Czym jest zmiennocieplność?

Zacznijmy od podstaw - czym właściwie jest ektotermia, czyli zmiennocieplność? O ile zwierzęta stałocieplne, czyli endotermiczne, są zdolne do utrzymywania temperatury ciała niezależnie od warunków panujących w otoczeniu (dzięki metabolicznej produkcji ciepła), to zwierzęta zmiennocieplne, czyli ektotermiczne, większość ciepła wykorzystywanego do ogrzania ciała pozyskują z zewnętrznych źródeł.

Z powyższego wynika, że gatunki zmiennocieplne wykazują zmienność ciepłoty ciała zależnie od warunków termicznych, które panują w środowisku zewnętrznym. W przeciwieństwie do endotermów, ektotermy nie są wyposażone w rozwinięte mechanizmy termoregulacji. Za regulację ciepłoty ciała odpowiadają u nich mechanizmy behawioralne, a większość ciepła pozyskują z promieni słonecznych. 

Mówiąc o mechanizmach behawioralnych, na myśli należy mieć konkretne formy zachowania. Zwierzęta zmiennocieplne regulują swoją temperaturę poprzez wystawianie ciała na działanie odpowiednich warunków - ogrzewają się w promieniach słońca i ochładzają w chłodniejszych miejscach, np. w grotach i jaskiniach. W celu efektywnego pozyskiwania energii, przybierają konkretną postawę, np. unoszą tułów. Niektóre gatunki potrafią nawet spłaszczyć swoje ciało, aby zwiększyć powierzchnię wystawioną na działanie słońca. Dzięki temu, mogą absorbować większą ilość promieniowania podczerwonego, które zostaje zmienione w ciepło.

Niektóre ektotermy wykorzystują tzw. mechanizm termoregulacji socjalnej, który polega na gromadzeniu się w większe stada w celu podniesienia i łatwiejszego utrzymywania ciepłoty ciała. W tej grupie organizmów powszechne jest też zjawisko migracji, czyli szukania korzystniejszych warunków bytowych. Gatunki żyjące w klimacie umiarkowanym, w porze chłodnej zapadają w stan odrętwienia.

 

Zmiennocieplność - wady i zalety

W pierwszej chwili, całkowite uzależnienie od warunków panujących w otoczeniu wydaje się mieć same wady. To jednak tylko pozory, bo zmiennocieplność daje wiele korzyści. W przeciwieństwie do zwierząt stałocieplnych, organizmy ektotermiczne nie zużywają znacznych zapasów energii do podtrzymania wysokiego tempa procesów metabolicznych. O ile endotermy angażują duże pokłady energii do utrzymania ciepłoty, to tempo metabolizmu ektotermów zależy głównie od pogody. Dzięki temu, zaoszczędzoną energię mogą przeznaczyć na rozmnażanie i wzrost.

Skoro organizmy ektotermiczne nie wykorzystują procesów metabolicznych do regulacji temperatury ciała, wykazują znacznie mniejsze zapotrzebowanie kaloryczne. To sprawia, że mogą przeżyć pobierając znacznie mniej pożywienia niż zwierzęta stałocieplne.  

A co z wadami zmiennocieplności? W tym miejscu należy wskazać na całkowite uzależnienie od dobowych i rocznych zmian temperatury i wynikające z tego ograniczenie aktywności organizmu.

 

Jakie zwierzęta są zmiennocieplne?

Czy owady, gady i ryby są zmiennocieplne czy stałocieplne? Wszystkie bezkręgowce są zwierzętami zmiennocieplnymi, ale tę cechę wykazują też niektóre kręgowce. Przedstawiciele każdej z wymienionych gromad zaliczają się do królestwa zmiennocieplnych (choć warto podkreślić, że wśród nich zdarzają się nieliczne wyjątki). Poniżej przedstawiamy charakterystykę najciekawszych osobników. 

Modliszka

Zaczynamy od przedstawiciela królestwa bezkręgowców. Na świecie żyje ponad 2400 gatunków tych drapieżnych owadów. Swoją nazwę zawdzięczają postawie, która przypomina modlącą się osobę, a ich najbliższymi krewnymi są karaluchy i termity. Większość modliszek żyje w klimacie tropikalnym i subtropikalnym, ale niektóre rodzaje można spotkać także w strefie umiarkowanej. Modliszki polują na inne owady, ale ich łupem mogą paść nawet małe płazy i ptaki. Zdarza się, że gdy w otoczeniu brakuje pożywienia, pośród modliszek dochodzi do kanibalizmu.

Agama brodata

Kolej na przedstawiciela gromady gadów. Agama brodata występuje najliczniej we wschodniej części Australii. Najbardziej charakterystyczną cechą tej niezwykłej jaszczurki jest podgardle pokryte długimi kolcami. Po nastroszeniu, tworzą wachlarz przypominający brodę (stąd nazwa). To mechanizm obronny, który ma na celu odstraszenie innych drapieżników. Jeżeli groźny wygląd okaże się niewystarczający, jaszczurka ratuje się ucieczką, ale gdy agresor nie daje za wygraną, podejmuje walkę. Należy jednak podkreślić, że mówimy tu o gatunku wszystkożernym. Agamy zjadają owady, małe ssaki i gady, ale dieta dorosłych osobników składa się przede wszystkim z roślin.

Pirania

Na koniec zostawiliśmy przedstawiciela rzędu ryb, który wzbudza niemały postrach. Piranie, występujące przede wszystkim w dorzeczu Amazonki, cieszą się opinią wyjątkowo agresywnych i nie bez powodu. Gdy w otoczeniu brakuje pokarmu, zadowalają się roślinami, ale podstawą ich diety są inne ryby (głównie osłabione osobniki), owady i ślimaki. Trzeba jednak wyraźnie podkreślić, że ataki na kręgowce, które dostały się do wody, nie należą do rzadkości. Mało tego, drapieżne ryby mogą zaatakować też człowieka, a takie spotkanie może skończyć się śmiercią ofiary.

Ciekawostki o zwierzętach zmiennocieplnych

Gatunki zmiennocieplne nie wykorzystują energii do utrzymywania procesów termoregulacji. Wiele z nich, powstałą w ten sposób "nadwyżkę" pożytkuje na proces wzrostu. Właśnie dlatego wiele gadów może osiągać tak imponujące rozmiary.

Dinozaury były największymi zwierzętami, jakie kiedykolwiek stąpały po naszej planecie. Wielu naukowców wysuwa jednak teorię, według której niektóre gatunki tych gadów były nie zmienno- a stałocieplne.

Organizmy zmiennocieplne muszą efektywnie utrzymywać temperaturę ciała. Właśnie w tym celu, niektóre jaszczurki na noc zakopują się w ziemi. 

Wbrew powszechnej opinii, jaszczurki i węże nie wygrzewają się w słońcu przez cały dzień, a jedynie rankiem i popołudniu. W południe szukają schronienia.

Kopce termitów są budowane w orientacji północno-południowej. Wynika to z faktu, że te owady regulują ciepłotę poprzez zjawisko długiego naświetlania, a takie usytuowanie gniazd pozwala im efektywnie wykorzystać ciepło docierające do nich o świcie i o zmierzchu.

Większość zmiennocieplnych drapieżników wykorzystuje pasywną strategię polowań, która polega na wyczekiwaniu na ofiarę.