Przeczytaj
Zdolność utrzymywania temperatury ciała na stałym poziomie (homeotermiahomeotermia), nawet przy znacznych wahaniach temperatury otoczenia, jest wynikiem ewolucyjnych zmian, jakie dokonały się przede wszystkim w układzie krążenia oraz układzie oddechowym ptaków i ssaków. Rozwojowi homeotermii sprzyjało także pojawienie się piór u ptaków, a u ssaków – włosów, sierści oraz podskórnej tkanki tłuszczowej, które dodatkowo zabezpieczyły organizm przed utratą ciepła.
Główny ośrodek termoregulacji znajduje się w przedniej części podwzgórza. Pobudzenie tego ośrodka przez wzrost temperatury krwi o 0,1 do 2°C, przy dopływie impulsów z termoreceptorów skóry, nasila czynności prowadzące do utraty ciepła z organizmu: rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry, pocenie i dyszenie. Z kolei pobudzenie położonego w tylnej części podwzgórza ośrodka zachowania oraz produkcji ciepła (przy ochłodzeniu organizmu) powoduje skurcz naczyń krwionośnych skóry. Dodatkowy ośrodek termoregulacji znajduje się w rdzeniu kręgowym. Wykrywa on zmiany temperatury krwi o kilka stopni Celsjusza.
Należy jednak podkreślić, że utrzymanie temperatury ciała na ściśle określonym poziomie możliwe jest przede wszystkim dzięki sprawnemu metabolizmowi, który pozwala pokryć wysokie potrzeby energetyczne zwierząt .
Przystosowania anatomiczne sprzyjające rozwojowi
Układ krążenia
Czterojamowe serceCzterojamowe serce ptaków i ssaków, składające się z dwóch przedsionków i dwóch komór, uniemożliwia mieszanie się krwi o niskiej zawartości tlenu z krwią natlenowaną. Taka budowa mięśnia sercowego oraz obecność krwiobiegu małegokrwiobiegu małego (krążenia płucnego) i krwiobiegu dużegokrwiobiegu dużego (krążenia obwodowego) sprawiają, że rozprowadzana po organizmie krew zawiera więcej tlenu niż u pozostałych kręgowców.
Wyższa zawartość tlenu we krwi obwodowej pozwala na dostarczenie większej ilości tlenu do komórek, co umożliwia wyższe tempo przemian biochemicznych. Szybki metabolizm pociąga jednak za sobą duże zapotrzebowanie pokarmowe. W przypadku zwierząt zdobycie pokarmu nie stanowi problemu, ponieważ zdolność utrzymania stałej temperatury ciała umożliwia ptakom i ssakom wysoką aktywność, niezależne od pory dnia czy pory roku.
Układ oddechowy
Kolejnym układem, którego rozwój przyczynił się do wykształcenia , jest układ oddechowy. U ptaków do płuc dochodzą oskrzela, które kończą się cienkimi, bogato unaczynionymi kanalikami (przyoskrzelami). To w nich zachodzi wymiana gazowa. Dzięki temu, że krew w płucach ptaków płynie w przeciwnym kierunku do strumienia powietrza, stosunkowo duża ilość tlenu przenika do krwi. Tak prowadzona wymiana gazowa zapewnia znaczną wydajność oddechową oraz gwarantuje pełne pokrycie zapotrzebowania na tlen przy bardzo wysokim tempie metabolizmu.
Przez ściany pęcherzyków płucnych zachodzi wymiana tlenu i dwutlenku węgla pomiędzy krwią a obecnym w pęcherzykach płucnych powietrzem. Następnie krew o dużej zawartości tlenu transportowana jest z płuc do serca, z którego tłoczona jest na obwód w celu zaopatrzenia w tlen wszystkich komórek organizmu i odebrania z nich dwutlenku węgla.
Wytwory naskórka
Rozwój u ptaków i ssaków związany jest także z obecnością wytworów naskórka, takich jak pióra, włosy czy sierść. To właśnie dzięki obecności upierzenia niektóre ptaki są zdolne do utrzymywania temperatury ciała nawet na poziomie 44°C. Pióra dobrze chronią ciało ptaków przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi. Co więcej, w zależności od potrzeb, ptaki mogą zmieniać ułożenie piór w taki sposób, aby chroniły organizm przed wychłodzeniem albo przegrzaniem. Ponadto obserwowane u niektórych gatunków ptaków natłuszczanie piór chroni je przed nadmierną utratą ciepła w przypadku kontaktu z wodą.
Wszystkie opisane powyżej przystosowania anatomiczne, wspomagane przez fizjologiczne mechanizmy termoregulacyjne, przyczyniły się do rozwoju . Zdolność ta umożliwiła ptakom i ssakom osiedlanie się w strefach klimatycznych o mało korzystnych warunkach termicznych. jest przykładem aromorfozyaromorfozy, czyli zmian anatomicznych i funkcjonalnych, które umożliwiają zwierzętom opanowanie nowych siedlisk.
Podsumowanie
Zalety i wady
Zalety | Wady |
większe możliwości adaptacyjne | spalanie dużej ilości energii na wytworzenie i utrzymanie ciepła |
większa sprawność organizmu wynikająca ze stałej temperatury | potrzeba częstszego dostarczenia pokarmu |
szybsze tempo metabolizmu | duże straty wodne podczas procesu chłodzenia organizmu |
Słownik
istotne zmiany w budowie i funkcjonowaniu organizmu, umożliwiające opanowanie nowych siedlisk i przejście na wyższy szczebel ewolucyjny
inaczej ; zdolność do utrzymania temperatury ciała na względnie stałym poziomie, niezależnie od zmieniających się warunków otoczenia
krwiobieg zaczynający się w lewej komorze i kończący się w prawym przedsionku serca, odpowiedzialny za dostarczanie tlenu i substancji odżywczych komórkom całego organizmu oraz odbieranie od nich dwutlenku węgla i produktów przemiany materii
krwiobieg zaczynający się w prawej komorze i kończący się w lewym przedsionku serca, odpowiedzialny za pozbycie się zgromadzonego w tkankach dwutlenku węgla oraz ponowne natlenowanie krwi w płucach
serce składające się z dwóch przedsionków i dwóch komór