Als we de stijging van de mondiale temperatuur van de planeet als gevolg van de versnellende klimaatverandering negeren, blijft de algehele temperatuur van de aarde constant.
Er zijn echter grote temperatuurverschillen over het hele aardoppervlak. Het koudste punt bevindt zich bijvoorbeeld op Antarctica, terwijl het warmste zich in geothermische bronnen bevindt die ondergedompeld zijn in de oceanen.
Bovendien kan de temperatuur op één geografische locatie gedurende de dag sterk variëren. Om deze reden zouden we ons kunnen afvragen hoe levende wezens ervoor zorgen dat deze veranderingen geen invloed op hen hebben. Het antwoord wordt gevonden in thermoregulatie bij dieren.
Dit mechanisme bestaat uit het handhaven van een constante lichaamstemperatuur, of een temperatuur die varieert binnen een optimaal bereik , om alle normale fysiologische processen van een lichaam mogelijk te maken. Dit concept omvat een groot aantal fenomenen, zowel gedragsmatig als fysiologisch, die natuurlijk zijn voor elke diersoort. Het doel van thermoregulatie is het handhaven van homeostase of, met andere woorden, het handhaven van een constante interne conditie.
Hoe houden zoogdieren en vogels hun lichaamstemperatuur op peil?
Zoogdieren zijn endotherme dieren, net als alle vogels. Dit betekent dat ze hun lichaamstemperatuur intern regelen, ongeacht hoe koud of warm het in de omgeving is. Normaal gesproken is het interne temperatuurbereik erg smal, rond de 37ºC. Als het te veel stijgt of da alt, stoppen de fysiologische processen en kunnen ze zelfs de dood van het dier veroorzaken.
Endotherme dieren kunnen bijna alle warmte genereren die ze nodig hebben om te overleven. Als de omgevingstemperatuur da alt, houden ze hun interne temperatuur constant. Dit doen ze dankzij de metabolische warmte die ze produceren. Bijvoorbeeld door de afbraak van lipiden of andere moleculen.
Aan de andere kant kunnen zoogdieren warm blijven door bepaald gedrag, zoals het volgende:
- Groep met andere individuen in hun sociale groep, zoals Amerikaanse bizons tijdens de koude wintermaanden.
- Zoek toevlucht in holen. Zeer typisch bij knaagdieren, haasachtigen en marterachtigen.
- Overwinteren, net als beren.
- Migratie, zowel bij vogels als bij zoogdieren. Wanneer het seizoen verandert, verhuizen veel dieren naar warmere oorden om te overwinteren.
Als de omgevingstemperatuur daarentegen stijgt, moeten endotherme dieren andere mechanismen inschakelen om hyperthermie te voorkomen. Dit kunnen de volgende zijn:
- Zweten. De uitdrijving van water en andere metabolieten door de huid helpt de lichaamstemperatuur te verlagen.
- De snik. Veel dieren zweten niet, of doen dit voor zeer kleine delen van hun lichaam, zoals honden. Daarom, als ze erg heet zijn, hijgen of ademen ze snel door hun mond. Ze ademen niet echt. Door te hijgen kan de interne warmte snel vrijkomen, waardoor de lichaamstemperatuur da alt.
- Sommige dieren gaan, wanneer het erg heet is, in een staat van verdoving, waar ze hun vitale functies verminderen om ze weer te activeren wanneer de temperatuur da alt.
- Nachtelijkheid is een goede strategie voor die endotherme dieren die in woestijnen leven.
Thermoregulatie bij reptielen en amfibieën
Bij thermoregulatie bij reptielen en amfibieën, bekend als ectotherme of koudbloedige dieren, varieert de lichaamstemperatuur met die van de omgeving, omdat ze niet genoeg metabolische warmte produceren.
Desondanks kunnen deze dieren hun lichaamstemperatuur reguleren zodat deze binnen een acceptabel bereik blijft. Hoe doen ze dat? Door gedrag.
Reptielen, zoals slangen, hagedissen of krokodillen, profiteren van zonlicht om op te warmen. Normaal gesproken liggen ze op een hete rots. Als ze voelen dat hun lichaamstemperatuur erg hoog is, zoeken ze hun toevlucht in de schaduw. De waterreptielen verstoppen zich bij het vallen van de avond in het water, dat normaal gesproken een hogere temperatuur heeft dan buiten.
Om zichzelf tegen de kou te beschermen, overwinteren veel soorten ook of verminderen ze hun activiteit sterk. Sommige amfibieën kunnen zelfs bevriezen en dan weer tot leven komen als de winter voorbij is.
Thermoregulatie bij andere dieren
Als de tot nu toe besproken strategieën ons al indrukwekkend lijken, kunnen andere dieren ons blijven verrassen.Dit is het geval met veel gevleugelde insecten. Als het koud is, kunnen deze dieren hun lichaamstemperatuur overdreven verhogen dankzij de activering van hun vliegspieren.
Op dezelfde manier kunnen vissen zoals tonijn of haaien hun lichaam opwarmen dankzij hun zwemspieren, die zeer rijk zijn aan myoglobines. Deze opgewekte warmte zou echter via de kieuwen verloren gaan. Dit gebeurt niet omdat hun bloedsomloop "tegen de stroom in" gaat en in plaats van naar de meest perifere vaten en kieuwen te gaan, waar warmte verloren zou gaan, zijn ze geconcentreerd in de hersenen, ogen en maag.