Vekselvarm
Å være vekselvarm eller kaldblodig vil si at kroppens temperatur i hovedsak styres av omgivelsene. Det motsatte av vekselvarm er jevnvarm, en situasjon der kroppen regulerer den indre temperaturen på et konstant eller nesten konstant nivå.[1] Det skilles mellom poikiloterme organismer som alltid varierer med omgivelsene, og ectotherme som kan holde temperaturen relativt konstant ved å utnytte varme fra for eksempel sola.
Fysiologi hos vekselvarme dyr
[rediger | rediger kilde]
Alle organismer er avhengige av kjemiske prosesser for å kunne leve, for eksempel celleånding. Hastigheten på slike prosesser vil variere med temperaturen.[2] For at en organisme skal fungere effektivt, må disse prosessene være i balanse med hverandre, slik at ikke enkelte reaksjonsprodukter hoper seg opp eller blir mangelvare i organismen. Det finnes derfor et temperaturspenn som en organisme kan leve innenfor og et smalere spenn der de fysiologiske reaksjonene er helt avstemte og fungerer optimalt. Dyr som må leve med svært variabel kjernetemperatur vil ofte måtte ha 4 til 10 forskjellige enzymer for en og samme kjemiske reaksjon. Dette er noe av årsaken til at mange vekselvarme dyr har store og komplekse genomer sammenliknet med jevnvarme dyr.[3]
Vekselvarme dyr har et bredere temperaturspenn der de kan fungere optimalt enn jevnvarme dyr. Fordelen med denne måten å leve på er at dyret ikke trenger å bruke energi på å holde kroppstemperaturen konstant. Ved å enten la omgivelsene varme seg opp, eller å forbli kalde når de ikke trenger å bevege seg, kan de spare betydelig energi i forhold til jevnvarme dyr på samme størrelse.[4] En krokodille trenger fra en femtedel til en tiendedel av maten til en løve med samme vekt, og kan leve opptil et halvt år uten mat.[5]
De aller fleste vekselvarme dyr har lavere optimaltemperatur enn fugler og pattedyr, hvilket er opphavet til begrepet kaldblodig. Optimaltemperaturen varierer sterkt mellom forskjellige grupper. Mange dyphavsarter har optimaltemperaturer nede under 10 °C, mens den ekstremt varmetilpassede ørkeniguanen Dipsosaurus dorsalis har optimaltemperaturer mellom 35 og 40 °C.[6]
Temperatur, hastighet og utholdenhet
[rediger | rediger kilde]
Metabolismen hos vekselvarme dyr kan ikke være like finstemt fordi den må fungere over et større temperaturspenn, og er derved ikke like effektiv som den er hos jevnvarme dyr. Et vekselvarmt dyr vil ikke kunne vedlikeholde en jevnt høy energiproduksjon nødvendig for å kunne løpe eller fly over lange avstander, eller på annen måte holde høy aktivitet over lang tid slik for eksempel pattedyr kan.[7] De tilbringer ofte store deler av livet i ro, slik at det øyeblikkelige lageret av energi lagret i musklene holdes oppe. I motsetning til hos pattedyr og fugler blir ikke musklene støle, og kan yte full kraft uten oppvarming.
Vekselvarme dyr har likevel deler av sitt temperaturspenn der de fungerer bedre enn av andre. Hos de fleste øgler ligger dette området rundt 24–35 °C, hos mange frosker rundt 10–25 °C.[8][9] Er kroppstemperaturen høyere vil dyret være slapt, blir det for kaldt vil dyret miste evnen til å bevege seg og andre kroppsfunksjoner. Synker kroppstemperaturen ytterligere, vil dyret fryse ihjel.
Temperaturregulering hos vekselvarme dyr
[rediger | rediger kilde]
Å alltid ha samme temperatur som omgivelsene kalles poikilotermi, fra gresk ποικίλος (poikilos - variabel) og θερμός (thermós - varm). Dyr som lever i vann har begrensede muligheter til å regulere temperaturen, siden vann har høy varmekapasitet og leder varme godt. Vannlevende dyr med liten eller ingen evne til å bevege seg, slik som skjell, koraller og rur, er i større grad prisgitt omgivelsenes temperatur. Med unntak av marine pattedyr og de aller største fiskeartene, er i praksis alle marine dyrearter fullstendig vekselvarme. Havet har til gjengjeld relativt konstant temperatur, særlig på lave breddegrader. Mange marine arter lever derved med jevnere kroppstemperatur enn pattedyr, selv om de ikke har noen evne til temperaturregulering. Mange av disse er svært ømfintlige for temperatursvingninger; koraller vil dø om temperaturen beveger seg en eller to grader utenom den vanlige temperaturvariasjonen.[10]
Mange vekselvarme dyr med evne til å bevege seg, slik som krypdyr og insekter vil kunne regulere kroppstemperaturen ved å flytte seg til varmere områder eller å varme seg opp i sola. Hos krypdyr styres denne aktiviteten via pinealøyet, en lysømfientlig organ på toppen av hodet.[11] Denne formen for temperaturregulering kalles ectotherm, fra gresk εκτός (ektós – utenfor) og θερμός (thermós – varm). Marine arter som maneter kan regulere temperaturen ved å svømme høyere eller dypere i vannmassene. Vekselvarme dyr produserer også varme når de beveger seg slik som jevnvarme dyr, og vil kunne holde temperaturen relativt jevn på denne måten. Veps og tusmørkesvermere varmer opp vingemuskulaturen før de flyr, og kan holde høy aktivitet lenge takket være varmen som produseres under flukt. Humler, som er relativt store og godt isolerte, kan ha en indre temperatur som ligger 20–30 °C over temperaturen i omgivelsene.[12]
Kroppstemperatur og størrelse
[rediger | rediger kilde]Store vekselvarme dyr som hvithai og havlærskilpadde kan holde kroppstemperaturen relativt konstant ved hjelp av varmen de produserer under svømming.[13][14] Dyr som veier mer enn 500 kilo vil i praksis være jevnvarme, selv om de ikke er varmblodige. Denne formen for jevnvarme kalles gigantothermi.
Små dyr har større overflate i forhold til volum enn store dyr, og mister derved varme raskere. Små dyrearter har derfor større problem med å holde jevn temperatur enn større dyr. De minste jevnvarme dyrene er bikolibri og pygméspissmus (Suncus etruscus), begge på 2–5 gram. Disse dyrene representerer den nedre grensen for hvor lite et jevnvarmt dyr kan være. Alle arter som er mindre enn disse vil være vekselvarme.
Referanser
[rediger | rediger kilde]- ^ Milton Hildebrand; G. E. Goslow, Jr. Pprincipal ill. Viola Hildebrand. (2001). Analysis of vertebrate structure. New York: Wiley. 429 sider ISBN 0471295051.
- ^ General Chemistry/Reaction Rates fra General chemisty, fra Wikibooks
- ^ Cavalier-Smith, T. «Coevolution of vertebrate genome, cell, and nuclear sizes». Symposium on the Evolution of Terrestrial Vertebrates: 51–86.
- ^ Campbell, N.A. & Reece, J.B. (2006): Outlines & Highlights for Essential Biology. Academic Internet Publishers. 396 sider ISBN 0805374736
- ^ Garnett, S.T. (2009): Metabolism and survival of fasting Estuarine crocodiles. Journal of Zoology, No 208, bind 4: side 493–502
- ^ Huey, R.B. (1982): Temperature, physiology, and the ecology of reptiles. Side 25–91. i Gans, C. & Pough, F.H. (red), Biology of the Reptili No. 12, Physiology (C). Academic Press, London.artikkel Arkivert 19. april 2022 hos Wayback Machine.
- ^ Willmer, P., Stone, G. & Johnston, I.A. (2000): Environmental physiology of animals. Blackwell Science Ltd, London. 644 sider ISBN 063203517X
- ^ Huey, R.B. & Bennett, A.F. (1987):Phylogenetic studies of coadaptation: Preferred temperatures versus optimal performance temperatures of lizards. Evolution No. 4, bind 5: Side 1098–1115 PDF Arkivert 11. september 2022 hos Wayback Machine.
- ^ Duellman, W.E. & Trueb, L. (1994): Biology of amphibians. The Johns Hopkins University Press, Baltimore. 670 sider
- ^ Hoegh-Guldberg, O. (1999): Climate change, coral bleaching and the future of the world's coral reefs. Marine and Freshwater Researc No 50, bind 8: side 839–866. PDF[død lenke]
- ^ Harris. S. (2016). «What our ancestors’ third eye reveals about the evolution of mammals to warm blood». The Conversation. Besøkt 23. juni 2020.
- ^ Triplehorn, C.A. & Johnson, N.F. (2004): Borror and DeLong’s Introduction to the Study of Insects (7. utg). Brooks Cole, 888 sider
- ^ Fire in the Belly of the Beast, Biology of sharks and rays, ReefQuest Centre for Shark Research
- ^ Spotila J.R. & Standora, E.A. (1985): Environmental constraints on the thermal energetics of sea turtles. 'Copeia no 3: side 694–702
