Zwierzęta endotermiczne to te, które muszą wytwarzać własne ciepło, aby utrzymać optymalną temperaturę ciała. W zwykłym języku zwierzęta te są powszechnie nazywane „stałocieplnymi”. Termin endoterm pochodzi od greckiego endon, co znaczy w ciągu, i termos, co znaczy ciepło. Zwierzę, które jest endotermiczne, jest klasyfikowane jako endoterma, grupa obejmująca głównie ptaki i ssaki. Drugą największą grupą zwierząt są ektotermy- tak zwane „zimnokrwiste” zwierzęta, których ciała dostosowują się do temperatury panującej w ich otoczeniu. Ta grupa jest również bardzo duża, w tym ryby, Gady, płazy i bezkręgowce, takie jak owady.
Dążenie do utrzymania idealnej temperatury
W przypadku endoterm, większość wytwarzanego przez nie ciepła pochodzi z narządów wewnętrznych. Na przykład ludzie wytwarzają około dwie trzecie ciepła w klatce piersiowej (tułów), a około piętnaście procent wytwarzane jest przez mózg. Endotermy mają wyższy wskaźnik metabolizmu niż ektotermy, co wymaga, aby konsumowały więcej tłuszczów i cukrów, aby wytworzyć ciepło potrzebne do przetrwania w niskich temperaturach. Oznacza to również, że w niskich temperaturach muszą znaleźć środki ochrony przed utratą ciepła w tych częściach ciała, które są pierwotnymi źródłami ciepła. Jest powód, dla którego rodzice zbesztali swoje dzieci, aby zimą wiązały się z płaszczami i czapkami.
Wszystkie endotermy mają idealną temperaturę ciała, w której kwitną, i muszą ewoluować lub stworzyć różne sposoby utrzymania tej temperatury ciała. Dla ludzi dobrze znany jest zakres temperatur pokojowych od 68 do 72 stopni Fahrenheita pozwalając nam na aktywną pracę i utrzymywanie wewnętrznej temperatury ciała na poziomie lub w pobliżu normalnej wartości 98,6 stopni. Ta nieco niższa temperatura pozwala nam pracować i bawić się bez przekraczania naszej idealnej temperatury ciała. To jest powód, dla którego bardzo upalna letnia pogoda powoduje, że jesteśmy ospali - jest to naturalny sposób zapobiegania przegrzaniu organizmu.
Adaptacje do utrzymywania ciepła
Istnieją setki adaptacji, które ewoluowały w endotermach, aby umożliwić różnym gatunkom przetrwanie w różnych warunkach klimatycznych. Większość endoterm na ogół ewoluowała w stworzenia pokryte jakimś włosiem lub futrem, aby chronić przed utratą ciepła w chłodne dni. Lub, w przypadku ludzi, nauczyli się tworzyć odzież lub spalać paliwa, aby utrzymać ciepło w niskich temperaturach.
Unikalna dla endoterm jest zdolność dreszczy podczas zimna. Ten szybki i rytmiczny skurcz mięśni szkieletowych wytwarza własne źródło ciepła przez fizykę mięśni spalających energię. Niektóre endotermy żyjące w zimnym klimacie, takie jak niedźwiedzie polarne, rozwinęły złożony zestaw tętnic i żył, które leżą blisko siebie. Ta adaptacja pozwala ciepłej krwi wypływającej na zewnątrz z serca, aby podgrzać zimniejszą krew spływającą z powrotem do serca z kończyn. Zwierzęta głębinowe wyewoluowały grube warstwy tłuszczu, aby uchronić się przed utratą ciepła.
Małe ptaki mogą przetrwać w chłodnych warunkach dzięki niezwykłym właściwościom izolacyjnym lekkich piór i puchu oraz dzięki specjalnym mechanizmom wymiany ciepła na gołych nogach.
Adaptacje do chłodzenia ciała
Większość zwierząt endotermicznych ma również możliwość samodzielnego chłodzenia, aby utrzymać temperaturę ciała na optymalnym poziomie w gorących warunkach. Niektóre zwierzęta naturalnie zrzucają dużą część swoich gęstych włosów lub sierści podczas sezonowych okresów ciepłych. Wiele stworzeń instynktownie migruje latem do chłodniejszych regionów.
Aby ochłodzić się, gdy jest zbyt ciepło, endotermy mogą dyszeć, powodując parowanie wody - co skutkuje efektem chłodzenia przez fizykę cieplną wody parującej w parę. Ten proces chemiczny powoduje uwolnienie zmagazynowanej energii cieplnej. Ta sama chemia działa, gdy ludzie i inne krótkowłose ssaki się pocą - to także chłodzi nas poprzez termodynamikę parowania. Jedna z teorii głosi, że skrzydła ptaków pierwotnie rozwinęły się jako narządy, które wcześnie rozpraszają nadmiar ciepła gatunki, które dopiero stopniowo odkryły zalety lotu możliwe dzięki tym pierzastym fanom.
Ludzie oczywiście mają również technologiczne środki obniżania temperatur, aby zaspokoić swoje endotermiczne potrzeby. W rzeczywistości duży procent naszej technologii na przestrzeni wieków był rozwijany z naszych bardzo podstawowych potrzeb endotermiczny natury.