تباين درجة حرارة الجسم

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

التباين الحراري (من اليونانية ἕτερος heteros بمعنى " آخر" و θέρμη thermē بمعنى "حرارة") هو مصطلح فسيولوجي يُطلق على الحيوانات التي تتفاوت قدرتها بين تنظيم درجة حرارة أجسامها ذاتيًا، والسماح للبيئة المحيطة بالتأثير عليها. بعبارة أخرى، تُظهر هذه الحيوانات خصائص كل من التباين الحراري والثبات الحراري .

تعريف

الحيوانات غيرية الحرارة هي تلك التي تستطيع التبديل بين استراتيجيات تنظيم درجة حرارة الجسم (متغيرة الحرارة) وأخرى (ثابتة الحرارة) . تحدث هذه التغييرات في الاستراتيجيات عادةً بشكل يومي أو سنوي. وغالبًا ما يُستخدم هذا المصطلح كوسيلة لفصل معدلات الأيض المتقلبة التي تُلاحظ في بعض الثدييات الصغيرة والطيور (مثل الخفافيش والطنان ) عن تلك الموجودة في الحيوانات ذات الدم البارد التقليدية. في العديد من أنواع الخفافيش ، ترتفع درجة حرارة الجسم ومعدل الأيض فقط أثناء النشاط. أما عند الراحة، فتُقلل هذه الحيوانات من عمليات الأيض لديها بشكل كبير، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارة أجسامها إلى درجة حرارة البيئة المحيطة. وهذا يجعلها ثابتة الحرارة عند النشاط، ومتغيرة الحرارة عند الراحة. وقد أُطلق على هذه الظاهرة اسم " السبات اليومي "، ودُرست بشكل مكثف في هامستر دجونغار . خلال موسم السبات ، يُظهر هذا الحيوان انخفاضًا كبيرًا في معدل الأيض كل يوم خلال فترة الراحة، بينما يعود إلى عملية الأيض ذاتية الحرارة خلال فترة النشاط، مما يؤدي إلى درجات حرارة طبيعية للجسم (حوالي 38 درجة مئوية). 

تُظهر الثدييات الكبيرة (مثل السناجب الأرضية ) والخفافيش فترات سبات طويلة تمتد لعدة أيام خلال فترة السبات الشتوي (تصل إلى عدة أسابيع). [ 1 ] خلال هذه الفترات، تنخفض درجة حرارة الجسم إلى حوالي  درجة مئوية واحدة فوق درجة حرارة المحيط، وقد ينخفض ​​معدل الأيض إلى حوالي 1% من معدل الأيض الطبيعي. حتى في هذه الحيوانات التي تدخل في سبات عميق، تتقطع فترات السبات الطويلة بنوبات من الأيض، تُسمى الاستيقاظات (تستمر عادةً ما بين 4 و20 ساعة). تُعيد هذه الاستيقاظات درجة حرارة الجسم إلى مستوياتها الطبيعية (35-37  درجة مئوية). [ 1 ] يُستهلك معظم الطاقة المُستهلكة خلال السبات في الاستيقاظات (70-80%)، ولكن وظيفتها لا تزال غير معروفة.

تم وصف أنماط السبات السطحي بدون استيقاظ في الثدييات الكبيرة (مثل الدب الأسود، [ 2 ] ) أو في ظل ظروف بيئية خاصة. [ 3 ]

التباين الحراري الإقليمي

يصف التباين الحراري الإقليمي الكائنات الحية القادرة على الحفاظ على "مناطق" حرارية مختلفة في مناطق مختلفة من الجسم. يحدث هذا عادةً في الأطراف، ويتحقق ذلك من خلال استخدام مبادلات حرارية ذات تيار معاكس، مثل الشبكة العجيبة الموجودة في أسماك التونة وبعض الطيور. [ 4 ] تعمل هذه المبادلات على معادلة درجة الحرارة بين الدم الشرياني الساخن المتجه إلى الأطراف والدم الوريدي البارد العائد، مما يقلل من فقدان الحرارة. تستخدم طيور البطريق والعديد من طيور القطب الشمالي هذه المبادلات للحفاظ على أقدامها عند درجة حرارة مماثلة تقريبًا لدرجة حرارة الجليد المحيط. وهذا يمنع الطيور من الالتصاق بالصفائح الجليدية. تستخدم حيوانات أخرى، مثل السلحفاة البحرية الجلدية الظهر ، المبادلات الحرارية لجمع الحرارة المتولدة من زعانفها العضلية والاحتفاظ بها. [ 5 ] حتى أن هناك بعض الحشرات التي تمتلك هذه الآلية (انظر تنظيم حرارة الحشرات )، وأشهر مثال على ذلك هو النحل الطنان ، الذي يُظهر تبادلًا حراريًا ذا تيار معاكس عند نقطة الانقباض بين الميزوسوما ("الصدر") والميتاسوما ("البطن"). تُحتفظ الحرارة في الصدر وتُفقد من البطن. [ 6 ] وباستخدام آلية مشابهة جدًا، يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة الداخلية لصدر نحلة العسل 45  درجة مئوية أثناء الطيران.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 هوت، ر.أ.؛ بارنز، ب.م.؛ دان، س. (يناير 2002). "أنماط درجة حرارة الجسم قبل وأثناء وبعد السبات شبه الطبيعي في السنجاب الأرضي الأوروبي". مجلة علم وظائف الأعضاء المقارن ب . 172 (1): 47-58 . doi : 10.1007/s003600100226 . PMID 11824403. S2CID 9491373 .  
  2. ↑ توين، أ.؛ بليك، ج.؛ إدغار، د.م.؛ غراهن، د.أ.؛ هيلر، هـ.س.؛ بارنز، ب.م. (18 فبراير 2011). "السبات الشتوي لدى الدببة السوداء: استقلالية كبح الأيض عن درجة حرارة الجسم". مجلة ساينس . 331 (6019): 906-9 . Bibcode : 2011Sci...331..906T . doi : 10.1126/science.1199435 . PMID 21330544. S2CID 20829847 .  
  3. ↑ داوسمان، ك.هـ؛ غلوس، ج؛ غانزهورن، ج.و؛ هيلدماير، ج (24 يونيو 2004). "علم وظائف الأعضاء: السبات الشتوي لدى الرئيسيات الاستوائية". مجلة نيتشر . 429 (6994): 825-826 . رمز Bibcode : 2004Natur.429..825D . doi : 10.1038/429825a . PMID 15215852. S2CID 4366123 .  
  4. ↑ كاتز، ستيفن ل. (2002-08-01). "تصميم العضلات غير المتجانسة الحرارة في الأسماك" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 205 (15): 2251-2266 . doi : 10.1242/jeb.205.15.2251 . ISSN 1477-9145 . PMID 12110659 .  
  5. ↑ جيمس، مايكل سي؛ مروسوفسكي، ن (1 أغسطس/آب 2004). "درجات حرارة أجسام السلاحف الجلدية الظهر ( Dermochelys coriacea ) في المياه المعتدلة قبالة نوفا سكوتيا، كندا" . المجلة الكندية لعلم الحيوان . 82 (8): 1302-1306 . doi : 10.1139/z04-110 . ISSN 0008-4301 . 
  6. ↑ هاينريش، ب. (1976-06-01). "تبادل الحرارة وعلاقته بتدفق الدم بين الصدر والبطن في النحل الطنان" . مجلة علم الأحياء التجريبي . 64 (3): 561-585 . doi : 10.1242/jeb.64.3.561 . ISSN 1477-9145 . PMID 945321 .