Il ectotermi Sono animali la cui temperatura corporea dipende direttamente e principalmente dalla temperatura ambiente. Ciò implica che poco o nulla della tua temperatura corporea è dovuto al metabolismo. Pertanto, per mantenere la loro temperatura entro un intervallo fisiologicamente appropriato, devono guadagnare o dissipare calore dal mezzo..
La condizione opposta per essere ectotermici è essere endotermici. Tutti gli uccelli e i mammiferi sono classificati come endotermici. Tutti gli anfibi e gli invertebrati acquatici, così come la stragrande maggioranza dei rettili (esclusi gli uccelli), i pesci e gli invertebrati terrestri, sono classificati come ectotermi..
Tutte le piante potrebbero anche essere considerate ectoterme, sebbene questa qualifica sia estranea alla botanica. Dal punto di vista termico, le piante sono chiamate macroterme se vivono in ambienti caldi (> 18 ° C ogni mese), mesoterme se vivono in ambienti temperati (> 22 ° C, mese più caldo; 6-18 ° C, mese più freddo), o microterme se vivono in ambienti freddi.
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Gli endotermi sono animali la cui temperatura corporea è regolata internamente dal loro metabolismo e non esternamente dall'ambiente. In generale, gli endotermi sono omeotermici, cioè hanno una temperatura corporea relativamente costante, a differenza dei poichilotermi, che hanno una temperatura corporea molto variabile.
Gli ectotermi sono spesso chiamati anche poichilotermi (dal greco: poikilos, mutevole; thermos, calore). In un caso, viene enfatizzata la dipendenza dalla temperatura del mezzo. Nell'altro, la variabilità della temperatura corporea. Il primo termine è preferibile perché gli ectotermi possono essere omeotermi se la temperatura del mezzo è costante..
Gli endotermi e gli ectotermi sono spesso chiamati, rispettivamente, animali a sangue freddo e caldo. Questo uso è sconsigliato perché esistono ectotermi che mantengono la loro temperatura corporea alta quanto quella di molti endotermi. Non si può dire che questi animali siano a sangue freddo.
Gli eterotermi sono ectotermi parzialmente omeotermi. Durante i periodi di attività possono generare calore metabolico per mantenere costante la temperatura corporea di almeno una parte del corpo. Tuttavia, durante i periodi di inattività, abbassano la temperatura corporea a seconda di quella dell'ambiente, proprio come gli altri ectotermi..
Gli eterotermi regionali sono endotermi la cui temperatura corporea varia sostanzialmente tra le parti del corpo..
La condizione endotermica rende gli animali indipendenti dalla temperatura ambientale, consentendo loro di occupare ambienti terrestri freddi, di rimanere permanentemente attivi per sfruttare le opportunità alimentari e riproduttive, oltre che per sfuggire ai predatori.
Nelle regioni circumpolari non ci sono rettili e anfibi e insetti non sono molto diversi e abbondanti. In queste regioni è vantaggioso e persino necessario essere endotermici.
Tuttavia, gli endotermi effettuano un investimento energetico molto elevato per regolare la loro temperatura. Non effettuando questo investimento, gli ectotermi hanno un fabbisogno alimentare fino a 17 volte inferiore rispetto agli endotermi di massa corporea simile.
Per questo motivo rettili (esclusi uccelli), anfibi e pesci possono sfruttare nicchie ecologiche, riservate ad organismi a basso consumo energetico, non disponibili per uccelli e mammiferi..
Una volta che sono stati in grado di riscaldare sufficientemente il loro corpo utilizzando fonti di calore esterne, gli ectotermi possono sviluppare livelli di attività alti come quelli degli uccelli e dei mammiferi..
Il basso budget energetico degli ectotermi permette loro di: 1) specializzarsi in alimenti scarsi, aumentando la loro diversità; 2) avere successo in ambienti, come i deserti, in cui non c'è abbastanza cibo per la maggior parte degli endotermi; 3) avere un'elevata efficienza riproduttiva in relazione al consumo alimentare.
Gli ectotermi aumentano la loro temperatura corporea esponendosi alla luce solare diretta (eliotermia) o entrando in contatto con substrati (esempio: rocce) che sono stati riscaldati dal sole. Abbassano la temperatura corporea rifugiandosi all'ombra o entrando in contatto con substrati relativamente freddi.
I loro corpi sono privi di isolamento termico (esempio: piume, pelliccia), che facilita lo scambio di calore con l'ambiente.
Tra le strategie che possono utilizzare per regolare il riscaldamento prodotto dalla luce solare ci sono: 1) dirigere l'orientamento (perpendicolare, parallelo, obliquo) del corpo rispetto ai raggi solari; 2) scurire o schiarire il colore della tua pelle attraverso l'azione dei cromatofori. Entrambe le strategie sono particolarmente comuni nei rettili..
I pesci ectotermici non possono prendere il sole per riscaldarsi, ma possono regolare la loro temperatura corporea scegliendo masse o strati d'acqua che hanno una certa temperatura. Questo spesso consente loro di mantenere una temperatura corporea costante (omeotermia) per lunghi periodi di tempo..
Gli ectotermi possono anche regolare la loro temperatura attraverso aggiustamenti vascolari (alterando la circolazione periferica), esponendo la superficie interna della bocca all'aria o perdendo acqua per evaporazione (tollerando una certa disidratazione). Gli organi pineali degli ectotermi sembrano fungere da dosimetri leggeri per la termoregolazione.
Gli ectotermi circumpolari e alpini affrontano, rispettivamente, temperature ambiente sotto lo zero durante l'inverno, o di notte.
Per sopravvivere al freddo estremo, questi animali impiegano due strategie: 1) evitare di congelare i fluidi corporei extracellulari, mantenendo questi fluidi allo stato liquido a temperature fino a -58 ° C (che è noto come supercooling); 2) tollerare il congelamento (fino a -3 ° C) di tali fluidi.
Nella prima strategia, osservata nei pesci e negli insetti, il plasma sanguigno non congela perché contiene soluti antigelo (zuccheri, come il fruttosio; derivati degli zuccheri, come il glicerolo; glicoproteine).
Nella seconda strategia, osservata negli anfibi, il plasma sanguigno viene congelato, ma la morte delle cellule non avviene perché contengono soluti antigelo (composti a basso peso molecolare, glicerolo). Sebbene vi sia il congelamento dei fluidi extracellulari, non vi è alcun congelamento dei fluidi intracellulari. Se c'è, muoiono.
I predatori marini ectotermici (squali e altri pesci) sono rari alle alte latitudini, dove vengono sostituiti da predatori marini endotermici (mammiferi marini, pinguini, alche). Nelle acque fredde, i predatori ectotermici non possono eguagliare i livelli di attività dei predatori endotermici.
Ci sono principalmente animali ectotermici che sono eterotermici, cioè manifestano un certo grado di endoterma, sia temporaneo che regionale..
Alcuni insetti artici sono ectotermi rigorosi quando sono a terra. Tuttavia, per spiccare il volo, questi insetti devono prima riscaldare i muscoli che muovono le ali, cosa che ottengono muovendole ripetutamente. Durante il volo, questi insetti sono effettivamente endotermi. Hanno anche bisogno di dissipare il calore per non surriscaldarsi.
Quando sono avvolti attorno alle loro uova durante l'incubazione, le femmine di pitoni indiani aumentano la loro temperatura corporea tremando. In questo modo riscaldano le uova, facilitando lo sviluppo degli embrioni e accelerando la schiusa..
Gli squali della famiglia Lamnidae, il pesce spada o il tonno sono eteroterme regionali. Il trasferimento del calore generato dalla muscolatura attraverso meccanismi di controcorrente del sangue consente loro di aumentare la temperatura del cervello, dei visceri e di altri muscoli. Ciò migliora la loro capacità di nuoto aerobico e li rende predatori più efficaci..
Coccodrilli, come Crocodylus porosus, sono i più grandi ectotermi terrestri. La sua temperatura corporea ottimale è di 30-33 ºC, che, come altri rettili, continua a spostarsi tra luoghi soleggiati e ombreggiati. Una strategia particolare per i coccodrilli per ridurre la temperatura corporea è tenere la bocca spalancata per ore..
La vipera europea, Viper berus, È un serpente velenoso la cui distribuzione raggiunge il circolo polare artico. Per consentire l'incubazione delle uova a basse temperature, questo serpente è viviparo. Durante l'estate, per mantenere temperature corporee adeguate alla predazione e alla riproduzione, questi serpenti si espongono il più possibile alla luce solare.
In Alaska, l'anfibio Rana Sylvatica sopravvive a temperature fino a -16 ° C. Ciò è dovuto alle alte concentrazioni di sostanze antigelo presenti nel sangue durante l'inverno. Queste sostanze includono glucosio e urea. Per ridurre la glassa, questa rana si disidrata anche durante l'inverno.
I pesci artici della famiglia Gadidae e i pesci antartici di Nototheniidae hanno sviluppato indipendentemente sostanze crioprotettive essenzialmente identiche (glicoproteine). Questo rappresenta un caso notevole di convergenza adattativa per affrontare condizioni climatiche simili..
L'ape (Apis mellifera) e altri insetti sociali sono omeotermici nei loro nidi. A tal fine: 1) sono posti in luoghi termicamente favorevoli e strutturati per favorire il riscaldamento e il raffrescamento passivo; 2) sbattono le ali in coordinazione per riscaldarle attraverso la termogenesi muscolare, o per raffreddarle attraverso la circolazione dell'aria e l'evaporazione.
Le zanzare (Aedes, Anofele) Sono ectotermi adattati ai climi caldi. Sono letali perché trasmettono malattie come la malaria, la febbre gialla, la chikungunya, la dengue e la Zika. A causa dei cambiamenti climatici, entro il 2050 avranno ampliato la loro distribuzione nelle zone temperate, esponendo il 50% degli esseri umani a queste malattie.
In Alaska, lo scarafaggio Cucujus clavipes, Grazie ai soluti antigelo della sua emolinfa resiste a temperature invernali di -58 ° C. In laboratorio, è stato stabilito che questo coleottero potrebbe resistere a temperature inferiori a -150 ºC, che non esistono sulla Terra..
A queste temperature, i fluidi corporei di questo insetto raggiungono lo stato di vetrificazione.
Nella loro forma adulta, le tenie, come Taenia solium (aveva manzo) e Taeniarhynchus saginatus (tenia del maiale), sono parassiti intestinali che, poiché privi di un sistema digerente, sono totalmente dipendenti dall'ospite umano per la loro nutrizione.
All'interno dell'intestino, queste tenie mantengono la loro temperatura costante (37 ºC), motivo per cui sono omeotermi..
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