Ektotherme -Ectotherm

Pseudemys- Schildkröten (hier beim Sonnenbaden abgebildet) sind ektothermisch.
Die rote Linie repräsentiert die Lufttemperatur. Die violette Linie repräsentiert die Körpertemperatur der Eidechse. Die grüne Linie repräsentiert die Basistemperatur des Baus. Eidechsen sind Wechselwärme und verwenden Verhaltensanpassungen, um ihre Temperatur zu kontrollieren. Sie regulieren ihr Verhalten anhand der Außentemperatur; Wenn es warm ist, gehen sie bis zu einem gewissen Punkt nach draußen und kehren bei Bedarf in ihren Bau zurück.
Amerikanische Alligatoren sonnen sich gegen Mittag im Sonnenlicht.
Junonia Lemonias sonnt sich unter der Sonne.

Eine Ektotherme (von griechisch ἐκτός ( ektós ) „außen“ und θερμός ( thermós ) „Wärme“) ist ein Organismus, bei dem interne physiologische Wärmequellen für die Regulierung der Körpertemperatur von relativ geringer oder ganz vernachlässigbarer Bedeutung sind . Solche Organismen (zum Beispiel Frösche ) sind auf Umweltwärmequellen angewiesen, die es ihnen ermöglichen, mit sehr sparsamen Stoffwechselraten zu arbeiten .

Einige dieser Tiere leben in Umgebungen mit praktisch konstanten Temperaturen, wie es für Regionen des Tiefseeozeans typisch ist, und können daher als homöotherme Ektothermen angesehen werden. Im Gegensatz dazu suchen viele Arten an Orten, an denen die Temperatur so stark schwankt, dass die physiologischen Aktivitäten anderer Arten von Ektothermen eingeschränkt werden, gewöhnlich externe Wärmequellen oder Schutz vor Hitze auf; Zum Beispiel regulieren viele Reptilien ihre Körpertemperatur, indem sie sich in der Sonne aalen oder bei Bedarf Schatten suchen, zusätzlich zu einer ganzen Reihe anderer verhaltensbezogener Thermoregulationsmechanismen. Für die Heimhaltung von Haustierreptilien können Besitzer ein UVB/UVA-Lichtsystem verwenden, um das Sonnenverhalten der Tiere zu unterstützen.

Im Gegensatz zu Ektothermen verlassen sich Endothermen weitgehend, sogar überwiegend, auf Wärme aus internen Stoffwechselprozessen, und Mesothermen verwenden eine Zwischenstrategie.

Bei Ektothermen können schwankende Umgebungstemperaturen die Körpertemperatur beeinflussen. Eine solche Variation der Körpertemperatur wird als Poikilothermie bezeichnet , obwohl das Konzept nicht allgemein zufriedenstellend ist und die Verwendung des Begriffs rückläufig ist. Bei kleinen aquatischen Kreaturen wie Rotifera ist die Poikilothermie praktisch absolut, aber andere Kreaturen (wie Krabben ) haben breitere physiologische Optionen zur Verfügung und sie können sich zu bevorzugten Temperaturen bewegen, Änderungen der Umgebungstemperatur vermeiden oder ihre Auswirkungen mildern. Ektothermen können auch die Merkmale der Homöothermie aufweisen , insbesondere bei Wasserorganismen. Normalerweise ist ihr Bereich von Umgebungstemperaturen relativ konstant, und es gibt nur wenige, die versuchen, aufgrund der damit verbundenen hohen Kosten eine höhere Innentemperatur aufrechtzuerhalten.

Anpassungen

Verschiedene Verhaltensmuster befähigen bestimmte Wechselwärme dazu, die Körpertemperatur in sinnvollem Umfang zu regulieren. Zum Aufwärmen suchen Reptilien und viele Insekten sonnige Plätze auf und nehmen Positionen ein, die ihre Exposition maximieren; bei schädlich hohen Temperaturen suchen sie Schatten oder kühleres Wasser auf. Bei kaltem Wetter drängen sich Honigbienen zusammen, um Wärme zu speichern. Schmetterlinge und Motten können ihre Flügel so ausrichten, dass sie die Sonneneinstrahlung maximieren, um vor dem Start Wärme aufzubauen. Herdenartige Raupen, wie die Waldzeltraupe und der Fallnetzwurm , profitieren vom Sonnenbaden in großen Gruppen zur Thermoregulation. Viele fliegende Insekten, wie Honigbienen und Hummeln, erhöhen ihre Innentemperatur vor dem Flug auch endotherm, indem sie ihre Flugmuskeln ohne heftige Bewegung der Flügel vibrieren lassen (siehe Thermoregulation von Insekten ). Eine solche endotherme Aktivität ist ein Beispiel für die Schwierigkeit der konsistenten Anwendung von Begriffen wie Poikilothermie und Homoiothermie.

Zusätzlich zu Verhaltensanpassungen helfen physiologische Anpassungen Ektothermen, die Temperatur zu regulieren. Tauchende Reptilien sparen Wärme durch Wärmeaustauschmechanismen , wobei kaltes Blut von der Haut Wärme von Blut aufnimmt, das sich vom Körperkern nach außen bewegt, wiederverwendet und dadurch einen Teil der Wärme bewahrt, die sonst verschwendet worden wäre. Die Haut von Ochsenfröschen sondert mehr Schleim ab, wenn es heiß ist, wodurch mehr Abkühlung durch Verdunstung ermöglicht wird.

Während Kälteperioden treten einige Wechselthermen in einen Zustand der Erstarrung ein , in dem sich ihr Stoffwechsel verlangsamt oder in einigen Fällen, wie beim Waldfrosch , effektiv stoppt. Die Erstarrung kann je nach Art und Umständen über Nacht oder eine Saison oder sogar Jahre andauern.

Vor-und Nachteile

Ein 1,80 Meter langer schwarzer Rennfahrer aus dem Süden , der sich an einem kühlen Morgen in der Sonne von Inverness, Florida, sonnt.

Ektothermen verlassen sich weitgehend auf externe Wärmequellen wie Sonnenlicht , um ihre optimale Körpertemperatur für verschiedene körperliche Aktivitäten zu erreichen. Dementsprechend sind sie von den Umgebungsbedingungen abhängig, um betriebsbereite Körpertemperaturen zu erreichen. Im Gegensatz dazu halten endotherme Tiere nahezu konstant hohe operative Körpertemperaturen aufrecht, hauptsächlich aufgrund der Abhängigkeit von innerer Wärme, die von metabolisch aktiven Organen (Leber, Niere, Herz, Gehirn, Muskel) oder sogar von spezialisierten wärmeerzeugenden Organen wie braunem Fettgewebe (BAT) erzeugt wird. Ektotherme haben bei einer bestimmten Körpermasse typischerweise niedrigere Stoffwechselraten als Endotherme . Infolgedessen verlassen sich Endothermen im Allgemeinen auf einen höheren Nahrungsverbrauch und im Allgemeinen auf Nahrung mit höherem Energiegehalt. Solche Anforderungen können die Tragfähigkeit einer gegebenen Umgebung für Endothermen im Vergleich zu ihrer Tragfähigkeit für Ektothermen einschränken.

Da Wechselwärme für die Regulierung der Körpertemperatur von Umweltbedingungen abhängig sind, sind sie nachts und am frühen Morgen in der Regel träger. Wenn sie aus dem Schutz kommen, müssen sich viele tagaktive Ektothermen im frühen Sonnenlicht aufwärmen, bevor sie ihre täglichen Aktivitäten beginnen können. Bei kühlem Wetter ist die Nahrungssuche solcher Arten daher bei den meisten Wirbeltier-Ektothermen auf die Tageszeit beschränkt, und in kalten Klimazonen können die meisten überhaupt nicht überleben. Bei Eidechsen zum Beispiel sind die meisten nachtaktiven Arten Geckos, die sich auf „sitzen und warten“-Nahrungsstrategien spezialisiert haben (siehe Raubtier aus dem Hinterhalt ). Solche Strategien erfordern nicht so viel Energie wie die aktive Nahrungssuche und erfordern keine Jagdaktivitäten in gleicher Intensität. Aus einem anderen Blickwinkel kann Sit-and-Wait-Prädation sehr lange Zeiträume unproduktiven Wartens erfordern. Endotherme können sich im Allgemeinen keine so langen Zeiträume ohne Nahrung leisten, aber entsprechend angepasste Ektothermen können warten, ohne viel Energie zu verbrauchen. Endotherme Wirbeltierarten sind daher weniger abhängig von den Umweltbedingungen und haben eine höhere Variabilität (sowohl innerhalb als auch zwischen den Arten) in ihren täglichen Aktivitätsmustern entwickelt.

Verweise