Eurytherm

редактировать

A eurytherm - это организм, часто эндотерм, который может функционировать при широкий диапазон температур окружающей среды. Чтобы считаться эвритермом, необходимо учитывать все стадии жизненного цикла организма, включая ювенильные и личиночные стадии. Эти широкие диапазоны допустимых температур напрямую связаны с толерантностью к белкам данного эвритермического организма. К крайним примерам эвритермов относятся тихоходки (Tardigrada ), куколка пустыни (Cyprinodon macularis ) и зеленые крабы (Carcinus maenas ), однако почти все млекопитающие, включая людей, считаются эвритермами. Эвритермия может быть эволюционным преимуществом: адаптация к холодным температурам, называемая холодно-эвритемией, считается важной для выживания видов во время ледникового периода. Кроме того, способность выживать в широком диапазоне температур увеличивает способность видов населять другие районы, преимущество естественного отбора.

Эвритермия - это аспект терморегуляции организмов. Это контрастирует с идеей стенотермических организмов, которые могут действовать только в относительно узком диапазоне температур окружающей среды. Благодаря широкому спектру механизмов преодоления теплового воздействия эвритермические организмы могут либо обеспечивать себя, либо выделять тепло, чтобы выжить в холоде или жаре соответственно, либо иным образом готовятся к экстремальным температурам. Было показано, что некоторые виды эвритерм обладают уникальными процессами синтеза белка, которые отличают их от относительно стенотермных, но в остальном схожих видов.

Изображение Canon Miles, Юкон, Канада Северный лес в Канаде. В этом лесу, скорее всего, обитают лиственные хвойные породы.
Содержание
  • 1 Примеры
  • 2 Преимущества перед Stenotherms
  • 3 Механизмы термокопирования
  • 4 Эвритермальная адаптация белков
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки
Примеры
Ареал обитания косаток, который простирается от Антарктиды на юге до полярного круга на севере. Распространение косаток (Orcinus orca) показан синим цветом. Этот космополитический вид занимает почти все районы мирового океана.
Преимущества перед Stenotherms

Считается, что адаптация к холоду (холодная эвритермия) у животных, несмотря на высокие Стоимость функциональной адаптации позволила добиться мобильности и маневренности. Эта холодная эвритермия также рассматривается как почти необходимая вещь для выживания в эволюционных кризисах, включая ледниковые периоды, которые происходят с относительной частотой в течение эволюционного шкала времени. Благодаря своей способности обеспечивать избыточную энергию и аэробные возможности, необходимые для эндотермии, эвритермия считается «недостающим звеном» между эктотермией и эндотермией. Зеленый успех краба демонстрирует один пример эвритермического преимущества. Хотя в вазивные виды обычно считаются вредными для окружающей среды, в которую они интродуцируются, и даже считаются основной причиной исчезновения животных, способность животных процветать в различных условиях окружающей среды форма эволюционной приспособленности, и поэтому обычно является характеристикой успешных видов. Относительная эвритермальность вида - один из основных факторов его способности выживать в различных условиях. Один из примеров эвритермического преимущества можно увидеть в разрушении многих коралловых рифов мира . Большинство видов кораллов считаются стенотермическими. Повышение температуры океана во всем мире привело к тому, что многие коралловые рифы начали обесцвечиваться и умирать, потому что кораллы начали вытеснять водоросли зооксантеллы, которые живут в их тканях, и обеспечивают их пищей и цветом. Это обесцвечивание привело к 50% -ной смертности наблюдаемых кораллов в водах мыса Йорк на северо-востоке Австралии и 12% -ному обесцвечиванию наблюдаемых рифов во всем мире. Хотя регуляторы, особенно эндотермы, расходуют значительно более высокую долю энергии на единицу массы, преимущества эндотермии, особенно эндогенного термогенеза, оказались достаточно значительными для выбора.

тепловых копирующих механизмов

Способность поддерживать гомеостаз при различных температурах является наиболее важной характеристикой при определении эндотермической эвритермы, в то время как другие термоконформирующие эвритермы, такие как тихоходки, просто способны выдерживать значительные изменения внутренней температуры тела, которые происходят при перепадах температуры окружающей среды. Эвритермические животные могут быть либо конформерами, либо регуляторами, а это означает, что их внутренняя физиология может либо изменяться в зависимости от внешней среды, либо сохранять последовательность независимо от внешней среды, соответственно. Важно отметить, что эндотерм не полагается исключительно на внутренний термогенез для всех частей гомеостаза или комфорта; на самом деле, во многих отношениях они так же зависят от поведения для регулирования температуры тела, как и эктотермы. Рептилии - эктотермы, и поэтому полагаются на положительный термотаксис, грелся (гелиотермия), роют норы и теснятся с представителями своего вида, чтобы регулировать температуру своего тела в узких пределах и даже вызывать лихорадку для борьбы с инфекцией.. Точно так же люди полагаются на одежду, жилье, кондиционер и питье для достижения тех же целей, хотя люди в целом не считаются показателями эндотерма.

Старинная иллюстрация зеленого берегового краба (Carcinus maenas). Зеленый краб - чрезвычайно распространенный вид берегового краба. Считающийся инвазивным видом, способность зеленого краба функционировать в широком диапазоне температур воды и воздуха позволяет ему широко варьироваться в этом диапазоне.

Устойчивое поступление кислорода к тканям тела определяет диапазон температур тела организма. Эвритермы, обитающие в средах с большими перепадами температуры, адаптируются к более высоким температурам с помощью различных методов. У зеленых крабов процесс начального согревания приводит к увеличению потребления кислорода и частоты сердечных сокращений, что сопровождается уменьшением ударного объема и гемолимфы кислорода парциального давления. По мере того как это потепление продолжается, уровни растворенного кислорода снижаются ниже порогового значения для полного насыщения гемоцианином кислородом. Это нагревание затем постепенно высвобождает гемоцианин -связанный кислород, экономя энергию на перенос кислорода и приводя к соответствующему выравниванию скорости метаболизма.

. Ключ к поддержанию гомеостаза, индивидуальная терморегуляция - это способность поддерживать внутреннюю температура тела у человека - наиболее узнаваемый эвритерм. У людей температура в глубине тела регулируется кожным кровотоком, который поддерживает эту температуру, несмотря на изменения во внешней среде. Способность Homo Sapiens выживать в различная температура окружающей среды является ключевым фактором в успехе вида, и один из них назвал причину, по которой Homo sapiens в конечном итоге победил неандертальцев (Homo neanderthalensis ). У людей есть две основные формы термогенеза. Первый - дрожь, при которой теплокровное существо производит непроизвольное сокращение скелетных мышц, чтобы произвести тепло. Кроме того, дрожь также сигнализирует организму о выработке ирисина, гормона, который, как было показано, превращает белый жир в коричневый жир, который используется в дрожащий термогенез, второй тип термогенеза человека. Не дрожащий термогенез происходит в коричневом жире, который содержит разобщающий белок термогенин. Этот белок снижает протонный градиент, образующийся при окислительном фосфорилировании во время синтеза АТФ, разобщая электронный транспорт в митохондрии. от производства химической энергии (АТФ). Это создание градиента через митохондриальную мембрану вызывает потерю энергии в виде тепла. С другой стороны, у людей есть только один метод охлаждения, биологически говоря: пот испарение. Кожные эккринные потовые железы производят пот, который состоит в основном из воды с небольшим количеством ионов. Испарение пота помогает охладить кровь под кожей, что приводит к понижению температуры тела.

Тихоходка и тихоходка свернулись клубком. в стадии туна. Тихоходка может перейти в стадию ангидробиоза, которую часто называют чаном, чтобы увеличить диапазон температур, который он может выдерживать.

Хотя некоторые организмы являются эвритермическими из-за их способности регулировать внутреннюю температуру тела, например люди, у других совершенно разные методы экстремальной термостойкости. Тихоходки способны переходить в ангидробиотическое состояние, часто называемое чаном, чтобы предотвратить высыхание и выдерживать экстремальные температуры. В этом состоянии тихоходки снижают содержание воды в организме примерно до 1–3% мас. / Мас. Хотя это состояние позволяет некоторым тихоходкам выдерживать экстремальные температуры от –273 ° и до 150 ° C, тихоходки в их гидратированном состоянии способны выдерживать такие низкие температуры, как –196 ° C. Эта проявленная крайняя толерантность заставила ученых предположить, что тихоходки теоретически могут выжить на Марсе, где температура регулярно колеблется от –123 ° до 25 ° C, а также, возможно, почти до абсолютного нуля. межпланетного пространства. Способность тихоходок выдерживать экстремально низкие температуры в качестве тунца является формой криптобиоза, называемого криобиозом. Хотя устойчивость тихоходок к высоким температурам изучена значительно меньше, их криобиотическая реакция на низкие температуры хорошо задокументирована. Тихоходки способны выдерживать такие низкие температуры не за счет предотвращения замерзания с использованием белков-антифризов, как организм, предотвращающего замерзание, а, скорее, за счет терпимости к образованию льда во внеклеточной воде организма, активируемого зарождающимися белками льда.

Помимо других организмов, растения (Plantae ) могут быть как стенотермическими, так и эвритермическими. Растения, населяющие бореальный и полярный климат, как правило, имеют холодно-эвритермический характер, выдерживают низкие температуры до –85 ° и не менее 20 ° C, например, северные лиственные. хвойные породы. Это прямо контрастирует с растениями, которые обычно населяют более тропических или горных регионов, где растения могут иметь чисто допустимый диапазон только от 10 ° до 25 ° C, например баньяновое дерево.

Иллюстрация карпа. Карп обыкновенный (Cyprinus carpio) продемонстрировал более высокую скорость синтеза белка при высоких температурах.
Адаптация эвритермического белка

Устойчивость к экстремальным температурам тела у данного эвритермического организма в значительной степени обусловлена повышенная переносимость температуры гомологичными белками соответствующего организма. В частности, белки адаптированных к теплу видов могут быть по своей природе более эвритермальными, чем адаптированные к холоду виды, при этом белки адаптированных к теплу видов могут выдерживать более высокие температуры до начала денатурирования, что позволяет избежать возможной гибели клеток. Эвритермальные виды также продемонстрировали адаптацию в скорости синтеза белка по сравнению с неэвритермическими аналогичными видами. Радужная форель (Salmo gairdneri ) показала постоянную скорость синтеза белка (Q 10) {\ displaystyle \ left (Q_ {10} \ right)}{\ displaystyle \ left (Q_ {10} \ right)} в диапазоне температур от 5 От ° до 20 ° C, после акклиматизации к любой температуре в этом диапазоне в течение 1 месяца. Напротив, карп (Cyprinus carpio ) показал значительно более высокую скорость синтеза белка после адаптации к более высоким температурам воды (25 ° C), чем после адаптации к более низким температурам воды (10 ° C). Этот тип экспериментов обычен для рыб. Аналогичный пример дает сенегальская подошва (Solea senegalensis ), которая при акклиматизации к температуре 26 ° C дает значительно большее количество таурина, глутамата, ГАМК и глицин по сравнению с акклиматизацией до 12 ° C. Это может означать, что вышеупомянутые соединения помогают в антиоксидантной защите, осморегуляторных процессах или достижении энергетических целей при этих температурах.

Ссылки
Внешние ссылки
  • Словарное определение eurytherm в Wiktionary
Последняя правка сделана 2021-05-19 08:01:32
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте