הומיאותרמיות

ויסות חום הגוף ושמירה עליו בבע״ח

הומיאותרמיות היא תכונה של בעל חיים המתבטאת ביכולתו ולווסת את טמפרטורת גופו ולשמור על רמתה היציבה ללא תלות בתנאי הסביבה, באמצעות תהליכים בתוך הגוף. רק שתי מחלקות בממלכת בעלי החיים מתאפיינות בתכונה זו, והם העופות והיונקים.

חום הגוף של יענים ע"פ מצלמה תרמית

התכונה ההופכית לתכונה זו היא פוקילותרמיות – טמפרטורת גוף משתנה בהתאם לתנאי הסביבה ("דם קר"). קבוצת בעלי החיים ההומיאותרמים היא פוליפילטית.

מקור החום בגוף עריכה

דובים לבנים. רק החום שלהם מאפשר להם לשרוד בקטבים

יצורים הומיאותרמיים הם בעלי קצב מטבוליזם גבוה, שמייצר חום רב בתוך הגוף. כמחצית מהחום מקורו בנשימה תאית, תוך כדי בנית מולקולות ATP, משום שלתהליך ניצול הגלוקוזה יש יעילות של 50% בלבד. 50% נותרים משתחררים בצורת אנרגית חום.מולקולות ה-ATP מספקות אנרגיה לתהליכים הפיסיולוגיים והמטבוליים בגוף וגם בשלב זה הנצילות האנרגתית היא 50%, והשאר נפלט בצורת חום.[1] ולכן, כדי שתישמר סביבה פנימית קבועה מבחינת טמפרטורה, אצל בעלי חיים אלה התפתח מנגנון לפליטת חום , אפילו כאשר נמצאים בסביבה בעלת טמפרטורה גבוהה.

ויסות חום הגוף בתנאי חום

כאשר טמפרטורת הגוף עולה, דם חם זורם דרך ההיפוטלמוס הקדמי. סיבים היוצאים ממנו אל גזע המח ומשם אל מח השדרה מעוררים את המערכת העצבים הסימפתית ואת השרירים הרצוניים. סיבים אחרים מובילים אל אל מרכזי הלב והנשימה במח המארך. התוצאה של כלל גירויים אלה היא פעילות פיזיולוגית מסוגים שונים, הגורמת לירידת טמפרטורת הגוף.[2]

  • התרחבות כלי הדם ההיקפיים, שגורמת לקרינת חום אל מחוץ לגוף. הגברת זרימת הדם לאזורים היקפיים גם מעלה את הולכת החום לסביבה.
  • עליה בהזעה
  • ירידה בקצב המטבוליזם- להקטנת הצטברות החום בגוף
  • עליה בקצב הנשימה, להוצאת האוויר החם מהריאות

ישנן גם התאמות התנהגותיות הבאות לידי ביטוי בתנאים אלה והם כוללים הסתתרות במחילות, שהיה במקומות מוצלים ועוד

ויסות חום הגוף בתנאי קור

ויסות חום הגוף בתנאי קור מבוקר על ידי ההיפוטלמוס האחורי, המפעיל מנגנון הפוך לזה המתקיים בתנאי חום.[2]

  • התכווצות כלי הדם ההיקפיים ועל ידי כך צמצום זרימת הדם ההיקפית
  • מנגנון של זרימת נגדית בכלי דם, המצמצמת איבוד חום לסביבה
  • עליה במטבוליזם
  • ירידה בקצב הנשימה
  • הרעדת שרירים
  • התפתחות שכבת שומן עבה, תת-עורית
  • תרדמת חורף המלווה בירידה במטבוליזם

אבולוציה של הומיאותרמיות[3]

תכונה זו הופיעה כנראה בחלק המאוחר של עידן הטריאס, לפני 223 מיליון שנה. תקופה זו התאפיינה בשינויים תכופים בטמפרטורות גלובליות, וזו גם הייתה תקופה עם הרבה לחות באוויר. תנאים אלה הפעילו לחץ אבולוציוני על בעלי החיים. החוקרים משערים שתכונת ההומיאותרמיות התפתחה תוך פרק זמן של מיליון שנה. זו נחשבת תקופה קצרה במונחים של שינויים אבולוציוניים.

הומיאותרמיות דורשת אומנם השקעת אנרגיה רבה יותר לקיום היום-יומי, אך מצד שני מאפשרת פעילות בלילות, בהן אין מקור חום חיצוני זמין. בנוסף, היא אפשרה ליצורים הומיאותרמיים לחיות באזורים קרים, בתנאים אשר יצורים פויקילותרמיים אינם יכולים להתקיים בהם.

ראו גם עריכה

קישורים חיצוניים עריכה

הערות שוליים עריכה

  1. ^ דניאל בן הלוי, מהו מקורו של מרבית חום הגוף במצב מנוחה?, באתר מכון דוידסון- הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע, ‏פברואר 2011
  2. ^ 1 2 רעיה אילן, חילוף חומרים בתא וגלגולי אנרגיה בעולם החי והצומח, ירושלים: יפתח, 1996, עמ' 178–187
  3. ^ יונת אשחר, היונקים שהעלו את הטמפרטורה, באתר מכון דוידסון- הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע, ‏אוגוסט 2022