¿Cuáles son los animales con diferentes temperaturas?
Isotermia
se refiere al fenómeno de que la temperatura corporal de los animales de sangre caliente se desvía del rango normal. A veces, el término también se utiliza para animales templados distintos de los animales de sangre caliente. Además, la temperatura corporal de los animales varía según las partes de su cuerpo. Esta es la llamada anisotermia regional. La temperatura corporal de los animales de sangre caliente varía dentro del rango normal con cambios en las actividades individuales y otras condiciones fisiológicas, pero las aves pequeñas y los mamíferos pequeños, como los colibríes, los murciélagos y los ratones, a veces reducen su temperatura corporal varios grados mientras descansan ( ℃). Cuando la temperatura corporal desciende más de 10°C respecto a la temperatura corporal normal, el individuo caerá en un estado de letargo, pero este estado aparecerá periódicamente todos los días dependiendo de la especie. Para los animales pequeños, mantener una temperatura constante requiere mucho esfuerzo y no es raro que ingieran tanta comida como su peso corporal cada día. La hipotermia puede considerarse una adaptación para reducir el gasto energético; la hipotermia estacional se observa principalmente en la hibernación en pequeños mamíferos y es una adaptación al frío y la falta de alimento. En ambientes fríos, las heterogeneidades locales aparecen significativamente. Cuanto más fría es la temperatura exterior, mayor es la diferencia de temperatura entre el interior del cuerpo y sus partes periféricas expuestas. Las extremidades, colas, orejas, ojos y narices de los mamíferos, y las patas, alas, picos y ojos de las aves son mucho peores que el pecho y el abdomen cubiertos de plumón o plumas y grasa subcutánea, por lo que suelen ser extremadamente fríos. Según los registros, la temperatura corporal de las gaviotas es de 38 a 41 °C y la temperatura de sus patas es de solo 6 °C. No se limitan a esta enorme diferencia de temperatura, sino que las células de cada parte pueden realizar actividades vitales normales. a diferentes temperaturas corporales. Especialmente en las células nerviosas, el mismo axón tiene una diferencia de temperatura de 30-40°C. En los zorros y los renos, el punto de fusión de la grasa del tejido de las patas y de las partes distales es más de 30°C menor que en el cuerpo.
Los organismos han vivido en ambientes con temperaturas extremas durante mucho tiempo y, a través de la aclimatación climática o la variación evolutiva, han mostrado una adaptabilidad obvia en términos de estructura morfológica, fisiología, bioquímica y comportamiento. Adaptación de los animales a temperaturas extremadamente bajas: Estructura morfológica: Ley de Bergmann y Ley de Allen. La temperatura corporal de los animales cambia, lo que aumenta las propiedades aislantes del espesor del pelaje, la grasa subcutánea, etc.. Fisiología y bioquímica: Los animales endotérmicos aumentan el intercambio de calor a contracorriente. mientras viven en zonas templadas, las aves y animales pequeños en la zona fría dependen de un mayor metabolismo basal y una producción de calor sin temblores en el norte tienen anomalías locales, que reducen la temperatura corporal local para reducir el comportamiento de pérdida de calor: migración; , hibernación, hibernación, diapausa, agrupamiento, cambios de posición activa.
La hetotermia se refiere al fenómeno por el cual la temperatura corporal de los animales de sangre caliente se desvía del rango normal. A veces, el término también se utiliza para animales templados distintos de los animales de sangre caliente. Además, la temperatura corporal de los animales varía según las partes de su cuerpo. Esta es la llamada anisotermia regional. La temperatura corporal de los animales de sangre caliente varía dentro del rango normal con las actividades individuales y otras condiciones fisiológicas, pero las aves pequeñas y los pequeños mamíferos, como colibríes, murciélagos, ratones, etc. , que a veces puede reducir su temperatura corporal unos pocos grados (Celsius) mientras están en reposo. Cuando la temperatura corporal desciende más de 10°C respecto a la temperatura corporal normal, el individuo caerá en un estado de letargo, pero este estado aparecerá periódicamente todos los días dependiendo de la especie. Para los animales pequeños, mantener una temperatura constante requiere mucho esfuerzo y no es raro que ingieran tanta comida como su peso corporal cada día. La hipotermia puede considerarse una adaptación para reducir el gasto energético; la hipotermia estacional se observa principalmente en la hibernación en pequeños mamíferos y es una adaptación al frío y la falta de alimento. La falta de uniformidad de las piezas es evidente en ambientes fríos. Cuanto más fría es la temperatura exterior, mayor es la diferencia de temperatura entre el interior del cuerpo y sus partes periféricas expuestas. Las extremidades, colas, orejas, ojos y narices de los mamíferos, y las patas, alas, picos y ojos de las aves son mucho peores que el tórax y el abdomen con plumón o plumas y grasa subcutánea, por lo que suelen ser extremadamente fríos. Según los registros, la temperatura corporal de las gaviotas es de 38 a 41 °C y la temperatura de sus patas es de sólo 6 °C. No se limitan a esta enorme diferencia de temperatura, sino que las células de varias partes pueden realizar actividades vitales normales. a diferentes temperaturas corporales. Especialmente en las células nerviosas, el mismo axón tiene una diferencia de temperatura de 30-40°C. En los zorros y los renos, el punto de fusión de la grasa del tejido de las patas y de las partes distales es más de 30°C menor que en el cuerpo.
Los animales de sangre caliente (mamíferos y aves) pueden bajar su temperatura corporal hasta acercarse a la temperatura ambiente (casi 0°C) en el frío invierno, provocando parálisis general. Cuando la temperatura ambiente disminuye o aumenta aún más hasta cierto nivel, o se expone a otros estímulos, su temperatura corporal puede volver rápidamente a niveles normales. Algunas especies de mamíferos, como los monotremas, marsupiales, insectívoros, quirópteros, roedores y primates, así como algunas aves, como los vencejos pardos y los colibríes, hibernan y por ello se les conoce como animales hibernantes.
Este animal es de tamaño pequeño y tiene una alta tasa metabólica. En comparación con los animales grandes de sangre caliente, consume relativamente más energía para mantener una temperatura corporal constante. Los osos, zorrillos y otros animales quedan paralizados en invierno, pero su temperatura corporal no baja o baja un poco y se despiertan con facilidad, por eso se les llama animales semihibernantes. Los animales de sangre fría quedan paralizados en invierno, pero su temperatura corporal cambia pasivamente con la temperatura ambiente. Cuando la temperatura desciende por debajo de lo tolerable, no se despiertan sino que mueren congelados. Este comportamiento es completamente diferente a la hibernación en los animales de sangre caliente. Llámelo sueño de hibernación.
El ciclo anual de los animales en hibernación se puede dividir en temporada de no hibernación (época de reproducción) y temporada de hibernación. Los erizos de Beijing salen de su hibernación a finales de marzo y se activan inmediatamente. Después de terminar la reproducción, pasan al período de engorde, que es una temporada sin hibernación que dura hasta el 10 de octubre. De octubre a marzo es la temporada de hibernación. En este momento, el animal se encuentra agachado, sin comer ni beber, y su tasa metabólica se reduce al mínimo. Durante estas dos estaciones, los estados fisiológicos de los animales varían mucho pero son interdependientes. El engorde más tarde en la temporada sin hibernación almacena energía para la hibernación. Más adelante en la temporada de hibernación, las gónadas comienzan a desarrollarse y los animales pueden volverse activos inmediatamente después de dormir. La temperatura corporal de los animales que hibernan es constante durante la temporada sin hibernación, pero cambia durante la temporada de hibernación. Por eso se les llama animales con diferentes temperaturas. Durante la temporada de no hibernación, su temperatura corporal fluctúa entre 2°C y 5°C, mientras que la temperatura corporal de animales similares que no hibernan fluctúa sólo alrededor de 0,5°C. Además, los animales que hibernan tienen una gran tolerancia a las bajas temperaturas. La temperatura baja letal para los humanos es de 29 a 26 ℃, y para las ratas es de 15 a 13 ℃. Los animales en hibernación pueden tolerar bajas temperaturas cercanas a los 0 ℃, o incluso condiciones súper frías. Por ejemplo, los murciélagos pueden recuperarse después de pasar mucho frío hasta -9°C, y su temperatura corporal aumentará a la normalidad mediante la producción automática de calor. Esta es una característica importante que distingue a los endotermos de los animales de sangre caliente o de sangre caliente.
La hibernación se puede dividir en tres etapas: entrar en el sueño, dormir profundamente y salir del sueño.
Se necesitan aproximadamente de uno a varios días para que la temperatura corporal de un animal dormido comience a descender a una temperatura estable cercana a la temperatura ambiente. El principal estímulo externo para dormir es la temperatura. El límite superior de temperatura ambiental para que duerman varios animales varía mucho: los murciélagos están entre 24 y 28 ℃, los erizos entre 27 ℃, las comadrejas entre 20 y 22 ℃ y los hámsteres entre 9 y 10 ℃. La disponibilidad de luz, comida y agua potable también afecta el sueño. El factor intrínseco para conciliar el sueño es principalmente el peso. En general, se cree que los animales tienen la condición inherente de dormir cuando su peso aumenta rápidamente hasta mantenerse en un nivel relativamente alto. De lo contrario, los animales no dormirán a pesar de la baja temperatura ambiente. Una vez que la temperatura de su cuerpo se acerca a la temperatura ambiente, entra en un sueño profundo.
La duración del sueño profundo es incierta, pero suele durar varios meses. En este momento, el estado fisiológico ha sufrido grandes cambios. La respiración se reduce significativamente, por ejemplo, el movimiento respiratorio de un erizo se reduce de 6 a 18 veces por minuto a temperatura ambiente a 1 a 3 veces por minuto (28 a 18°C). Durante esta etapa, a veces ocurre respiración intermitente (paroxística), que es una breve sucesión rápida de respiraciones seguidas de una pausa más larga. A diferencia de los animales de sangre caliente, la respiración intermitente de los animales que hibernan es un estado fisiológico normal. Al mismo tiempo, se produjeron cambios significativos en el sistema circulatorio y el ritmo cardíaco disminuyó extremadamente. La frecuencia cardíaca de los murciélagos en hibernación disminuyó de 330 a 920 latidos por minuto a 30 latidos por minuto, la de los colibríes de 480 a 1200 latidos por minuto a 48 latidos por minuto, y la de las ardillas terrestres de 300 a 4 a 7 latidos por minuto. . Al mismo tiempo, la presión arterial es extremadamente baja. La presión arterial en hámsteres y perros de la pradera bajó de 100 mmHg a 50 mmHg a temperatura ambiente, y en erizos bajó de 113 mmHg a 35 mmHg. En este momento, los vasos sanguíneos periféricos se contraen ampliamente y sólo los órganos más importantes del tórax y el cerebro mantienen un nivel bajo de circulación sanguínea. Esto puede ahorrar energía al máximo y garantizar la continuación de las actividades vitales. Cuando la temperatura ambiente aumenta a cierta altura, los animales dormidos se despertarán rápidamente, su temperatura corporal aumentará y las funciones de cada sistema volverán a la normalidad (fuera del sueño).
La temperatura para dormir del erizo dormido es de aproximadamente 6 ~ 9 ℃ (2 ~ 65438 ± 05 ℃), y la temperatura para dormir de la chinchilla es de aproximadamente 65438 ± 00 ℃. Además de este despertar espontáneo, otros factores externos como los eléctricos, mecánicos, el frío o el calor, la estimulación química y la inyección de fármacos u hormonas pueden despertar a los animales en hibernación. En las primeras etapas del despertar, la respiración cambia de rítmica a intermitente. Después de varios ataques, la respiración se vuelve rítmica, con una frecuencia cada vez más rápida. Por ejemplo, un erizo puede alcanzar 60 latidos por minuto y luego se calma entre 36 y 40 latidos por minuto después de despertarse. La frecuencia cardíaca también se acelera gradualmente hasta niveles superiores a los normales y luego vuelve a la calma.
Este aumento de la respiración y la frecuencia cardíaca se asocia con escalofríos y termogénesis al inicio de la excitación. Al mismo tiempo, los vasos sanguíneos de la parte frontal del cuerpo se relajan, mejorando la circulación sanguínea al corazón, los pulmones y el cerebro. Una vez que se vuelve a calentar la parte frontal del cuerpo, los vasos sanguíneos de la parte posterior del cuerpo comienzan a relajarse y recalentarse rápidamente. Gracias a este recalentamiento activo, todo el proceso sólo tarda entre 1,5 y 2,5 horas para elevar la temperatura corporal en más de 30 grados y despertar por completo.
Durante la hibernación, los animales se encuentran en un estado de hibernación en el que se alternan actividad (temperatura normal) y parálisis (baja temperatura). El período de actividad dura desde varias horas hasta varios días. Algunas especies de animales excretan o comen durante este tiempo. La mayoría de las especies de animales no comen, sino que regulan cierto equilibrio fisiológico.
Los animales en hibernación no comen ni beben para mantener su vida durante la temporada de hibernación de más de 100 días, porque tienen suficientes reservas de energía y su metabolismo se reduce al mínimo, que es del 1 al 2% de el de los animales activos. Su cociente respiratorio es cercano a 0,7 y depende principalmente de grasas oxidadas para suministrar energía y humedad. Los animales que hibernan almacenan entre el 30 y el 50% de su peso corporal durante el período de engorde, la mayor parte del cual se concentra debajo de la piel para proporcionar energía y mantenerse calientes. Los animales que hibernan tienen más grasa parda que los animales que no hibernan, y es la que más disminuye después de la hibernación. Las glándulas endocrinas que alguna vez se pensó que estaban relacionadas con la hibernación se llamaron glándulas de hibernación. Está estrechamente relacionado con el despertar de los animales que hibernan.
El mecanismo regulador de la hibernación es la regulación de la respiración, la circulación y la temperatura corporal mencionada anteriormente, indicando que el centro permanece activo. La actividad central de las chinchillas se estudió mediante autorradiografía. Se descubrió que los núcleos de actividad central son diferentes en diferentes etapas, como quedarse dormido, dormir profundamente y despertar, lo que indica que las diferentes etapas de hibernación están reguladas por diferentes centros centrales. Pero hasta el momento no se ha descubierto ningún núcleo central específico que regule la hibernación. Las investigaciones sobre electroencefalogramas muestran que sólo el 10% de las neuronas pueden estar activas durante la hibernación, lo que es muy similar a la situación durante el sueño. Por lo tanto, se puede considerar que la hibernación puede ser una expansión termorreguladora del sueño de ondas lentas. El hipotálamo anterior del área preóptica (PO/AH), que controla la regulación de la temperatura corporal, también desempeña un papel regulador durante la hibernación. Aumentar la temperatura en la zona PO/AH de los animales en hibernación puede reducir la producción de calor metabólico y reducir la temperatura rectal. Por el contrario, bajar la temperatura en esta zona aumenta la termogénesis, provocando un aumento de la temperatura rectal. Esta respuesta es consistente con la de los animales que no hibernan. Sin embargo, los animales en hibernación profunda no tienen esta respuesta. Si la temperatura PO/AH cae por debajo de 65438 ± 0 °C, esta reacción se reanudará y provocará excitación. Cuando el animal está despierto y la temperatura corporal aumenta, el PO/AH se calienta y el animal vuelve al sueño profundo. Esto demuestra que la caída de la temperatura corporal de los animales en hibernación no es una falla en la regulación de la temperatura, sino una expansión activa de la adaptabilidad. El seguimiento de los cambios críticos de temperatura externos por parte de los animales en hibernación se realiza mediante sensores de temperatura de alarma. Se sabe que el sensor de temperatura de alerta temprana de la comadreja está dentro del sistema nervioso central, mientras que el del lirón que hiberna está sobre sus patas traseras.
Durante mucho tiempo se ha creído que el proceso de hibernación está regulado por muchas glándulas endocrinas, pero los resultados obtenidos por diferentes animales de experimentación o diferentes métodos son inconsistentes o incluso contradictorios. Como resultado, el progreso en este frente ha sido muy lento. Hay muchos informes sobre la relación entre la tiroides y la hibernación, y definitivamente es necesaria para la hibernación. Disminuirá durante la hibernación, e incluso en el periodo de engorde, comenzará a reducir la secreción para facilitar la acumulación de grasa. La serotonina también interviene en el proceso del sueño en algunos animales.
Algunos estudiosos han descubierto desencadenantes e inhibidores de la hibernación en la sangre de animales que hibernan. Inyectar desencadenantes en animales vivos puede inducir a las ardillas a dormir durante la temporada sin hibernación, y agregar inhibidores puede evitar que los desencadenantes funcionen. Pero este hallazgo necesita mayor confirmación.