مقارنة بين الحيوانات المتغيرة درجة الحرارة والثابتة درجة الحرارة

التنظيم الحراري لأجسام الكائنات الحية

يتكون الكائن البشري من تريليونات من الخلايا تعمل معًا للحفاظ على الكائن الحي بأكمله، وفي  حين أن كل مجموعة من الخلايا  قد تؤدي وظائف مختلفة جدًا، فإن الخلايا متشابهة تمامًا في متطلباتها الأيضية.

ويعد الحفاظ على بيئة داخلية ثابتة مع كل ما تحتاجه الخلايا للبقاء على قيد الحياة مثل الأكسجين والجلوكوز والأيونات المعدنية وإزالة النفايات وما إلى ذلك أمرًا ضروريًا لصحة الخلايا ورفاهية الجسم بأكمله، ولذلك تحتاج معظم الحيوانات إلى الحفاظ على درجة حرارة أجسامها الأساسية ضمن نطاق ضيق نسبيًاوتقوم بذلك عبر آليات تسمى التنظيم الحراري

حيث يساهم التنظيم الحراري الداخلي في قدرة الحيوان على الحفاظ على درجة حرارة جسمه ضمن نطاق معين من درجات الحرارة، فمع ارتفاع درجة حرارة الجسم الداخلية تتأثر العمليات الفسيولوجية ، مثل نشاط الإنزيمات، وعلى الرغم من أن نشاط الإنزيم يزداد في البداية مع ارتفاع درجة الحرارة ، إلا أن الإنزيمات تبدأ في تغيير طبيعتها وتفقد وظيفتها.

أيضُا مع انخفاض درجة حرارة الجسم الداخلية عن المستويات الطبيعية ، يحدث انخفاض حرارة الجسم وتتأثر العمليات الفسيولوجية الأخرى، وهناك العديد من آليات التنظيم الحراري التي تستخدمها الحيوانات لتنظيم درجة حرارة أجسامها الداخلية، ويتم تقسيم تنقسم أنواع الفقاريات تبعًا لدرجة حرارة أجسامها إلى نوعين وهي : فقاريات متغيرة درجة الحرارة و الفقاريات ثابتة درجة الحرارة.

الحيوانات متغيرة درجات الحرارة

يشار دائمًا لتلك الحيوانات متغيرة درجة الحرارة باسم ذوات الدم البارد، ونظرًا لأن هذا النوع من الحيوانات يفقر للوسائل الفسيولوجية التي تساعده على توليد الحرارة، فإن درجة حرارة أجسام هذه الحيوانات تميل  إلى التوافق مع بيئاتها الخارجية دون أي تدخل سلوكي.

الحيوانات ثابتة درجة الحرارة

تمتلك الحيوانات ثابتة درجة الحرارة عمليات فسيولوجية محددة تساعدها في تنظيم درجة حرارة أجسامها بحيث لا تتقلب تبعًا للظروف البيئة، وتحافظ معظم هذه الحيوانات على درجة حرارة أجسامها في حدود تتراوح بين 36 إلى 42 درجة مئوية، وعادة ما يشار إليها باسم ذوات الدم الحار.

مقارنة بين الحيوانات متغيرة الحرارة وثابتة درجة الحرارة

توازن درجة الحرارة في أجسام الحيوانات

تعتمد درجة حرارة جسم كل من الحيوانات ثابتة درجة الحرارة وأيضًا الحيوانات متغيرة درجة الحرارة على التوازن بين الحرارة المتولدة عن الكائن الحي والحرارة المتبادلة – المفقودة أو المكتسبة من – البيئة.

حيث تنتقل الحرارة دائمًا من الأجسام الأكثر دفئًا إلى الأشياء الأكثر برودة، كما ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية، وتمتلك الحيوانات هياكل جسدية واستجابات فسيولوجية تتحكم في مقدار الحرارة التي تتبادلها مع البيئة.

وهناك ثلاث طرق رئيسية يمكن للكائن الحي أن يتبادل بها الحرارة مع بيئته هي: الإشعاع ، والتوصيل والحمل الحراري – والتبخر.

• الإشعاع: الإشعاع هو نقل الحرارة من جسم أكثر دفئًا إلى جسم أكثر برودة عن طريق الأشعة تحت الحمراء ، أي بدون اتصال مباشر.
• التوصيل: يمكن نقل الحرارة بين جسمين في اتصال مباشر عن طريق التوصيل، على سبيل المثال توصيل الحرارة بين جلدك والهواء أو الماء القريبين يساعده الحمل الحراري ، حيث تنتقل الحرارة من خلال حركة الهواء أو السائل.
• التبخر: يؤدي تبخر الماء من سطح ما إلى فقدان الحرارة – على سبيل المثال ، عندما يتبخر العرق من جلد البشر.

ومن الآليات الفسيولوجية التي تستخدمها أجسام الحيوانات لتنظيم درجة حرارتها:

• آليات الدورة الدموية مثل تغيير أنماط تدفق الدم، فبالرغم من أن سطح الجسم هو الموقع الرئيسي لتبادل الحرارة مع البيئة، لكن  يعد التحكم في تدفق الدم إلى الجلد طريقة مهمة للتحكم في معدل فقدان الحرارة  أو اكتسابها من البيئة  المحيطة.
• العزل مثل الفراء أو الدهون أو الريش الموجود على أجسام الحيوانات، حيث تستخدم الطيور الريش ، وتستخدم معظم الثدييات الشعر أو الفراء لحبس طبقة من الهواء بجوار الجلد وتقليل انتقال الحرارة إلى البيئة، أيضًا تستخدم الثدييات البحرية مثل الحيتان دهنًا ، وهو طبقة سميكة من الدهون ، كشكل من أشكال العزل شديدة التحمل.
• آليات التبخير مثل اللهاث والتعرق فغالبًا ما تفقد الحيوانات البرية الماء عن طريق جلدها أو فمها أو أنفها عن طريق التبخر في الهواء، ويزيل هذا التبخر الحرارة ويمكن أن يعمل كآلية تبريد للجسم.