниже, это уже плохо. Это значит, что человек болен
Точно также и остальные теплокровные животные – неважно, какая температура вокруг, температура его тела всегда неизменна. Для того, чтобы сохранять температуру постоянной, животные имеют систему саморегуляции
Для защиты от холода, у зверей и птиц есть шерсть или перья, а также слой подкожной жировой клетчатки, а для защиты от жары «придумано» потоотделение. Существует также химическая терморегуляция (когда животное старается «выработать» тепло) и поведенческая терморегуляция (когда животное перемещается в пространстве, чтобы найти более теплое место).
Как мы уже заметили, температура тела теплокровных неизменна. У холоднокровных же все с точностью до наоборот. Температура их тела меняется в соответствии с температурой окружающей среды. Первая всего на один или два градуса выше второй, или равна ей. Животные данного класса не имеют механизмов саморегуляции температуры, но могут повысить ее, греясь на солнце или расположившись на теплых камнях, а также за счет активной работы мышц. Если же температура опускается слишком низкой – ниже допустимого диапазона – животное входит в состояние анабиоза или, попросту, засыпает.
Таким образом, теплокровные и холоднокровные животные имеют следующие различия: 1. Теплокровные животные имеют постоянную температуру тела, а холоднокровные меняют ее в зависимости от погодных условий. 2. Теплокровные животные имеют механизмы саморегуляции температуры тела, а холоднокровные регулируют последнюю за счет прогревания на солнце или на теплой поверхности, а также за счет пребывания в воде. 3. Теплокровные животные сохраняют активность в любое время года, холоднокровные часто впадают в спячку при слишком низких температурах.
ποικίλος
θερμία
эктотермность
холоднокровность
внешней среды
Определение термина «теплокровность»
Обычно термин «теплокровность» ссылается на три отдельные аспекты терморегуляции:
1. Ендотермия
(от греч. Endo
— «в пределах» и therm
— «тепло») — способность некоторых организмов контролировать температурами своих тел с помощью внутренних средств, например, дрожание мышц или внутриклеточных средств. Некоторые авторы ограничивают значение термина конкретными механизмами повышения скорости метаболизма животных для получения тепла. Противоположность ендотермии — экзотермии.
2. Гомойотермия
(от греч. Homoios
— «похожий» и therm
— «тепло») — терморегуляция, что позволяет поддерживать постоянную внутреннюю температуру тела, несмотря на внешнее воздействие. Эта температура обычно выше, чем температура непосредственного окружения. Противоположность гомойотермии — пойкилотермия.
3. Тахиметаболизм
(от греч. Tachy
— «быстро» и metabol
— «меняться») — вид терморегуляции, характерный для организмов с высоким уровнем основного обмена, то есть скорости метаболизма в состоянии покоя. Тахиметаболични организмы, по сути, сохраняют высокую активность в течение всего времени. Хотя их основной обмен и медленнее их скорость основного обмена в активном состоянии, разница не так велика, как в брадиметаболичних организмах. Тахиметаболични организмы, как правило, требуют больше пищи и хуже переносят ее нехватку.
Подавляющее большинство организмов, как традиционно называются «теплокровными» (млекопитающие и птицы), соответствуют всем трем определению. Однако, в течение второй половиниы 20-го века, исследования животных обнаружили много видов, принадлежащих к одной из этих групп, но не отвечают всем трем определением теплокровности. Например, многие летучих мышей и малых птиц — пойкилотермични и брадиметаболични во время сна. Для этих организмов используется другой термин — гетеротермия.
С другой стороны, исследования животных, которые традиционно считались хладнокровными, показали, что большинство организмов имеют различные комбинации свойств, характерных для теплокровных животных, вместе со свойствами, характерными для холоднокровных (ектотермия, пойкилотермия и брадиметаболизм), создавая широкий спектр типов терморегуляции тела.
Кто относится к той и другой группе
Теплокровными
среди современных животных являются почти все млекопитающие: слоны, тигры, коровы и множество других. Единственный уникальный представитель, который выбивается из этого ряда, – небольшой грызун под названием голый землекоп. Человек с точки зрения биологии тоже «собрат» млекопитающих. Следовательно, он относится к теплокровным. В эту категорию также входят птицы.
Тем временем всей группе беспозвоночных (насекомым, червям, моллюскам и прочим) соответствует характеристика «холоднокровные
». Сюда же причисляют некоторых позвоночных: пресмыкающихся, амфибий и обитателей исключительно водной стихии – рыб.
Представители отряда холоднокровных животных
Животные с переменчивой температурой тела, определяющейся температурой среды, в которой они находятся.
Иначе, пойкилотермные организмы, в основном низко организованный класс:
- беспозвоночные представители животного мира;
- некоторые виды позвоночных рыб;
- земноводные организмы;
- пресмыкающиеся животные.
Современные аспекты биологии выделили дополнительно в этот отряд один из видов млекопитающих – .
Изменения температуры окружающей атмосферы вызывают состояние оцепенения животных, превышение оптимальных пределов состояния среды может закончиться их гибелью.
голый землекоп фото
У этих организмов отсутствует механизм терморегуляции, что характеризуется слабой нервной системой и несовершенным обменом веществ.
Первые теплокровные на планете
Итак, мы уже выяснили, что теплокровные животные – это птицы и млекопитающие. Но какими же были их предки?
Специалисты считают, что первые виды появились в В те времена представители фауны стали питаться не только насекомыми, но и попробовали растительную пищу.
С течением времени животные, которые продолжали питаться насекомыми, постепенно переходили на более крупную пищу. Именно поэтому их потомки всякий раз рождались все более и более приспособленными к этому способу питания. Например, у них начали развиваться когти и клыки. Современные ученые утверждают, что от подобных живых существ позже произошли медведи, волки, тигры и львы.
Те же млекопитающие, которые охотнее питались растительностью, получили в процессе развития устойчивые и выносливые копыта для ходьбы и более крепкие зубы, чтобы было удобнее пережёвывать растения. От таких животных позже произошли носороги, слоны, лошади и коровы. Хотя были и некоторые теплокровные, которым пришлось полностью заменить свой рацион. Они приспособились питаться только плодами и стали обитать на деревьях. Таким образом появились предки первых
Отличия между теплокровными и холоднокровными животными
В мире животных существуют две основные категории по терморегуляции: теплокровные и холоднокровные. Они отличаются по способности контролировать свою внутреннюю температуру.
Теплокровные животные, такие как птицы и млекопитающие, имеют возможность поддерживать постоянную температуру тела независимо от окружающей среды. Они обладают механизмами внутренней тепловой регуляции, которые позволяют им контролировать метаболическую активность и производство тепла.
Холоднокровные животные, такие как рептилии и амфибии, не имеют такой способности контролировать свою температуру тела. Они полностью зависят от окружающей среды и могут менять свою температуру в зависимости от нее. Например, они могут прогреваться на солнце или охлаждаться в воде.
Теплокровные животные обычно обладают более высокой энергетической потребностью, поскольку поддержание постоянной температуры требует большого количества энергии. Они также могут жить в различных климатических условиях благодаря своей способности регулировать теплообмен с окружающей средой.
С другой стороны, холоднокровные животные могут переживать длительные периоды голода и могут иметь более низкую метаболическую активность. Они часто приспосабливаются к изменяющимся условиям окружающей среды, включая изменения температуры и доступность пищи.
- Теплокровные животные: птицы, млекопитающие
- Холоднокровные животные: рептилии, амфибии
Важно отметить, что существуют также некоторые животные, которые могут изменять свою температуру в зависимости от обстоятельств. Это называется гетеротермия
Такие животные могут иметь комбинированные характеристики и не попадать исключительно в одну из категорий теплокровных или холоднокровных.
Пойкилотермия у живых существ
К пойкилотермным организмам относят все современные таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных – птиц и млекопитающих . Долгое время считалось, что все млекопитающие являются теплокровными , однако современные исследования показали, что голый землекоп – единственный известный на сегодняшний день холоднокровный представитель этого класса ; предполагалось также, что к пойкилотермным млекопитающим относился вымерший балеарский козёл . Дискуссионным также является вопрос о том, относились ли к холоднокровным животным динозавры , однако в последнее время учёные больше склоняются к версии их теплокровности, исходя из исследований изотопов кислорода , темпов роста и т.п. Кроме того, также постоянно растёт число находок динозавров с плотными перьеподобными покровами даже у тех видов, которые к полёту не имели никакого отношения. Считается, что теплокровность – базальный признак всех архозавров и теплокровными были даже многие крокодиломорфы , в том числе предки современных крокодилов . Нередко выделяемое понятие инерционной теплокровности или гигантотермии – когда организм прогревается на солнце, после чего за счёт больших размеров тела держит относительно постоянную температуру, как крупные современные крокодилы , не следует выносить из определения пойкилотермии, поскольку организм все также неспособен самостоятельно вырабатывать достаточное количество тепла.
Почему мишка спит зимой?
Конечно, с холодами и стужей можно бороться совершенно по-разному. Кто-то в процессе эволюции получил теплую шерсть или перья, щедро смазанные жиром, а есть и те, кто выбрал довольно простой способ пережить холода. Какой именно? Впасть в спячку! Наверное, даже дети могут перечислить, какие животные (теплокровные) мирно видят сны, пока за пределами их убежища идет снег, властвует вьюга, а столбик термометра редко поднимается выше нуля градусов. Ну конечно же, ежи, бурундуки, барсуки, медведи и многие другие. Но сегодня речь пойдет как раз о косолапых.
Питаются медведи обычно растительной пищей, а зимой её, безусловно, не найти. Благодаря накопленному за теплое время жиру эти животные прячутся в свои берлоги и зимуют там, питаясь своими запасами. Так и отпадает потребность выходить наружу.
Во время спячки медведи не ведут подвижный образ жизни, их активность снижается до нуля. Температура тела падает до уровня температуры окружающего воздуха, дыхание замедляется, сердце начинает биться не так активно. Эти процессы позволяют не тратить энергию, они дают возможность спокойно пережить мишке всю зиму. Запасов обычно хватает до наступления первых весенних деньков.
Адаптация к окружающей среде
Пик активности холоднокровных и основные жизненные процессы (спаривание, размножение, выведение потомства) приходится на теплый период – весну и лето. В это время мы повсеместно можем видеть множество насекомых и наблюдать их жизненные циклы. В околоводных и водных местностях можно встретить массу земноводных (лягушек) и рыб на разных стадиях развития.
В лесах и на лугах довольно часто встречаются пресмыкающиеся (ящерицы, разных поколений.
С приходом осени или в конце лета животные начинают усиленно готовиться к зимовке, которую большинство из них проводят в анабиозе. Для того чтобы не погибнуть в период холодов, подготовительные процессы по запасу питательных веществ в их организмах происходят заблаговременно, в течение всего лета. В это время клеточный состав меняется, в нем становится меньше воды и больше растворенных компонентов, которые будут обеспечивать процесс питания весь зимний период. С понижением температуры уровень обмена веществ тоже замедляется, расход энергии уменьшается, что позволяет холоднокровным всю зиму проводить в спячке, не заботясь о добыче пищи. Также важным этапом подготовки к неблагоприятным температурным условиям является сооружение закрытых “помещений” для зимовки (ямы, норы, домики и т. д.). Все эти жизненные явления носят цикличный характер и повторяются из года в год.
Данные процессы также являются безусловными (врожденными) рефлексами, передающимися по наследству из поколения в поколение. Животные, которые претерпевают определенные мутации в генах, отвечающих за передачу этой информации, погибают в течение первого года жизни, а их потомство также может унаследовать эти нарушения и быть нежизнеспосбным.
Толчком к пробуждению от анабиоза становится повышение температуры воздуха до необходимого уровня, который характерен для каждого класса, а иногда и вида.
Согласно холоднокровные животные – это низшие существа, у которых из-за слабого развития нервной системы механизмы терморегуляции тоже не совершенны.
Животные по-разному реагируют на температурные условия своей среды обитания. В связи с этим одних представителей фауны называют теплокровными, а других причисляют к холоднокровным. Какие особенности можно заметить в каждом случае, и чем отличаются теплокровные от холоднокровных? Об этом рассказывается ниже.
Распределение животных от температуры
Многие виды млекопитающих приспособлены к ограниченному диапазону температур окружающей среды. Даже близкородственные группы демонстрируют значительные различия в своей способности переносить экстремальные температуры. Летальные внешние условия окружающей среды для популяций показывают различия между видами и между популяциями одного и того же вида, живущими в разных местах. Если внешняя температура будет ограничена на любой стадии жизненного цикла организма, то это может повлиять на выживание, размножение и развитие животных. Это может повлиять на конкуренцию с другими организмами и восприимчивость к хищничеству, паразитизму и болезням, когда приближаются пределы температурной толерантности.
Распределение многих видов животных ограничено такими факторами окружающей среды, как изобилие пищи, климат, среда обитания и конкуренция.
Микробы и температура
Теплолюбивые микробы (термофилы) легко размножаются или растут при температуре выше 45 ° C.
Гипертермофилы, такие как термоацидофильный археон, предпочитают внешние условия выше 80 ° C, а некоторые процветают выше 100 ° C. Наиболее устойчивым термофилом, обнаруженным на сегодняшний день, является архей , известный своей способностью жить при очень высоких температурах. Этот микроб процветает на глубоководном дне. Он размножается при температуре до 113ºC. Ниже 94ºC он находит его слишком холодным и перестает расти! Только в небольших районах, которые интенсивно нагреваются вулканической активностью, высокие температуры препятствуют жизни.
Холодолюбивые микробы (психрофилы) распространены в Антарктическом морском льду. Эти сообщества включают в себя фотосинтезирующие и диатомовые водоросли, а также различные бактерии. Психрофильная бактерия лучше всего растет при температуре около 4 ° C и прекращает размножение при температуре выше 12 ° C.
Что такое хладнокровие?
Температура хладнокровных животных колеблется по мере того, как они перемещаются в разные среды. Поскольку они зависят от внешних источников тепла и тепла, таких как солнечный свет, то есть они не могут выжить при экстремальных температурах, особенно во время холода. Температура их тела постоянно меняется из-за внешней среды. Поскольку они не могут производить тепло в теле, им требуется очень мало энергии для регулирования температуры. Потребление пищи хладнокровными тоже очень меньше.
Зимой зимует холоднокровный. Они остаются бездействующими. Примеры хладнокровных – рыбы, рептилии и беспозвоночные. Зимой рыба уходит в более глубокие части моря и океана. Потому что они могут умереть. Змеи, лягушки, крокодилы впадают в спячку для экономии энергии. Хладнокровный использует три типа механизмов терморегуляции: пойкилотермия, эктотермия или гетеротермия.
Эктермия – это процесс, при котором хладнокровные используют внешние средства, такие как солнечный свет, для регулирования температуры тела. Гетеротьерми – это механизм, при котором температура хладнокровных может резко меняться во время движения. Poikilothjermy – это процесс, при котором внутренняя температура хладнокровных остается неизменной, но внутренняя температура может варьироваться в зависимости от окружающей среды. Хладнокровный обладает устойчивостью к болезням. В них не допускаются вредные микроорганизмы и паразиты. Если он попадает в организм и подхватывает болезнь, они понижают температуру тела, чтобы избавиться от него.
Примечания
http://pdnr.ru/a19567.html (рус.)
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1467874&tool=pmcentrez (англ.)
http://elementy.ru/news/430671 (рус.)http://phys.org/news177755291.html (англ.)
[http://palaeo-electronica.org/1999_2/gigan/issue2_99.htm THERMOPHYSIOLOGY AND BIOLOGY OF GIGANOTOSAURUS:
COMPARISON WITH TYRANNOSAURUS]
(неопр.)
. palaeo-electronica.org. Проверено 19 июля 2017.Paul, G.S. (1988). Predatory Dinosaurs of the World
. New York: Simon and Schuster. p. 155. ISBN .Armand de Ricqlès, Kevin Padian, Fabien Knoll, John R. Horner.
On the origin of high growth rates in archosaurs and their ancient relatives: Complementary histological studies on Triassic archosauriforms and the problem of a “phylogenetic signal” in bone histology // Annales de Paléontologie. – 2008-04-01. – Т. 94
, вып. 2
. – С. 57–76
. – DOI :10.1016/j.annpal.2008.03.002 .- Summers, A.P. (2005). “Evolution: Warm-hearted crocs”. Nature
. 434
(7035): 833–834.
Казалось бы, что может быть проще, чем дать определение понятию, которое нам известно еще со школьной скамьи. Давайте попробуем.
Итак, теплокровные животные – это те представители фауны, у которых теплая кровь. Так что ли? Согласитесь, получилась какая-то тавтология, которая совсем не объясняет данный научный термин.
Придется углубиться в биологию.
