ذوات الدم الحار

ذوات الدم الحار مصطلح يُشير إلى أنواع الحيوانات التي تحافظ أجسامها على درجة حرارة أعلى من درجة حرارة بيئتها. وعلى وجه الخصوص، تحافظ الأنواع ذاتية الحرارة (بما في ذلك الطيور والثدييات ) على درجة حرارة جسم ثابتة من خلال تنظيم العمليات الأيضية . أما الأنواع الأخرى ، فلديها درجات متفاوتة من تنظيم درجة حرارة الجسم .

نظراً لوجود أكثر من فئتين للتحكم في درجة الحرارة تستخدمها الحيوانات، فقد تم التخلي عن مصطلحي ذوات الدم الحار وذوات الدم البارد في المجال العلمي.

بشكل عام، تشير صفة ذوات الدم الحار إلى فئات منفصلة مختلفة من تنظيم درجة حرارة الجسم .

• التنظيم الحراري الداخلي ^{هو قدرة} بعض الكائنات الحية على التحكم في درجة حرارة أجسامها من خلال وسائل داخلية مثل ارتعاش العضلات أو زيادة معدل الأيض . عكس التنظيم الحراري الداخلي هو ^{التنظيم} الحراري الخارجي .
• تُعرف خاصية ثبات درجة حرارة الجسم ^{[ ب ]} بالحفاظ على درجة حرارة داخلية ثابتة بغض النظر عن المؤثرات الخارجية ودرجات الحرارة. غالبًا ما تكون درجة الحرارة الداخلية الثابتة أعلى من درجة حرارة البيئة المحيطة. أما عكس هذه الخاصية فهو خاصية تغير درجة حرارة الجسم . الكائنات الحية الوحيدة المعروفة بثبات درجة حرارة الجسم هي الثدييات والطيور ،بالإضافة إلى نوع واحد من السحالي، وهو التغو الأرجنتيني الأسود والأبيض . يُعتقد أن بعض الديناصورات غير الطائرة، بالإضافة إلى بعض الزواحف المنقرضة مثل الإكثيوصورات والتيروصورات والبليزوصورات ،
• التباين الحراري 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 . ^{[ 1 ]}
• الحيوانات متوسطة الحرارة هي نوع من الحيوانات ذات استراتيجية تنظيم حراري متوسطة بين الحيوانات ذات الدم البارد الخارجية والحيوانات ذات الدم الحار. ^{[ 2 ]}
• يُحافظ التَّأَيضُ السريعُ ^{[ ج ]} على معدل أيض مرتفع في حالة الراحة. في جوهر الأمر، تكون الكائنات ذات التَّأَيض السريع في حالة نشاط دائم. على الرغم من أن معدل الأيض في حالة الراحة لديها لا يزال أبطأ بكثير من معدل الأيض النشط، إلا أن الفرق غالبًا ما يكون أقل من الفرق الملحوظ في الكائنات ذات التَّأَيض البطيء . تواجه الكائنات ذات التَّأَيض السريع صعوبة أكبر في التعامل مع ندرة الغذاء.

تُظهر نسبة كبيرة من الكائنات الحية التي تُعرف عادةً باسم "ذوات الدم الحار"، كالطيور والثدييات، الخصائص الثلاث المذكورة (أي أنها من ذوات الدم الحار، وذات درجة حرارة ثابتة، وذات معدل أيض سريع). ^{[ 3 ]} مع ذلك، كشفت الدراسات التي أُجريت خلال العقود الثلاثة الماضية في مجال الفيزيولوجيا الحرارية للحيوانات عن العديد من الأنواع ضمن هاتين المجموعتين التي لا تستوفي جميع هذه المعايير. على سبيل المثال، تُصبح العديد من الخفافيش والطيور الصغيرة متغيرة الحرارة وبطيئة الأيض أثناء النوم (أو، في الأنواع الليلية، أثناء النهار). وقد استُخدم مصطلح "تباين درجة الحرارة" لوصف هذه الكائنات.

أظهرت دراساتٌ إضافيةٌ للحيوانات المصنفة تقليديًا على أنها من ذوات الدم البارد أن معظم الكائنات الحية تُظهر مزيجًا متنوعًا من المصطلحات الثلاثة المذكورة آنفًا، بالإضافة إلى نظائرها (الحرارة الخارجية، وتغير درجة حرارة الجسم، وبطء الأيض)، مما يُنتج طيفًا واسعًا من أنواع درجات حرارة الجسم. بعض الأسماك، مثل سمكة الأوباه، لها خصائص ذوات الدم الحار. تمتلك أسماك أبو سيف وبعض أسماك القرش آلياتٍ دورانيةً تُبقي أدمغتها وعيونها فوق درجة حرارة البيئة المحيطة ، وبالتالي تزيد من قدرتها على اكتشاف الفرائس والتفاعل معها . ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} تمتلك أسماك التونة وبعض أسماك القرش آلياتٍ مماثلةً في عضلاتها، مما يُحسّن قدرتها على التحمل عند السباحة بسرعات عالية. ^{[ 7 ]}

تُنتج حرارة الجسم عن طريق عملية الأيض . ^{[ 8 ]} ويرتبط ذلك بالتفاعل الكيميائي في الخلايا الذي يُحلل الجلوكوز إلى ماء وثاني أكسيد الكربون ، مُنتجًا بذلك الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، وهو مركب عالي الطاقة يُستخدم لتزويد العمليات الخلوية الأخرى بالطاقة. يُعد انقباض العضلات أحد هذه العمليات الأيضية التي تُولد الطاقة الحرارية، ^{[ 9 ]} وتنتج حرارة إضافية عن الاحتكاك أثناء دوران الدم عبر الجهاز الوعائي، بالإضافة إلى خلايا دهنية متخصصة تُنتج الحرارة من خلال التنفس غير المقترن ، مما يُساهم في تنظيم درجة حرارة الجسم .

تستقلب جميع الكائنات الحية الغذاء والمواد الأخرى، لكن بعضها يستفيد من الناتج بشكل أفضل من غيرها. وكما هو الحال في جميع عمليات تحويل الطاقة، فإن عملية الأيض غير فعالة نسبيًا، حيث يتحول حوالي 60% من الطاقة المتاحة إلى حرارة بدلًا من جزيئات ATP. ^{[ 10 ]} في معظم الكائنات الحية، تتبدد هذه الحرارة في البيئة المحيطة. مع ذلك، فإن ذوات الدم الحار (المعروفة عمومًا باسم الحيوانات ذوات الدم الحار) لا تنتج حرارة أكبر فحسب، بل تمتلك أيضًا وسائل فائقة للاحتفاظ بها وتنظيمها مقارنةً بالحيوانات الأخرى. فهي تتميز بمعدل أيض أساسي أعلى، ويمكنها زيادة معدل الأيض لديها أثناء النشاط البدني الشاق. وعادةً ما تمتلك هذه الكائنات عازلًا حراريًا متطورًا للاحتفاظ بحرارة الجسم: الفراء والدهون في حالة الثدييات، والريش في الطيور. عندما لا يكون هذا العازل كافيًا للحفاظ على درجة حرارة الجسم، قد تلجأ إلى الارتعاش - وهو عبارة عن انقباضات عضلية سريعة تستهلك جزيئات ATP بسرعة، مما يحفز عملية الأيض الخلوي لتعويضها، وبالتالي إنتاج المزيد من الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، تمتلك جميع الثدييات المشيمية تقريبًا (باستثناء الخنازير المعروفة فقط ) نسيجًا دهنيًا بنيًا، تتميز ميتوكوندرياهه بقدرتها على توليد الحرارة دون ارتعاش . ^{[ 11 ]} تتضمن هذه العملية تبديدًا مباشرًا لتدرج الميتوكوندريا على شكل حرارة عبر بروتين فك الاقتران ، وبالتالي "فصل" التدرج عن وظيفته المعتادة المتمثلة في تحفيز إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) عبر إنزيم سينثاز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات . ^{[ 12 ]}

في البيئات الدافئة، تستخدم هذه الحيوانات التبريد التبخيري للتخلص من الحرارة الزائدة، إما عن طريق التعرق (بعض الثدييات) أو عن طريق اللهث (العديد من الثدييات وجميع الطيور) - وهي آليات غائبة بشكل عام في ذوات الدم البارد.

يُفترض أن خاصية ذوات الدم الحار تطورت لدى الثدييات والطيور كوسيلة دفاعية ضد العدوى الفطرية . فنادرًا ما تستطيع الفطريات البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة أجسام الحيوانات ذوات الدم الحار. في المقابل، تُعاني الحشرات والزواحف والبرمائيات من العدوى الفطرية. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]} تمتلك الحيوانات ذوات الدم الحار آلية دفاعية ضد مسببات الأمراض التي تنتقل إليها من البيئة، لأن هذه المسببات غير مُتكيفة مع درجة حرارتها الداخلية المرتفعة. ^{[ 17 ]}

• سحلية التغو الأرجنتينية السوداء والبيضاء §  سلوك ذو دم حار
• علم الأحياء الباليوفيس
• العملاق الحراري
• متوسط ​​الحرارة
• نبات مولد للحرارة

الحواشي

الاقتباسات

• ما هي ذوات الدم الحار؟
• الزواحف: ما هي ذوات الدم البارد؟