Rozsah schopnosti přizpůsobení organismů teplotám na Zemi

Transkript

1 Teplo - teplota

2 Rozsah schopnosti přizpůsobení organismů teplotám na Zemi

3 Poikilotermie?? Homoiotermie?? co je lepší strategie?

4 Endotermie rypoš stříbřitý Homoiotermie Ektotermie Poikilotermie

5 I brouci se mohou pohybovat po sněhu. Canis

6 Příklady termogeneze a termoregulace hmyzu

7 Příklady termogeneze a termoregulace hmyzu

8

9 teplota tělního jádra savců roste s evoluční vyspělostí ptáci mají teplotu vyšší než savci

10 Systém kontroly tělesné teploty u savců

11 Energetické toky mezi prostředím a živočichem

12 Model výměny energie pozemního endotermního živočicha se znázorněním toků dlouhovlnného (LW) a krátkovlnného (SW) záření

13 Model výměny energie pozemního ektotermního živočicha se znázorněním toků dlouhovlnného (LW) a krátkovlnného (SW) záření

14 Termoregulace podle velikosti těla

15

16 Dýchání při zvýšené tělesné teplotě Proč se mozek nepřehřeje? Chlazení výparem na sliznici

17 Nižší teplota vydechovaného vzduchu jako důsledek kondenzace vody v nose

18 Je lepší tuk, srst, nebo peří???

19 Izolační vlastnosti materiálů

20 Tloušťka srsti (a její izolační vlastnosti) rostou s velikosti živočicha Platí to ale jen u savců chladných a polárních oblastí, u afrických nikoliv (nejkratší srst mají největší antilopy)

21 Rozdíl termoizolačních vlastností letní a zimní srsti (u drobnějších savců je menší )

22

23 Charakter vlníků bobra (Castor sp.) z 1 folikulu vyrůstá okolo 25 vláken, každé o průměru µm, průměr pesíků µm. Zimní srst , letní chlupů na 1 cm2 Charakter vlníků vydry (Lutra sp.) každé o průměru 8-22 µm (pesíky µm) Zimní srst chlupů na 1 cm2

24 Příčný průřez pesíku kočky (Felis sp.) z každého folikulu vyrůstá okolo 3 vláken Podélný průřez pesíku vydry (Lutra sp.)

25 Izolační vlastnosti tělesné izolace a vliv ponoření se do vody

26 Podpravidlo srsti Někteří endotermní živočichové (savci) žijící v chladnějších oblastech mají hustší a delší srst než savci žijící v oblastech teplejších

27 Termoregulace pomocí změn sklonu tělního pokryvu a zrychleného dýchání (polypnoe)

28 Bergmanovo pravidlo (endotermní živočichové) S klesající teplotou prostředí roste velikost těla Endotermní živočichové jsou v chladnějších oblastech větší než jejich příbuzné formy žijící v oblastech teplejších Endotermní živočichové v rámci jedné taxonomické skupiny, žijící blíže pólů, jsou větší

29 A -tučňák císařský (115 cm, 34 kg) B -tučňák patagonský (95 cm) C -tučňák oslí (81 cm) D -tučňák magellánský(70 cm) E -tučňák galapážský (53 cm, 2,5 kg) F -tučňák nejmenší (40cm) G -tučňák bělopásý (40cm)

30 Hmotnost těla a bazální metabolismus endotermů Vysoký bazální metabolismus = vysoké nároky na příjem energie = nevýhoda v chladné oblasti

31 Také některé ryby jsou schopny regulovat tělesnou teplotu zejména v tělním jádru

32 Možnosti termoregulace u ryb jsou omezené ale existují (tento druh tuňáka je velký a má účinný systém podkožních cév obdoba protiproudového cévního systému) a náznak Bergmanova pravidla

33 Alenovo pravidlo Někteří endotermní živočichové v rámci jedné taxonomické skupiny, žijící v chladnějších podmínkách, mají kratší tělní výběžky. S rostoucí teplotou se prodlužují externity těla. (uši, zobáky, ocasy a končetiny)

34 A proč máš tak velké uši, králíku? Abych se lépe chladil!

35 Má zbarvení vliv na termoregulaci??? Nebo je důležitější mimeze??? Aneb proč je (možná) lední medvěd bílý a tučňák černobílý

36 Vyzařování energie z povrchu těla živočichů (černý živočich) je při vysoké teplotě vyšší než z např. povrchu skály. Celkové vyzáření pak převyšuje i příjem ze sluneční energie a živočich se nemusí přehřát (pokud se nemusí hýbat!)

37 Glogerovo pravidlo teplejší a vlhčí klima má vliv na tmavší zbarvení V teplejších a vlhčích oblastech jsou někteří endotermní živočichové tmavší než jejich příbuzné formy ze sušších a chladnějších oblastí

38 Dehnellův fenomén Někteří drobní savci na podzim zmenšují tělesné rozměry a snižují hmotnost (zmenšuje se i kostra)

39 Teplota a bazální metabolismus endotermů

40 Noční změny tělesné teploty u pěvců

41 Vliv větru na ztrátu energie 20 Ochlazování větrem (wind chill) 10 ochlazování na povrchu těla ,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 100,0 110,0 rychlost větru (km/hod)

42 Proč ptáci nepřimrznou k ledu??

43

44 Fungování protiproudového cévního systému Pracuje = malé tepelné ztráty Překlenutí = velké tepelné ztráty

45 Protiproudový cévní systém (výměník) vodních endotermů Povrchové cévy propojovací cévy

46 Jak kytovci regulují teplotu

47 Hesseovo pravidlo relativní hmotnost srdce některých druhů endotermních živočichů se zvětšuje ve studenějším klimatu. Jedinci populace druhu živočicha žijící v severnějších částech areálu, popřípadě v horách, mají větší relativní hmotnost srdce než jedinci populace živočichů téhož druhu žijící v jižněji položených částech areálu.

48 Vztah mezi spotřebou kyslíku endotermů a teplotou prostředí

49 Vztah mezi spotřebou kyslíku ektotermů a teplotou prostředí

50 Závislost rychlosti a délky délky vývoje ektotermů na teplotě

51 Vliv teploty na rychlost vývoje poikilotermů C suma efektivních teplot C = (T - k) d (koncept denních stupňů ryby) T účinná teplota (ještě už probíhá vývoj) k teplotní hranice vývoje D délka vývoje Příklad: Kapr: C = 60, T = 20 o C, k = 0 o C, d = 3 dny Pstruh: C = 480, T = 8 o C, k = 0 o C, d = 60 dnů

52 Polygon vyjadřující toleranci teploty vody pstruhem a rozsah teplot pro jeho reprodukci (v závislosti na teplotě aklimace)

53 Vliv teploty na počet generací poikilotermů J = J = (T - k) d r C S SET J počet generací d r průměrná denní teplota C suma efektivních teplot S suma průměrných denních teplot SET suma efekt. teplot pro vývoj

54 Samice krajty má dobrou schopnost tvorby tepla kontrakcemi velkých svalů. V čase inkubace vajec udržuje téměř stálou teplotu těla

55 Termoregulace ještěrky pomocí změny chování a lokalizace v prostoru

56 Termoregulace bezobratlých mravenec Atta, štíři

57 Pohyb po horkém písku snížení rizika přehřátí (ale též únik z volného prostoru před predátorem)

58

59 Teplota těla a prostředí u různých druhů plazů a hmyzu

60 Slunění a schopnost hmyzu zachytit křídly sluneční záření a koncentrovat jen na povrch těla

61 Termoregulace je úzce spojená s hospodařením s vodou

62 Voda teplo - velký malý? Evaporace, nutná k udržení konstantní tělesné teploty, je základní charakteristikou řady pouštních živočichů. Příjem tepla je úměrný povrchu těla, množství vody je úměrné objemu (hmotnosti) těla. Takže malí živočichové, s relativně velkým povrchem těla vzhledem k hmotnosti, jsou v nevýhodě

63