Wat maakt een dier endotherm?

Endotherme dieren zijn dieren die hun eigen warmte moeten genereren om een ​​optimale lichaamstemperatuur te handhaven. In de gewone taal worden deze dieren gewoonlijk "warmbloedig" genoemd. De term endotherm komt uit het Grieks eindigt op, betekenis binnen, en thermosfles, wat betekent warmte. Een dier dat endotherm is, is gecategoriseerd als een endotherm, een groep die voornamelijk vogels en zoogdieren omvat. De andere grootste groep dieren zijn ectotherms-de zogenaamde "koelbloedige" dieren met lichamen die zich aanpassen aan de temperatuur in hun omgeving. Deze groep is ook erg groot, inclusief vissen, reptielen, amfibieën en ongewervelde dieren zoals insecten. 

Op zoek naar een ideale temperatuur te handhaven

Voor endothermen is de meeste warmte die ze genereren in de interne organen afkomstig. Mensen genereren bijvoorbeeld ongeveer tweederde van hun warmte in de thorax (de buik) met ongeveer vijftien procent gegenereerd door de hersenen. Endothermen hebben een hoger metabolisme dan ectothermen, wat vereist dat ze meer vetten en suikers consumeren om de warmte te creëren die ze nodig hebben om te overleven in koele temperaturen. Het betekent ook dat ze bij koude temperaturen moeten zoeken naar bescherming tegen warmteverlies in dat deel van hun lichaam dat primaire warmtebronnen zijn. Er is een reden waarom ouders hun kinderen berispen om zich in de winter met jassen en hoeden te bundelen. 

Alle endothermen hebben een ideale lichaamstemperatuur waarbij ze gedijen, en ze moeten evolueren of verschillende manieren creëren om die lichaamstemperatuur te handhaven. Voor mensen is het bekende kamertemperatuurbereik van 68 tot 72 graden Fahrenheit optimaal om ons in staat te stellen actief te werken en onze interne lichaamstemperatuur op of nabij de normale 98,6 graden te houden. Deze iets lagere temperatuur stelt ons in staat om te werken en te spelen zonder onze ideale lichaamstemperatuur te overschrijden. Dit is de reden waarom erg warm zomerweer ons traag maakt - het is het natuurlijke middel van het lichaam om oververhitting te voorkomen.

Aanpassingen om warm te blijven

Er zijn honderden aanpassingen die zijn geëvolueerd in endothermen om verschillende soorten te laten overleven in verschillende klimatologische omstandigheden. De meeste endothermen zijn over het algemeen geëvolueerd tot wezens bedekt met een soort haar of vacht om te beschermen tegen warmteverlies bij koud weer. Of, in het geval van mensen, hebben ze geleerd hoe ze kleding moeten maken of brandstoffen moeten verbranden om warm te blijven in koude omstandigheden. 

Uniek voor endothermen is het vermogen om te rillen als het koud is. Deze snelle en ritmische samentrekking van skeletspieren creëert zijn eigen warmtebron door de fysica van spieren die energie verbranden. Sommige endothermen die in koude klimaten leven, zoals ijsberen, hebben een complexe reeks slagaders en aders ontwikkeld die dicht bij elkaar liggen. Door deze aanpassing kan het warme bloed dat vanuit het hart naar buiten stroomt, het koudere bloed dat vanaf de ledematen terugvloeit naar het hart voorverwarmen. Diepzee wezens hebben dikke lagen blubber ontwikkeld om zich tegen warmteverlies te beschermen.  

Kleine vogels kunnen frigide omstandigheden overleven door de opmerkelijke isolerende eigenschappen van lichtgewicht veren en dons, en door gespecialiseerde warmte-uitwisselingsmechanismen in hun blote benen. 

Aanpassingen voor het koelen van het lichaam

De meeste endotherme dieren hebben ook middelen om zichzelf te koelen om hun lichaamstemperatuur op optimale niveaus te houden in warme omstandigheden. Sommige dieren werpen van nature veel van hun dikke haar of vacht af tijdens seizoensgebonden warme periodes. Veel wezens migreren instinctief naar koelere gebieden in de zomer.

Om af te koelen als het te warm is, kunnen endothermen hijgen, waardoor het water verdampt, wat resulteert in een koelend effect door de thermische fysica van water dat in damp verdampt. Dit chemische proces resulteert in de afgifte van opgeslagen warmte-energie. Dezelfde chemie is aan het werk wanneer mensen en andere kortharige zoogdieren zweten - dit koelt ons ook door de thermodynamica van verdamping. Een theorie is dat de vleugels van vogels oorspronkelijk zijn ontwikkeld als organen om overtollige warmte af te voeren voor vroege soorten, die slechts geleidelijk de voordelen ontdekten van de vlucht mogelijk gemaakt door deze gevederde fans.  

Mensen hebben natuurlijk ook technologische middelen om de temperatuur te verlagen om aan hun endotherme behoeften te voldoen. In feite is een groot deel van onze technologie door de eeuwen heen ontwikkeld op basis van de basisbehoeften van onze endotherme aard.