Was macht ein Tier endotherm?

Endotherme Tiere sind solche, die ihre eigene Wärme erzeugen müssen, um eine optimale Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. In der gewöhnlichen Sprache werden diese Tiere allgemein als "warmblütig" bezeichnet. Der Begriff Endotherme stammt aus dem Griechischen endet am, Bedeutung innerhalb, und Thermosflasche, was bedeutet Hitze. Ein endothermes Tier wird als kategorisiert endotherm, Eine Gruppe, die hauptsächlich Vögel und Säugetiere umfasst. Die andere größte Tiergruppe sind Ektothermen-die sogenannten "kaltblütigen" Tiere mit Körpern, die sich an die in ihrer Umgebung herrschenden Temperaturen anpassen. Diese Gruppe ist auch sehr groß, einschließlich Fische, Reptilien, Amphibien und Wirbellose wie Insekten. 

Auf der Suche nach einer idealen Temperatur

Bei Endothermen stammt der größte Teil der von ihnen erzeugten Wärme aus den inneren Organen. Zum Beispiel erzeugen Menschen ungefähr zwei Drittel ihrer Wärme im Brustkorb (dem Mittelteil), wobei ungefähr fünfzehn Prozent vom Gehirn erzeugt werden. Endothermen haben eine höhere Stoffwechselrate als Ektothermen, was erfordert, dass sie mehr Fette und Zucker verbrauchen, um die Wärme zu erzeugen, die sie benötigen, um bei kühlen Temperaturen zu überleben. Dies bedeutet auch, dass sie bei kalten Temperaturen Mittel zum Schutz vor Wärmeverlust in dem Teil ihres Körpers finden müssen, der die Hauptwärmequelle darstellt. Es gibt einen Grund, warum Eltern ihre Kinder beschimpfen, im Winter Mäntel und Hüte zu tragen. 

Alle Endothermen haben eine ideale Körpertemperatur, bei der sie gedeihen, und sie müssen sich entwickeln oder verschiedene Mittel schaffen, um diese Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Für den Menschen ist der bekannte Raumtemperaturbereich von 68 bis 72 Grad Fahrenheit optimal, damit wir aktiv arbeiten und unsere Körpertemperatur bei oder nahe den normalen 98,6 Grad halten können. Diese etwas niedrigere Temperatur ermöglicht es uns, zu arbeiten und zu spielen, ohne unsere ideale Körpertemperatur zu überschreiten. Dies ist der Grund, warum uns sehr heißes Sommerwetter träge macht - es ist das natürliche Mittel des Körpers, um eine Überhitzung zu verhindern.

Anpassungen zum Warmhalten

Es gibt Hunderte von Anpassungen, die sich in der Endotherme entwickelt haben, um es verschiedenen Arten zu ermöglichen, unter verschiedenen Klimabedingungen zu überleben. Die meisten Endothermen haben sich im Allgemeinen zu Tieren entwickelt, die mit Haaren oder Fell bedeckt sind, um bei kaltem Wetter vor Wärmeverlust zu schützen. Oder sie haben beim Menschen gelernt, wie man Kleidung herstellt oder Brennstoffe verbrennt, um bei Kälte warm zu bleiben. 

Einzigartig bei Endothermen ist die Fähigkeit, bei Kälte zu zittern. Diese schnelle und rhythmische Kontraktion der Skelettmuskulatur erzeugt durch die Physik der Muskeln, die Energie verbrennen, eine eigene Wärmequelle. Einige Endothermen, die in kalten Klimazonen leben, wie Eisbären, haben eine komplexe Reihe von Arterien und Venen entwickelt, die nahe beieinander liegen. Diese Anpassung ermöglicht es dem warmen Blut, das vom Herzen nach außen fließt, das kältere Blut, das von den Extremitäten zum Herzen zurückfließt, vorzuwärmen. Tiefseekreaturen haben dicke Schichten von Speck entwickelt, um den Wärmeverlust zu verhindern.  

Winzige Vögel können durch die bemerkenswerten Isoliereigenschaften leichter Federn und Daunen und durch spezielle Wärmeaustauschmechanismen in ihren nackten Beinen eisige Bedingungen überstehen. 

Anpassungen zur Kühlung des Körpers

Die meisten endothermen Tiere können sich auch selbst kühlen, um ihre Körpertemperaturen unter heißen Bedingungen auf einem optimalen Niveau zu halten. Einige Tiere verlieren in der warmen Jahreszeit auf natürliche Weise einen Großteil ihres dicken Haares oder Fells. Viele Tiere ziehen im Sommer instinktiv in kühlere Regionen.

Um zu warm abzukühlen, können Endothermen nachlassen und das Wasser verdampfen lassen, was zu einem Kühleffekt durch die thermische Physik des zu Dampf verdampfenden Wassers führt. Dieser chemische Prozess führt zur Freisetzung gespeicherter Wärmeenergie. Die gleiche Chemie wirkt, wenn Menschen und andere kurzhaarige Säugetiere schwitzen - dies kühlt uns auch durch die Thermodynamik der Verdunstung ab. Eine Theorie besagt, dass die Flügel von Vögeln ursprünglich als Organe zur Ableitung überschüssiger Wärme für frühe Arten entwickelt wurden, die erst nach und nach die Vorteile des Flugs entdeckten, die diese gefiederten Fächer ermöglichten.  

Menschen haben natürlich auch technologische Mittel, um die Temperaturen zu senken, um ihre endothermen Bedürfnisse zu befriedigen. Tatsächlich wurde ein großer Teil unserer Technologie im Laufe der Jahrhunderte aus den Grundbedürfnissen unserer endothermen Natur entwickelt.