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¿Los animales de sangre fría generan calor?

¿Los animales de sangre fría generan calor?



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Al explicar la energía y el trabajo a un niño de 8 años, le dije que toda conversión de energía genera calor como subproducto. Por ejemplo, los automóviles generan calor en sus motores y el funcionamiento genera calor en nuestros cuerpos. Luego dijo el niño de 8 años, a excepción de los animales de sangre fría.

Entonces, mi pregunta es, ¿los animales de sangre fría generan calor al convertir la energía almacenada (comida, grasa, etc.) en movimiento? Si generan calor, ¿por qué son de sangre fría?


Generan calor. Simplemente no gastan energía específicamente en calentar sus cuerpos aumentando su metabolismo. Esta es una forma de conservación de energía. La tasa metabólica que necesitan para vivir no es suficiente para calentar sus cuerpos.

Un ejemplo de gasto de energía para calentar el cuerpo se ve en los seres humanos que tiemblan. Aquí el músculo se activa no para su propósito habitual, sino para funcionar como un horno. "De sangre caliente" y "de sangre fría" es un nombre poco apropiado. La forma correcta de pensar en ello es ...

Endotermo o ectotermo. ¿El calor proviene principalmente del interior (endo) o del entorno (ecto)? Los animales endotérmicos incluyen mamíferos. La mayor parte de su calor corporal es generado por sus propios metabolismos. Los animales ectotérmicos incluyen reptiles e insectos. Absorben la mayor parte del calor corporal del entorno. Esto no es lo mismo que decir que dejan que la temperatura de su cuerpo fluctúe con su entorno, algunos lo evitan moviéndose para acomodarse.

Homeotermo o poiquilotermo. Los homeotermos quieren mantener la homeostasis de la temperatura corporal. No quieren que cambie. Los poiquilotermos no exhiben este comportamiento, en cambio, sus temperaturas corporales varían mucho con el medio ambiente.

Podemos tener poiquilotermos endotérmicos, como las ardillas, que dejan que su temperatura corporal baje mientras hibernan. Homeotermas endotérmicos, como los humanos, donde la temperatura es constante mediante una termorregulación compleja. Homeotermos ectotermos, como las serpientes (que se mueven hacia la sombra o hacia el sol para regular la temperatura) y poiquilotermos ectotermos, como los gusanos.


Como han dicho los demás, los animales y los insectos (e incluso las plantas) generan calor a través del metabolismo y pueden regular su temperatura de esta manera.

Solo quería agregar un tercer punto de que los mamíferos han desarrollado grasa marrón, tejido graso que es oscuro con mitocondrias adicionales que queman energía para generar calor. Estos son ricos en proteína desacoplante (una proteína desacoplante particular llamada termogenina) que pasa los protones a través de la membrana mitocondrial para generar calor en lugar de generar ATP.

La mayor parte del calor generado por los mamíferos no proviene del tejido adiposo marrón, pero es una adaptación particular para generar calor que las endotermas han evolucionado. El cerebro solo es responsable del 16% del calor generado por los cuerpos humanos.


Estoy bastante seguro de que tenías razón en tu corazonada inicial de que el calor es casi siempre un subproducto del metabolismo (que nunca es 100% eficiente). La diferencia entre los organismos endotérmicos ('de sangre caliente') y ectotérmicos ('de sangre fría') es precisamente de donde proviene la fuente principal de regulación de la temperatura corporal (ya sea de reacciones metabólicas en las endotermas o del medio ambiente en las ectotermas).


Nature News: ¿Los patos y las gaviotas se resfrían en invierno?

Durante nuestro último episodio de clima súper frío, una gaviota pasó volando por la ventana de mi salón de clases. Estas son grandes ventanas. Seis enormes ventanas de paneles múltiples que se extienden por la pared trasera de mi salón de clases del cuarto piso. Entonces, una gaviota argéntea pasó volando y uno de los estudiantes, distraído en medio de un examen, se preguntó cómo logró quedarse aquí todo el invierno. ¿Por qué no voló hacia el sur? ¿Cómo se las arregló para mantenerse caliente? Ya que estábamos en medio de los exámenes parciales, no pude empezar a exponer con entusiasmo este tema, pero no puedo esperar hasta que las clases se reanuden esta semana para sacar el tema. La regulación de la temperatura en los animales es uno de mis temas favoritos.

Hay dos grandes palabras de vocabulario sobre cómo los animales regulan su temperatura: Los endotermos (animales de sangre caliente) generan su propio calor & # x2013, estos suelen ser mamíferos y aves. Los ectotermos (animales de sangre fría) no generan su propio calor, por lo que, cuando necesitan regular su temperatura interna, utilizan fuentes externas (como el sol). Los reptiles, anfibios, peces e insectos suelen ser ectotermos.

Estas no son categorías en blanco y negro: esto es biología, por lo que hay muchos tonos de gris. Por ejemplo, cuando un abejorro quiere calentarse por la mañana, lo hará vibrando sus músculos de vuelo (eso es lo que hace que el zumbido de las abejas no sea el batir de sus alas como la mayoría de la gente piensa) para generar calor. Entonces, aunque son ectotermos, técnicamente, están siendo endotérmicos cuando hacen esto.

En esta época del año no verá ningún ectotermo, y muchos endotermos viajan hacia el sur para escapar del frío porque se necesita una enorme cantidad de energía (comida) para mantener una temperatura interna constante en condiciones de congelación. ¿Por qué es necesario el calor corporal? Principalmente para la función enzimática. Las enzimas regulan todo en nuestro cuerpo y la mayoría de las enzimas están hechas para funcionar mejor a temperaturas específicas y si hace demasiado calor o demasiado frío, no funcionan también. Entonces, los animales que permanecen aquí durante todo el año tienen una variedad de adaptaciones que los ayudan a retener el calor corporal: pelaje grueso, plumas, grasa corporal extra y cosas por el estilo.

Mi curioso estudiante estaba particularmente perplejo por las patas de la gaviota. Las plumas de gaviota hacen un gran trabajo aislando sus cuerpos, son la chaqueta de invierno perfecta: plumas exteriores impermeables, plumas interiores esponjosas que atrapan el aire junto al cuerpo. Pero ¿qué pasa con sus piernas? Son delgados y delgados, sin grasa extra, sin plumas, nada entre ellos y el frío. Estaba viendo patos pasar el rato sobre hielo en el puerto y me preguntaba lo mismo. ¿Se sienten fríos como nosotros? ¿Por qué no se congelan? ¿Son miserables?

Los seres humanos se congelan cuando las condiciones frías provocan una reducción del flujo sanguíneo (porque nuestros cuerpos están tratando de mantener una temperatura central constante) a nuestras extremidades. Nuestros dedos de manos y pies no obtienen el calor y los nutrientes que necesitan de la sangre y mueren. Los patos y las gaviotas evitan esto a través de algo llamado intercambio de calor a contracorriente. A medida que la sangre arterial caliente se bombea desde el corazón y circula hacia las piernas, pasa por sangre venosa fría que regresa al corazón. La sangre venosa fría es calentada por la sangre arterial (porque el calor siempre fluye de caliente a frío) a su vez, la sangre arterial caliente es enfriada por la sangre venosa. Cuando la sangre arterial llega a los pies, no pierde mucho calor en los alrededores y la sangre venosa que regresa no enfría demasiado el núcleo porque ya se ha calentado.

Esos patos y gaviotas que ves parados sobre el hielo tienen los pies fríos. Por lo general, están justo por encima del punto de congelación. Esto ayuda a que el ave se mantenga caliente porque el flujo de calor es generalmente proporcional a la diferencia de temperatura, por lo que se pierde muy poco calor de esos pies (generalmente solo el 5 por ciento del calor se pierde a través de los pies). Y, a diferencia de nuestros dedos, los tejidos de sus pies están adaptados para funcionar a temperaturas cercanas a las de congelación.

Mi pregunta final: ¿Sufren de frío mientras están parados sobre el hielo? No lo sé. Nos sentimos incómodos cuando estamos fuera de nuestro rango de tolerancia y el dolor es lo que nos hace retroceder, sacar la mano del agua helada o de una estufa caliente. Dado que las gaviotas y los patos locales están diseñados para condiciones de congelación, supongo que se sienten bastante cómodos en el hielo. Personalmente, me encantaría un par de botas que hicieran el trabajo de esos pies de pájaro.


¿Cómo generan calor los endotermos?

Haga clic para leer la respuesta en profundidad. Simplemente, ¿cómo se mantienen calientes los endotermos?

Las glándulas sudoríparas ayudan a mantener endotermos frio. Cuando un endotermia se calienta, el sudor se evapora y enfría la piel del animal. El pelaje y las plumas son otra adaptación para regular la temperatura corporal. Estos revestimientos de piel especializados ayudan a los animales mantente caliente.

Además, ¿cómo generan calor los animales de sangre caliente? Para generar calor, cálido-animales de sangre convertir los alimentos que ingieren en energía. Estas imágenes térmicas infrarrojas de cálido-animales de sangre, muestran cómo las aves y los mamíferos mantienen la temperatura corporal muy por encima de la temperatura del aire circundante, más fría. Frío-de pura sangre las criaturas toman la temperatura de su entorno.

Posteriormente, también cabe preguntarse, ¿cómo genera calor el cuerpo?

Respuesta: Cada celda del cuerpo produce calor mientras queman energía. Algunos órganos estarán más activados que otros, como el cerebro o los músculos si hace ejercicio, por lo que se calientan más. Esto debe extenderse por todo el cuerpo y esto lo hace la sangre, que calienta algunos órganos y enfría otros.

Respuesta y explicación: Humanos están endotérmico, lo que significa que son de sangre caliente. Endotérmico Los organismos son capaces de generar su propio calor corporal a través de diferentes


ELI5: ¿Por qué algunos animales pueden generar calor corporal pero no todos?

Parece que está preguntando sobre animales de sangre fría versus animales de sangre caliente. ¿Estoy en lo correcto?

Los animales de sangre fría no están literalmente fríos todo el tiempo. No importa la temperatura de su entorno, por lo que pasan mucho tiempo tomando el sol para elevar su temperatura, lo que les da la capacidad de moverse en áreas más frías, como debajo de un árbol con sombra. La fricción de moverse y los procesos metabólicos crean algo de calor, pero esto no hace una diferencia notable a menos que estemos hablando de tortugas gigantes o algo así.

Los animales de sangre caliente tienen procesos metabólicos que generan específicamente calor que hacen mucho más que los animales de sangre fría, por lo que si están en un área fría, su cuerpo no se enfriará gradualmente hasta alcanzar la temperatura ambiente.

La razón por la que existen estos dos enfoques diferentes es que la evolución se trata de compensaciones. Los organismos de sangre fría no necesitan tanta comida porque no utilizan su propia energía alimentaria para generar calor. Pero los organismos de sangre caliente pueden tolerar temperaturas mucho más frías porque producen su propio calor, a pesar de que necesitan más comida para generar ese calor.


Termorregulación

Todos los organismos operan a un cierto rango de temperaturas que son las mejores para la actividad de las enzimas celulares. Es importante recordar que todas las células vivas necesitan estas moléculas para que se produzcan reacciones.

Las enzimas son proteínas, lo que significa que son sensibles a la temperatura y su estructura se destruye si las condiciones se vuelven demasiado frías o demasiado calientes.

Sin enzimas, las reacciones no pueden ocurrir y finalmente las células morirán. Es por eso que los mecanismos de control de la temperatura son esenciales para la vida. Dichos procesos termorreguladores varían según el tipo de organismo.

Los animales de sangre fría se conocen como ectotermos. No pueden generar calor corporal interno y, en cambio, dependen de cambios en su comportamiento en el medio ambiente para controlar su temperatura.

Una serpiente o un lagarto, por ejemplo, se moverá hacia una superficie cálida para ganar calor. Cuando hace calor se mueven hacia donde hay sombra. Estos reptiles también pueden ralentizar su metabolismo e hibernar durante las épocas frías del año.

Los animales de sangre caliente son endotermos e incluyen las aves y los mamíferos. Estos animales generan calor interno y dependen de mecanismos homeostáticos para la termorregulación.

Algunos mamíferos también pueden enfriarse jadeando en el que el agua se evapora de la lengua. Los pájaros también jadean para permitir que el calor se disipe. En estos animales, el proceso de jadeo se llama aleteo gular.

Los seres humanos tienen mecanismos fisiológicos para controlar su temperatura interna, pero también cambian de comportamiento cuando cambian las condiciones. Cuando hace calor usamos menos ropa y nos quedamos a la sombra y cuando hace frío tendemos a usar más ropa y nos movemos más para generar calor.

Humanos

Los seres humanos generan una gran cantidad de calor, especialmente durante el ejercicio debido al aumento del metabolismo. La actividad muscular y el aumento de la respiración celular producen calor.

Hay algunas formas en las que podemos enfriarnos y asegurarnos de que nuestros cuerpos no se sobrecalienten. Las personas también pueden producir demasiado calor cuando están enfermas, lo que puede tener graves consecuencias.

Una forma en la que nos mantenemos frescos cuando hacemos ejercicio es mediante la transpiración, en la que nuestro sistema nervioso activa la secreción de sudor de las glándulas sudoríparas.

Estas glándulas se encuentran en la piel y secretan sudor hacia la superficie del cuerpo. Cuando este se evapora actúa para bajar la temperatura corporal. La sustancia contiene algo de sal y agua, por lo que si sudas demasiado, tus niveles de sal pueden bajar peligrosamente.

Los seres humanos tienen un rango de temperaturas muy bajo en el que pueden sobrevivir. De hecho, nuestra temperatura corporal no puede desviarse más de 3,5 grados a cada lado de 37 o C, sin que se produzcan posibles daños.

Vasos sanguineos

La hipertermia es la afección en la que la temperatura corporal aumenta demasiado. Esto puede provocar un peligroso agotamiento por calor e insolación. Cuando las temperaturas son altas, nuestros cuerpos responden fisiológicamente para tratar de evitar que se produzca un sobrecalentamiento.

Las arterias más pequeñas, llamadas arteriolas, se vasodilatan, lo que permite que entre más sangre a los capilares. Esto tiene el efecto de que la sangre fluya a la superficie de la piel, lo que ayuda a enfriar el cuerpo.

Esta es también la razón por la que una persona se verá roja cuando hace mucho calor y cuando hace ejercicio. Varios factores pueden causar vasodilatación, incluidos ciertos nervios y hormonas autónomas.

La hipotermia ocurre cuando la temperatura corporal se vuelve demasiado baja. Una persona puede terminar con congelación e incluso puede morir de frío extremo. Una forma de calentar es temblar y, una vez más, el diámetro de los vasos sanguíneos cambia.

El efecto contrario ocurre ahora cuando hace mucho frío, con arteriolas cada vez más estrechas. Esta es la vasoconstricción que actúa para reducir el flujo sanguíneo a la superficie de la piel y desviar la sangre a los órganos principales del cuerpo. Por lo tanto, la piel ahora parece más pálida y esto también explica por qué las personas se congelan primero en los dedos de las manos y los pies.

Obviamente, es más importante mantener el corazón, el cerebro y otros órganos internos lo suficientemente calientes para funcionar, por eso la sangre se desplaza y se concentra en estas estructuras en condiciones muy frías. Esta es una estrategia de supervivencia, ya que puede vivir sin dedos de manos y pies, pero no sin sus órganos internos.


Entendiendo la temperatura: animales de sangre fría versus animales de sangre caliente

Nota del editor y # 8217s: Los médicos tienen un lugar especial entre los pensadores que han elaborado el argumento a favor del diseño inteligente. Quizás eso sea porque, más que los biólogos evolutivos, están familiarizados con los desafíos de mantener un sistema complejo en funcionamiento, el cuerpo humano. Con eso en mente, Noticias de evolución se complace en ofrecer esta serie, & # 8220The Designed Body. & # 8221 Para ver la serie completa, consulte aquí. El Dr. Glicksman practica la medicina paliativa para una organización de cuidados paliativos.

Entre las otras dinámicas de la naturaleza, el cuerpo debe lidiar con calor (la transferencia de energía de un objeto a otro) y temperatura (el movimiento aleatorio dentro de un objeto o su energía interna). La temperatura central del cuerpo está directamente relacionada con la cantidad de calor que produce metabolismo, la suma total de todas sus reacciones químicas. La célula humana es capaz de aprovechar solo una cuarta parte de la energía liberada por la descomposición de moléculas complejas como carbohidratos, grasas y proteínas. Las tres cuartas partes restantes se liberan como calor en el cuerpo. Al igual que con cualquier máquina en funcionamiento, cuanto más activo es el cuerpo, más calor libera.

Además del calor liberado por su metabolismo, la temperatura central del cuerpo también está directamente relacionada con la cantidad de calor que pierde o gana en su entorno. Siéntese directamente al sol en una isla tropical y su cuerpo rápidamente ganará mucho calor. Sal por la noche a la tundra helada vistiendo solo una camiseta y jeans y tu cuerpo perderá rápidamente mucho calor. El cuerpo debe tomar el control de su temperatura central porque si no es la correcta, puede afectar negativamente la función enzimática y la integridad de la membrana plasmática y otras estructuras celulares.

En mis últimos artículos, he demostrado que la temperatura central normal del cuerpo la establece el hipotálamo en 97 o y 99 o F (36 o -37 o C). Los estudios indican que este rango de temperatura es aquel en el que los sistemas enzimáticos del cuerpo funcionan mejor. La función tiroidea contribuye a la temperatura central al establecer la tasa metabólica basal (TMB), que es la cantidad de calor que genera el cuerpo en reposo completo. Pero la vida es un proceso dinámico en el que para sobrevivir el cuerpo debe permanecer activo, liberando más calor mientras vive en un entorno donde las temperaturas fluctúan. El hipotálamo recibe datos de los termorreceptores centrales y mantiene la temperatura central en su punto punto fijo utilizando tanto medios voluntarios (quitarse la ropa o ponerse la ropa) como involuntarios (temblar o sudar).

Estas irreductiblemente complejo los sistemas utilizan su capacidad de supervivencia natural para mantener la temperatura central justo donde debería estar para que los sistemas enzimáticos dentro de las células puedan funcionar con la máxima eficiencia. La experiencia clínica enseña que si nuestros primeros antepasados ​​no hubieran podido mantener su temperatura central dentro del rango normal, nunca podrían haber sobrevivido lo suficiente para reproducirse. Dado que los humanos, al igual que otros mamíferos y aves, pueden controlar y mantener su temperatura central relativamente alta a través de procesos internos, los científicos los consideran de sangre caliente. Por el contrario, la temperatura central de la mayoría de los insectos, anfibios, reptiles y peces depende de su entorno, por lo que se consideran sangre fría. Este artículo analizará lo que significa ser de sangre fría y de sangre caliente y lo que podría ser necesario para que uno se convierta en el otro, como afirman los biólogos evolutivos.

Los seres humanos, como las aves y la mayoría de los mamíferos, pueden regular su temperatura central a un nivel que suele estar por encima de su entorno y, a veces, también por debajo de él. Lo logran aumentando su respiración celular y liberando más calor de su metabolismo, alterando el flujo sanguíneo en la piel, sudando, jadeando, temblando y liberando calor al descomponer la grasa. De esta forma, pueden controlar su temperatura central desde dentro. Por eso se les llama endotermos (endo = dentro de + termia = calor). Dado que pueden mantener su temperatura central relativamente estable, también se les conoce como homeotermos (homeo = igual). La mayor necesidad de energía para lograr este tipo de termorregulación requiere una alta tasa metabólica en reposo, por lo que estos organismos tienen un taquimetabolismo (taquicardia = rápido + metabol = cambiar). En general, las aves y los mamíferos son endotermos y homeotermos con taquimetabolismo y se denominan de sangre caliente.

La mayoría de los insectos, reptiles, peces y anfibios no pueden mantener una temperatura central regular desde el interior y, por lo tanto, dependen más de la temperatura de su entorno. Por eso se les llama ectotermos (ecto = afuera + termia = calor). Dado que su temperatura central es bastante variable, también se les conoce como poiquilotermos (poikilo = variado). Para vivir dentro de estas pautas de temperatura, estas criaturas no necesitan proporcionar tanta energía térmica como las de sangre caliente. Estas criaturas tienden a tener una tasa metabólica en reposo más baja o bradimetabolismo (brady = lento). En general, los insectos, reptiles, peces y anfibios son ectotermos y poiquilotermos con bradimetabolismo y se denominan sangre fría.

Hay ventajas y desventajas de ser de sangre fría o de sangre caliente. En particular, dado que la eficiencia de las reacciones químicas en la célula depende de la temperatura central, ser de sangre caliente permite una mayor actividad en ambientes más fríos. Los animales de sangre caliente son, en general, capaces de buscar comida más rápido y defenderse mejor en un rango de temperatura más amplio que los animales de sangre fría. Además, los animales de sangre caliente pueden soportar órganos altamente complejos que dependen de la energía, como el cerebro de los mamíferos.

Sin embargo, para mantener una temperatura central que a menudo es mucho más alta que su entorno, los animales de sangre caliente deben utilizar más energía que obtienen de los alimentos en forma de calor. Esto significa que los animales de sangre caliente necesitan mucha más comida (a menudo entre cinco y diez veces más) que los animales de sangre fría para sobrevivir. En comparación con los animales de sangre fría, los de sangre caliente son equivalentes por naturaleza a los automóviles que consumen mucha gasolina y son ineficientes en energía, ya que usan tanta energía para mantener su temperatura central para que sus sistemas de órganos funcionen correctamente. Los de sangre fría son ecológicos, energéticamente eficientes y están más en sintonía con su entorno porque no necesitan consumir tanto combustible para mantener sus sistemas de órganos funcionando correctamente.

La sabiduría científica convencional dice que los animales de sangre caliente evolucionaron a partir de los de sangre fría. Poco más se dice sobre cómo podría haber tenido lugar este desarrollo evolutivo o cómo serían las transiciones viables entre estos dos pasos. Convertir un animal de sangre fría en un animal de sangre caliente sería como convertir un Ford Modelo-T en un Lexus. En lugar de arrancar el motor para arrancar, sentarse en un vehículo con corrientes de aire y moverse con un movimiento espasmódico al cambiar de marcha, el conductor moderno arranca el motor electrónicamente desde la distancia, se sienta cómodamente en un vehículo hermético con clima controlado y disfruta de la suavidad aceleración de la transmisión automática.

Un ejercicio de pensamiento crítico

Cuanto más comprenda lo que se necesita para que la vida sobreviva dentro de las leyes de la naturaleza, más se dará cuenta de lo inadecuadas y simplistas que son las teorías de los biólogos evolutivos. Imagínese un ejercicio de pensamiento crítico: dados los hechos de la biología actual, determine los desafíos que enfrentan los biólogos evolutivos al explicar cómo los animales de sangre fría evolucionaron hacia los de sangre caliente. Considere estas tres preguntas y respuestas para el ejercicio.

(1) Ya sean de sangre fría o caliente, todas las formas de vida, incluso las bacterias y las amebas, tienen algún tipo de mecanismo termorregulador. Dado que la temperatura es uno de los muchos parámetros fisiológicos que deben controlarse para mantener la vida, ¿no deberían los biólogos evolutivos tener que describir cada uno de estos mecanismos termorreguladores y cómo se volvieron más sofisticados?

Cada uno de estos mecanismos termorreguladores requiere que el organismo sienta el cambio de temperatura, decida qué se debe hacer y luego efectúe un cambio de función adecuado para corregir la situación. Por ejemplo, cuando la temperatura central de los animales de sangre caliente cae por debajo del punto de ajuste, pueden aumentar automáticamente su producción de calor y, al mismo tiempo, limitar la pérdida de calor. La mayoría de los animales de sangre fría, por otro lado, solo pueden calentarse si se tumban al sol. ¿Cómo pudo haber evolucionado un sistema tan irreductiblemente complejo sin dejar de ser funcional y permitir la supervivencia?

(2) Una de las principales diferencias entre los organismos de sangre caliente y los de sangre fría es que los primeros pueden generar más calor a partir de su metabolismo que los segundos. Es importante tener en cuenta que cuando los animales de sangre fría aumentan su nivel de actividad, emiten más calor al igual que los de sangre caliente. La diferencia clave entre ellos es que, en general, ya sea en reposo completo o con actividad, los animales de sangre caliente tienden a emitir más calor que los de sangre fría. ¿No pensaría usted que al tratar de mostrar cómo los animales de sangre fría se convirtieron en animales de sangre caliente, los biólogos evolutivos primero tendrían que explicar el mecanismo detrás de este fenómeno y los cambios que deben haber tenido lugar en el camino?

De hecho, parece que las células de los organismos de sangre fría no solo tienen menos mitocondrias y, por lo tanto, liberan menos calor a través de la respiración celular, sino que el proceso de la respiración celular también parece ser diferente. En las últimas décadas, los científicos han demostrado que existen proteínas de desacoplamiento (UCP) dentro de las células de la mayoría de los organismos, que, particularmente en los de sangre caliente, parecen reducir la cantidad de energía que sus células almacenan como ATP y provocan la liberación de más calor. Aunque la actividad tiroidea está presente en la mayoría de los invertebrados y vertebrados, parecería que una de sus funciones únicas en los animales de sangre caliente es activar estos UCP y aumentar la producción de calor. La producción y el control de la hormona tiroidea es irreductiblemente complejo y requiere capacidad de supervivencia natural porque tener muy poco o demasiado es increíblemente dañino. Este es un segundo punto muy importante que los biólogos evolutivos deberían abordar antes de afirmar que comprenden cómo los animales de sangre fría evolucionaron a los de sangre caliente.

(3) Si, para mantener los sistemas enzimáticos que componen el metabolismo en sus células funcionando a la máxima eficiencia, los animales de sangre caliente deben mantener su temperatura central dentro de un cierto rango para sobrevivir, ¿cómo se mantienen vivos los animales de sangre fría a estas temperaturas más bajas? En otras palabras, antes de afirmar saber cómo los animales de sangre fría se convirtieron en animales de sangre caliente, ¿no cree que los biólogos evolutivos deberían abordar esta otra diferencia obvia en la función celular básica?

Parece que, cuando se trata de reacciones metabólicas muy importantes, la mayoría de los animales de sangre fría tienen varios sistemas enzimáticos diferentes que pueden trabajar a diferentes temperaturas para permitir la supervivencia. Esto significa que, en general, cuando se trata de genes que codifican procesos metabólicos importantes, las células de los organismos de sangre fría suelen tener más que las de sangre caliente. Esto significaría que mientras los animales de sangre fría evolucionaban hacia los de sangre caliente, habrían estado eliminando los genes de estos importantes procesos metabólicos en cada paso del camino. Cómo los organismos intermedios podrían haber sobrevivido durante esta transición, que implica una pérdida de flexibilidad metabólica y el desarrollo de una mayor producción de calor junto con un control termorregulador, es otro enigma que los biólogos evolutivos deben abordar.

Como la bióloga Ann Gauger ha señalado deliberadamente aquí en Noticias de evolución, & # 8220La biología evolutiva & # 8217s, el poder explicativo es inversamente proporcional a su rigor. & # 8221 Sostengo que si los adultos reflexivos fueran educados no solo sobre cómo la vida aspecto, pero como es obras para sobrevivir dentro de las leyes de la naturaleza, los puntos de vista sobre la evolución serían muy diferentes de los que existen hoy en día.


Algunos científicos dividen a los animales en & # 34 Metatherians & # 34 y & # 34 Eutherians & # 34

Aunque la clasificación precisa de los mamíferos sigue siendo objeto de controversia, es obvio que los marsupiales (mamíferos que incuban a sus crías en bolsas) son diferentes de los placentarios (mamíferos que incuban a sus crías completamente en el útero). Una forma de explicar esta división es dividir a los mamíferos en dos clados evolutivos: Eutherianos ("verdaderas bestias") que incluyen todos los mamíferos placentarios, y Metatherianos ("por encima de las bestias") que divergieron de Euterianos en algún momento durante la Era Mesozoica e incluye a todos marsupiales vivos.


Mecanismos de control de temperatura

Los animales de sangre caliente exhiben mecanismos de control naturales para mantener constante la temperatura corporal. Sin embargo, los animales de sangre fría carecen de estos mecanismos y, por tanto, su temperatura cambia según la temperatura de su entorno.

Los mecanismos naturales de control de la temperatura utilizados por varios animales de sangre caliente se enumeran a continuación.

Transpiración

Los mamíferos son un tipo de animales de sangre caliente que producen sudor para mantener su cuerpo fresco en ambientes cálidos. A medida que el sudor se evapora de la superficie del cuerpo, se produce un efecto refrescante.

Presencia de pelo o piel

Muchos organismos de sangre caliente poseen pelo o pelaje espeso en la superficie de su cuerpo. Les ayuda a mantenerse calientes en ambientes fríos. El aire atrapado entre el cabello o la piel actúa como un aislante que evita que se escape el calor corporal.

Temblando

El acto de temblar produce calor que ayuda a mantener una temperatura corporal constante en entornos fríos. Los escalofríos consisten en movimientos musculares que conducen a la generación de calor en el cuerpo.

Migración

Ciertas criaturas de sangre caliente, como las aves, migran a ambientes más cálidos cuando el clima se vuelve frío. Esta es también una forma natural de prevenir cambios en la temperatura corporal. Por otro lado, la migración a regiones más frías ayuda a sobrevivir durante las altas temperaturas circundantes. Ciertos organismos se mueven instintivamente hacia la sombra u otras regiones más frías para combatir el calor.

Ningún animal de sangre fría exhibe ninguno de los mecanismos de control de temperatura mencionados anteriormente.

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Las polillas halcón son polillas calientes
Por Hillary Morin

Una polilla halcón grande (Manduca sexta) vuela a través de una fresca noche de verano en busca de flores de las que alimentarse. Encuentra el que está buscando y comienza a flotar y alimentarse. A medida que su larga lengua se sumerge en la flor, cualquiera que sea testigo de este momento podría confundir la polilla con un colibrí. Curiosamente, esta capacidad de alimentarse como un colibrí no es la única similitud entre la polilla y el pájaro. Brandon Gominho, un estudiante de maestría en el Departamento de Entomología de la Penn State University, está investigando cómo esta polilla también mantiene su temperatura corporal como un pájaro.

"Debido a que es una polilla nocturna, no puede depender del sol para el calor corporal, como la mayoría de las otras polillas. En lugar de usar el sol para calentar, Manduca sexta puede hacer vibrar sus músculos de vuelo muy rápido para generar calor", explica Brandon. Las polillas halcón son capaces de calentar sus propios músculos desde 72 grados Fahrenheit hasta 104 grados Fahrenheit. ¡Eso es un calor serio!

Los animales generan y mantienen el calor de diferentes formas. Los mamíferos (como los humanos y los elefantes) y las aves se denominan reptiles de "sangre caliente", los anfibios, peces e insectos se denominan "de sangre fría". Los animales de "sangre caliente" (homeotermos) regulan el calor dentro de sus cuerpos, al igual que un termostato cambia el calor dentro de una casa para mantenerlo caliente. Por el contrario, los animales de "sangre fría" (ectotermos) dependen de cosas fuera de su cuerpo, como el sol, para cambiar la temperatura de su cuerpo.

Si bien la mayoría de los insectos son de "sangre fría", las polillas halcón son una excepción a esta regla. Estos insectos no solo pueden generar su propio calor corporal, sino que son capaces de soportar enormes cambios de calor sin dañar sus cuerpos. "Como seres humanos, la temperatura interna de nuestro cuerpo se mantiene en un nivel óptimo de 98,6 grados Fahrenheit. Si nuestra temperatura interna cambia incluso 5 grados Fahrenheit, estaríamos en grave peligro de muerte por sobrecalentamiento, pero la polilla halcón puede aumentar su temperatura interna. aumenta 35 grados Fahrenheit cada vez que vuela ", señala Brandon. Eso es siete veces la cantidad de cambio que el cuerpo humano es capaz de manejar. Comprender cómo funcionan los músculos voladores de la polilla a altas temperaturas puede ayudarnos a comprender cómo reaccionan nuestros propios músculos durante la fiebre, el ejercicio y la inflamación.

Brandon combina la videografía térmica con una variedad de técnicas moleculares para estudiar la relación entre la temperatura corporal y la estructura muscular. Brandon espera descubrir exactamente cómo las polillas son capaces de calentar sus músculos rápidamente y cómo pueden hacerlo sin sufrir lesiones por el rápido cambio de temperatura. Flotando sobre las flores en la oscuridad de la noche, ¡esta magnífica polilla puede ayudarnos a comprender nuestros propios cuerpos!


Características y comportamiento

En general, los poiquilotermos más pequeños se ajustan a la temperatura ambiente, pero hay algunos que pueden limitar las temperaturas extremas por el comportamiento térmico, y es entonces cuando modulan la influencia a corto plazo de la variabilidad de la temperatura.

Recientemente, algunos científicos han descubierto que las fluctuaciones diarias en la temperatura predominante alteran la sensibilidad de las especies al calentamiento causado por el cambio climático, a través de una disminución de los márgenes de seguridad térmica.

Ventajas y desventajas

Mientras que los animales endotérmicos generan calor a partir de la energía contenida en los alimentos, los ectotermos no tienes que alimentarte todos los días e incluso pueden pasar meses sin alimentarse.

Esto les proporciona una ventaja, que se ve contrarrestada por el hecho de que no pueden habitar ambientes con temperaturas extremas , porque dependen en gran medida de los cambios ambientales: las endotermas, por otro lado, pueden vivir en hábitats más fríos o más cálidos.

Ajustes de poiquilotermos

Al igual que en los ectotermos, la regulación de la temperatura depende de la capacidad de regular el intercambio de calor con el ambiente, es común que se deba producir alguno para la termorregulación. Estos se dividen en dos grupos:

  • los ajustes de comportamiento Son cambios de comportamiento en el entorno buscando zonas donde la temperatura sea favorable para las actividades. Hay algunas especies que se llaman eutérmicas, que pueden vivir dentro de rangos bastante amplios de temperatura corporal.
  • los ajustes fisiológicos son aquellos que modifican los ritmos metabólicos a la temperatura predominante, de tal forma que la intensidad del metabolismo no cambia. Este tipo de animales compensa la temperatura que les permite tener el mismo nivel de actividad en ambientes de diferentes climas: se asemejan a los endotermos, regulando directamente su metabolismo independientemente de la temperatura corporal.

Excepciones

Hay algunos casos de animales que no son ectotermos, pero que tienen comportamientos similares.


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