Współzależność między organizmem, a środowiskiem w zakresie wymiany ciepła opisuje bilans cieplnybilans cieplnybilans cieplny, który jest zestawieniem ilości energii cieplnej pobieranej i traconej przez organizm. Kiedy ilość ciepła wytwarzanego jest równa ilości ciepła oddawanego do otoczenia, organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego. Jest to stan, w którym organizm odczuwa komfort termicznykomfort termicznykomfort termiczny (nie jest mu ani za ciepło ani za zimno). Zachwianie bilansu termicznego prowadzi do zmian temperatury ciała i wpływa w istotny sposób na metabolizm. Gdy bilans cieplny jest dodatni, uruchamiane są mechanizmy chroniące organizm przed przegrzaniem. Natomiast, gdy bilans cieplny jest ujemny, uruchamiane są mechanizmy zapobiegające nadmiernej utracie ciepła. Utrzymanie względnie stałej temperatury ciała w różnych warunkach atmosferycznych możliwe jest, dzięki wykształceniu dwóch niezależnych mechanizmów regulacji temperatury wewnątrzustrojowej: mechanizmu fizjologicznego i behawioralnego.

R1bkkUpLRhhhp

Zdjęcie przedstawia psa, który idzie po piasku wzdłuż plaży. Ma krótką sierść w kolorze ciemnobrązowym, długie nogi i ogon, krótki pysk, okrągłą głowę i przylegające do niej uszy, a na szyi posiada czerwoną obrożę. Jego długi, różowy język wystaje z otwartego pyska. W tle widoczne są spienione fale.

Mechanizm fizjologiczny polega na endogennej regulacji temperatury ciała, za pośrednictwem procesów zachodzących w obrębie organizmu. Drugi z wymienionych mechanizmów, mechanizm behawioralny, polega na wykorzystywaniu otoczenia, jako źródła ciepła, uruchomieniu zachowań, mających na celu oddanie nadwyżki ciepła do środowiska, albo ograniczeniu utraty ciepła.

RsIYbJNUl60un

Fotografia przedstawia fragment ciała białego kota leżącego na plecach począwszy od przednich łapek w górę. Posiada niewielką głowę zbliżoną kształtem do trójkąta z różowym nosem i spiczastymi, sterczącymi uszami. Ma zamknięte oczy oraz białe, długie wąsy. Na jego głowie, nosie i w okolicach płucach pyszczka widoczne są szare plamy. Leży na drewnianej powierzchni. W tle widać zielone liście o niewyraźnych konturach.

Opanowanie przez zwierzęta siedlisk o niskiej temperaturze otoczenia wymusiło rozwój mechanizmów termoregulacyjnychtermoregulacjatermoregulacyjnych, zarówno fizjologicznych jak i behawioralnych, przeciwdziałających wychłodzeniu organizmu. Jednym ze sposobów zmniejszenia przewodnictwa ciepła u ptaków jest stroszenie piór oraz chowanie nóg i głowy, jak najgłębiej w warstwę piór. Również skupianie się zwierząt w duże grupy ogranicza utratę ciepła (takie zachowanie obserwowane jest m.in. wśród pingwinów cesarskich). Zamiast narażenia na wychłodzenie całej powierzchni organizmu, większa część ciała, skupionych w grupę zwierząt, ma kontakt z ciałem drugiego osobnika, co ogranicza straty ciepła. Opisane powyżej zachowanie chroni nie tylko przed wyziębieniem, ale także przyczynia się do obniżenia zapotrzebowania energetycznego.

Niektóre ze zwierząt w okresie zimowym, w którym pozyskanie pożywienia jest utrudnione, lub nie ma go wcale, zapadają w sen zimowy (hibernacjęhibernacjahibernację). Przed wejściem w okres hibernacji większość zwierząt przybiera znacznie na wadze. Podczas snu zimowego temperatura ciała zwierzęcia spada, a rytm serca, oddychanie i wiele procesów fizjologicznych ulega spowolnieniu.

Zwierzętom, narażonym na działanie wysokich temperatur otoczenia (powietrza lub wody), grozi przegrzanie. Dlatego wykształciły się u nich mechanizmy sprzyjające oddawaniu ciepła do otoczenia. Dodatkowo mechanizmy te wspomagane są przez zachowania, które służą ograniczeniu wytwarzania ciepła, oraz zmniejszeniu ciepła przyjmowanego z zewnątrz (np. ograniczenie aktywności i spędzanie czasu w zacienionym miejscu). W środowisku, w którym notowane są wysokie temperatury, parowanie odgrywa kluczową rolę w regulacji równowagi termicznej. Proces ten zachodzi w odmienny sposób u różnych zwierząt:

• u człowieka parowanie sprowadza się w zasadzie do pocenia;

• duże ssaki posiadające futro (np. wielbłądy lub bydło), chłodzą się przez parowanie potu z powierzchni skóry;

• mniejsze ssaki, takie jak owce, kozy czy gazele, oddają nadmiar ciepła do środowiska w czasie dyszenia (tzw. dyszenie termiczne);

• niektóre gryzonie, a także torbacze (włącznie z kangurami) pozbywają się nadmiaru ciepła, poprzez ślinienie się lub rozprowadzanie śliny po sierści;

• u ptaków, które nie posiadają gruczołów potowych, parowanie odbywa się przez dyszenie lub szybkie drgania cienkiego dna jamy gębowej i górnej części gardła (tzw. trzepotanie podgardla).

Ri0XApqSfZ6b21

Zdjęcie przedstawia słonia. Jest to duże, szare zwierzę z masywnym tułowiem i czterema długimi nogami. Z tyłu ciała słonia widać fragment niewielkiego ogona. Na głowie posiada ogromne uszy, małe oczy oraz charakterystyczną, długą, cylindryczną trąbę. Z dwóch stron trąby znajdują się tzw. ciosy, czyli przedłużone siekacze. W tle widoczny jest krajobraz charakterystyczny dla sawanny – połać wyschniętej, żółtej trawy oraz niewielkie kolczaste krzewy i drzewka z zielonymi koronami.

Ptaki, podobnie jak ssaki, mogą też pozbyć się dużej ilości ciepła podczas kąpieli. Jednak musi być spełniony jeden, podstawowy warunek – temperatura wody musi być niższa od temperatury skóry, zanurzonego w niej zwierzęcia. Również u zwierząt, żyjących w wodzie, obserwowane są reakcje termoregulacyjne, mające na celu obniżenie temperatury ciała. Np. foki, posiadające silnie unaczynioną płetwę ogonową, przy wzroście temperatury wewnętrznej wykonują nią intensywne ruchy w celu zwiększenia konwekcyjnychkonwekcjakonwekcyjnych strat ciepła.

Słownik