Zdolność utrzymywania temperatury ciała na stałym poziomie (homeotermiahomeotermiahomeotermia), 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 $\mathrm{stałocieplnych}$.

Czterojamowe serceserce czterojamoweCzterojamowe 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 małegokrwiobieg małykrwiobiegu małego (krążenia płucnego) i krwiobiegu dużegokrwiobieg dużykrwiobiegu dużego (krążenia obwodowego) sprawiają, że rozprowadzana po organizmie krew zawiera więcej tlenu niż u pozostałych kręgowców.

RWxm1J0jlHIKo

Ilustracja przedstawia układ krążenia człowieka. W postaci żółtych i czerwonych kanałów ukazano krążenie krwi. U człowieka występuje krwiobieg duży i mały. W krwiobiegu dużym krew wypływa z lewej komory serca przez zastawkę aortalną do głównej tętnicy ciała, aorty, rozgałęzia się na mniejsze tętnice, dalej na tętniczki, a następnie przechodzi przez sieć naczyń włosowatych we wszystkich narządach ciała. Naczynia włosowate przechodzą w drobne żyłki, które przechodzą w większe żyły i żyłę główną górną i dolną. Krew powracająca żyłami jest odtlenowana i przechodzi do prawego przedsionka serca, po czym przez zastawkę trójdzielną wpływa do prawej komory. W krwiobiegu małym odtlenowana krew wypompowywana jest z prawej komory serca przez zastawkę pnia płucnego do pnia płucnego, który rozgałęzia się na dwie tętnice płucne: lewą i prawą. Te w płucach rozgałęziają się na sieć naczyń włosowatych oplatających pęcherzyki płucne, tam dochodzi do wymiany gazowej. Utlenowana krew powraca żyłami płucnymi do lewego przedsionka serca, a tam przez zastawkę dwudzielną krew wpływa do lewej komory serca.

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 $\mathrm{stałocieplnych}$ zdobycie pokarmu nie stanowi problemu, ponieważ zdolność utrzymania stałej temperatury ciała umożliwia ptakom i ssakom wysoką aktywność, niezależne od pory dnia czy pory roku.

Kolejnym układem, którego rozwój przyczynił się do wykształcenia $\mathrm{stałocieplności}$, 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.

RkhxranMCTN5E

Ilustracja przedstawia układ oddechowy człowieka. Wyróżnia się lewe i prawe płuco. Obok jest obrazek pęcherzyków płucnych. Mają postać przylegających do siebie kuleczek zebranych w kuliste grona. Z zewnątrz pęcherzyki są pokryte przez naczynia włosowate. Do kulistych gron prowadzą żyły i tętniczki. Na ilustracji jest także obraz mikroskopowy. Są na nim jasne elementy różnej wielkości o nieco nieregularnych, okrągłych kształtach. Pomiędzy jasnymi strukturami są czerwone żyłki.

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.

Rozwój $\mathrm{stałocieplności}$ 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 $\mathrm{stałocieplności}$. Zdolność ta umożliwiła ptakom i ssakom osiedlanie się w strefach klimatycznych o mało korzystnych warunkach termicznych. $\mathrm{Stałocieplność}$ jest przykładem aromorfozyaromorfozaaromorfozy, czyli zmian anatomicznych i funkcjonalnych, które umożliwiają zwierzętom opanowanie nowych siedlisk.

Słownik