zde - jandur.cz

Teplo - teplota
Rozsah schopnosti přizpůsobení
organismů teplotám na Zemi
Poikilotermie ?? Homoiotermie??
co je lepší strategie?
• Endotermie
• Homoiotermie
• Ektotermie
• Poikilotermie
rypoš stříbřitý
I brouci se mohou pohybovat po sněhu….
© Canis
Příklady termogeneze a termoregulace hmyzu
Příklady termogeneze a termoregulace hmyzu
teplota tělního jádra savců roste s evoluční vyspělostí
ptáci mají teplotu vyšší než savci
Systém kontroly tělesné
teploty u savců
Energetické toky
mezi prostředím
a živočichem
Model výměny energie
pozemního
endotermního živočicha
se znázorněním toků
dlouhovlnného (LW) a
krátkovlnného (SW)
záření
Model výměny energie
pozemního
ektotermního živočicha
se znázorněním toků
dlouhovlnného (LW) a
krátkovlnného (SW)
záření
Termoregulace podle velikosti těla
Proč se mozek nepřehřeje?
Dýchání při zvýšené tělesné teplotě
Chlazení výparem
na sliznici
Nižší teplota
vydechovaného
vzduchu jako důsledek
kondenzace vody v
nose
Je lepší tuk, srst, nebo peří???
Izolační vlastnosti materiálů
Tloušťka srsti (a její
izolační vlastnosti)
rostou s velikosti
živočicha
Platí to ale jen u
savců chladných a
polárních oblastí, u
afrických nikoliv
(nejkratší srst mají
největší antilopy)
Rozdíl termoizolačních vlastností letní a zimní srsti (u drobnějších
savců je menší )
Charakter vlníků bobra (Castor sp.)
z 1 folikulu vyrůstá okolo 25 vláken,
každé o průměru 10 -15 µm,
průměr pesíků 25 -65 µm.
Zimní srst 23.200-27.000,
letní 13.900-18.700 chlupů na 1 cm2
Charakter vlníků vydry (Lutra sp.)
každé o průměru 8 - 22 µm
(pesíky 70 -120 µm)
Zimní srst 35.000 chlupů na 1 cm2
Příčný průřez pesíku kočky (Felis sp.)
z každého folikulu vyrůstá okolo 3 vláken
Podélný průřez pesíku vydry (Lutra sp.)
Izolační vlastnosti tělesné izolace a vliv ponoření se do vody
Podpravidlo srsti
• Někteří endotermní živočichové (savci) žijící v
chladnějších oblastech mají hustší a delší srst než savci
žijící v oblastech teplejších
Termoregulace
pomocí změn sklonu
tělního pokryvu a
zrychleného
dýchání (polypnoe)
Bergmanovo pravidlo
(endotermní živočichové)
• S klesající teplotou prostředí roste velikost těla
• Endotermní živočichové jsou v chladnějších oblastech
větší než jejich příbuzné formy žijící v oblastech
teplejších
• Endotermní živočichové v rámci jedné taxonomické
skupiny, žijící blíže pólů, jsou větší
A - tučňák císařský (115 cm, 34 kg)
B - tučňák patagonský (95 cm)
C - tučňák oslí (81 cm)
D - tučňák magellánský(70 cm)
E - tučňák galapážský (53 cm, 2,5 kg)
F - tučňák nejmenší (40cm)
G - tučňák bělopásý (40cm)
Hmotnost těla a bazální metabolismus endotermů
Vysoký bazální metabolismus
= vysoké nároky na příjem energie
= nevýhoda v chladné oblasti
Také některé ryby jsou
schopny regulovat tělesnou
teplotu – zejména v tělním
jádru
Možnosti termoregulace u ryb
jsou omezené – ale existují
(tento druh tuňáka je velký a
má účinný systém podkožních
cév – obdoba
protiproudového cévního
systému) – a náznak
Bergmanova pravidla
Alenovo pravidlo
•
Někteří endotermní živočichové v rámci jedné taxonomické skupiny, žijící v
chladnějších podmínkách, mají kratší tělní výběžky. S rostoucí teplotou se
prodlužují externity těla. (uši, zobáky, ocasy a končetiny)
A proč máš tak velké uši, králíku?
Abych se lépe chladil!
Má zbarvení vliv na termoregulaci ??? Nebo je důležitější
mimeze???
Aneb proč je (možná)
lední medvěd bílý
a tučňák
černobílý
Vyzařování energie z povrchu těla živočichů (černý živočich) je při vysoké
teplotě vyšší než z např. povrchu skály. Celkové vyzáření pak převyšuje i příjem
ze sluneční energie – a živočich se nemusí přehřát (pokud se nemusí hýbat!)
Glogerovo pravidlo
• teplejší a vlhčí klima má vliv na tmavší zbarvení
• V teplejších a vlhčích oblastech jsou někteří endotermní
živočichové tmavší než jejich příbuzné formy ze sušších a
chladnějších oblastí
Dehnellův fenomén
• Někteří drobní savci na podzim zmenšují tělesné
rozměry a snižují hmotnost (zmenšuje se i kostra)
Teplota a bazální metabolismus endotermů
Noční změny tělesné teploty u pěvců
Vliv větru na ztrátu energie
20
Ochlazování větrem (wind chill)
ochlazování na povrchu těla
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
rychlost větru (km/hod)
70,00
80,00
90,00
100,0
110,0
Proč ptáci nepřimrznou k ledu??
Fungování
protiproudového
cévního systému
Pracuje = malé
tepelné ztráty
Překlenutí = velké
tepelné ztráty
Protiproudový cévní systém (výměník) vodních endotermů
Povrchové cévy
propojovací cévy
Jak kytovci regulují teplotu
Hesseovo pravidlo
•
relativní hmotnost srdce některých druhů endotermních živočichů se
zvětšuje ve studenějším klimatu.
•
Jedinci populace druhu živočicha žijící v severnějších částech areálu,
popřípadě v horách, mají větší relativní hmotnost srdce než jedinci
populace živočichů téhož druhu žijící v jižněji položených částech areálu.
Vztah mezi spotřebou kyslíku endotermů a teplotou prostředí
Vztah mezi spotřebou kyslíku ektotermů a teplotou prostředí
Závislost
rychlosti a
délky délky
vývoje
ektotermů
na teplotě
Vliv teploty na rychlost vývoje poikilotermů
C – suma efektivních teplot
(koncept „denních“ stupňů – ryby)
C = (T - k) d
T – účinná teplota
(ještě – už probíhá vývoj)
k – teplotní hranice vývoje
D – délka vývoje
Příklad:
Kapr:
C = 60 , T = 20oC, k = 0oC,
Pstruh: C = 480, T = 8oC, k = 0oC,
d = 3 dny
d = 60 dnů
Polygon vyjadřující
toleranci teploty vody
pstruhem a rozsah teplot
pro jeho reprodukci (v
závislosti na teplotě
aklimace)
Vliv teploty na počet generací poikilotermů
J
=
(T - k) dr
_________
C
J
=
S
_________
SET’
J – počet generací
dr – průměrná denní teplota
C – suma efektivních teplot
S – suma průměrných denních teplot
SET’ – suma efekt. teplot pro vývoj
Samice krajty má dobrou
schopnost tvorby tepla
kontrakcemi velkých svalů.
V čase inkubace vajec udržuje
téměř stálou teplotu těla
Termoregulace ještěrky pomocí změny chování a
„lokalizace v prostoru
Termoregulace bezobratlých – mravenec Atta, štíři
Pohyb po horkém písku – snížení rizika přehřátí
(ale též únik z volného prostoru před predátorem)
Teplota těla a prostředí u různých druhů plazů a hmyzu
Slunění a schopnost hmyzu zachytit křídly sluneční záření a koncentrovat
jen na povrch těla
Termoregulace je úzce spojená s hospodařením s vodou
Voda – teplo - velký – malý?
Evaporace, nutná k udržení konstantní
tělesné teploty, je základní charakteristikou
řady pouštních živočichů. Příjem tepla je
úměrný povrchu těla, množství vody je
úměrné objemu (hmotnosti) těla. Takže malí
živočichové, s relativně velkým povrchem
těla vzhledem k hmotnosti, jsou v nevýhodě