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).