De basisprincipes van de temperatuurregeling bij zoogdieren

De basisprincipes van de temperatuurregeling bij zoogdieren

Vind je het verrassend dat rendieren, die veel van hun tijd in de sneeuw doorbrengen, geen koude voeten krijgen? Of dat dolfijnen, wier dunne flippers constant door koud water glijden, er nog steeds in slagen een zeer actieve levensstijl na te streven? Een speciale aanpassing van de bloedsomloop, bekend als tegenstroomwarmte-uitwisseling, stelt beide dieren in staat om de juiste lichaamstemperatuur in hun ledematen te handhaven, en dit is slechts een van de vele slimme aanpassingen die zoogdieren de afgelopen honderd miljoen jaar hebben ontwikkeld om hen te helpen omgaan met variabele temperaturen.

Zoogdieren zijn endotherm

Alle zoogdieren zijn endotherm, dat wil zeggen, ze handhaven en reguleren hun eigen lichaamstemperatuur, ongeacht de externe omstandigheden. (Koudbloedige gewervelde dieren, zoals slangen en schildpadden, zijn ectotherm.) Levende dieren in wijdverbreide omgevingen over de hele wereld, hebben te maken met dagelijkse en seizoensgebonden temperatuurschommelingen en sommige, bijvoorbeeld die inheemse tot harde arctische of tropische habitats, hebben te maken met extreme kou of hitte. Om hun juiste interne lichaamstemperatuur te handhaven, moeten zoogdieren een manier hebben om lichaamswarmte te produceren en te behouden in koudere temperaturen, en overtollige lichaamswarmte af te voeren in warmere temperaturen.

De mechanismen die zoogdieren hebben voor het produceren van warmte omvatten cellulair metabolisme, aanpassingen van de bloedsomloop en gewoon, ouderwets rillen. Cellulair metabolisme is het chemische proces dat voortdurend in cellen plaatsvindt, waardoor organische moleculen worden afgebroken en geoogst voor hun interne energie; dit proces geeft warmte af en verwarmt het lichaam. Aanpassingen in de bloedsomloop, zoals de hierboven genoemde tegenstroomwarmte-uitwisseling, dragen warmte over van de kern van het lichaam van het dier (zijn hart en longen) naar zijn periferie via speciaal ontworpen netwerken van bloedvaten. Rillen, wat u waarschijnlijk al bij uzelf heeft gedaan, is het gemakkelijkst uit te leggen: dit ruwe proces genereert warmte door de snelle samentrekking en het schudden van spieren.

Als een dier te warm wordt

Wat als een dier te warm is, in plaats van te koud? In gematigde en tropische klimaten kan overtollige lichaamswarmte zich snel ophopen en levensbedreigende problemen veroorzaken. Een van de oplossingen van de natuur is om de bloedcirculatie dicht bij het huidoppervlak te plaatsen, wat helpt om warmte af te geven aan de omgeving. Een ander voorbeeld is het vocht dat wordt geproduceerd door zweetklieren of ademhalingsoppervlakken, die verdampt in relatief drogere lucht en het dier afkoelt. Helaas is verdampingskoeling minder effectief in droge klimaten, waar water zeldzaam is en waterverlies een echt probleem kan zijn. In dergelijke situaties zoeken zoogdieren, zoals reptielen, vaak bescherming tegen de zon tijdens de warmere daglichturen en hervatten hun activiteit 's nachts.

De evolutie van warmbloedige metabolismen bij zoogdieren was geen eenvoudige zaak, getuige het feit dat veel dinosaurussen blijkbaar warmbloedig waren, sommige hedendaagse zoogdieren (waaronder een geitensoort) hebben eigenlijk iets dat lijkt op koudbloedige metabolismen, en zelfs een soort vis genereert zijn eigen inwendige lichaamswarmte.