Grundlagen der Säugetiertemperaturregulierung

Finden Sie es überraschend, dass Rentiere, die einen Großteil ihrer Zeit im Schnee verbringen, keine kalten Füße bekommen? Oder dass es Delfinen, deren dünne Flossen ständig durch kaltes Wasser gleiten, immer noch gelingt, einen sehr aktiven Lebensstil zu verfolgen? Eine spezielle Kreislaufanpassung, die als Gegenstrom-Wärmeaustausch bezeichnet wird, ermöglicht es diesen beiden Tieren, die entsprechende Körpertemperatur in ihren Extremitäten aufrechtzuerhalten. Dies ist nur eine der vielen cleveren Anpassungen, die Säugetiere in den letzten hundert Millionen Jahren entwickelt haben, um mit variablen Temperaturen umzugehen Temperaturen.

Säugetiere sind endotherm

Alle Säugetiere sind endotherm, dh sie halten und regulieren unabhängig von den äußeren Bedingungen ihre eigene Körpertemperatur. (Kaltblütige Wirbeltiere wie Schlangen und Schildkröten sind ektotherm.) Säugetiere, die auf der ganzen Welt in weit verbreiteten Umgebungen leben, sind täglichen und saisonalen Temperaturschwankungen ausgesetzt extreme Kälte oder Hitze. Um die richtige innere Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, müssen Säugetiere in der Lage sein, bei kälteren Temperaturen Körperwärme zu erzeugen und zu speichern sowie bei wärmeren Temperaturen überschüssige Körperwärme abzuleiten.

Zu den Mechanismen, die Säugetiere zur Erzeugung von Wärme haben, gehören der Zellstoffwechsel, Kreislaufanpassungen und normales, altmodisches Zittern. Der Zellstoffwechsel ist der chemische Prozess, der ständig in den Zellen abläuft und bei dem organische Moleküle abgebaut und für ihre innere Energie geerntet werden. Dieser Prozess setzt Wärme frei und wärmt den Körper. Kreislaufanpassungen, wie der oben erwähnte Gegenstrom-Wärmeaustausch, übertragen die Wärme vom Körperkern des Tieres (Herz und Lunge) über speziell konstruierte Netze von Blutgefäßen an seine Peripherie. Zittern, wie Sie es wahrscheinlich selbst getan haben, lässt sich am einfachsten erklären: Dieser rohe Prozess erzeugt Wärme durch das schnelle Zusammenziehen und Schütteln von Muskeln. 

Wenn ein Tier zu warm wird

Was ist, wenn ein Tier zu warm und nicht zu kalt ist? In gemäßigten und tropischen Klimazonen kann sich überschüssige Körperwärme schnell ansammeln und lebensbedrohliche Probleme verursachen. Eine der Lösungen der Natur besteht darin, die Blutzirkulation sehr nahe an der Hautoberfläche zu platzieren, wodurch Wärme an die Umwelt abgegeben wird. Zum anderen entsteht Feuchtigkeit durch Schweißdrüsen oder Atemwege, die in vergleichsweise trockener Luft verdunsten und das Tier abkühlen. Leider ist die Verdunstungskühlung in trockenen Klimazonen, in denen Wasser selten ist und Wasserverluste ein echtes Problem darstellen können, weniger effektiv. In solchen Situationen suchen Säugetiere, wie Reptilien, häufig Schutz vor der Sonne während der heißeren Tagesstunden und nehmen ihre Tätigkeit nachts wieder auf.

Die Entwicklung des warmblütigen Stoffwechsels bei Säugetieren war keine einfache Angelegenheit, da die Tatsache, dass viele Dinosaurier anscheinend warmblütig waren, bezeugt ist, dass einige zeitgenössische Säugetiere (einschließlich einer Ziegenart) tatsächlich so etwas wie kaltblütige Stoffwechsel haben und Selbst eine Fischart erzeugt ihre eigene innere Körperwärme.