POICHILOTERMI: EVOLUZIONE, REGOLAZIONE, BENEFICI - BIOLOGIA - 2025

Poikilothermo (poikilos, multiplo o vario) si riferisce a quegli animali che non possono regolare la loro temperatura interna, quindi la loro temperatura corporea oscilla con la temperatura ambiente.

Storicamente, gli zoologi usavano altri termini più ampiamente usati come "sangue freddo" per riferirsi a un gruppo eterogeneo di animali. Tuttavia, è un termine che in senso stretto è inefficace per separare due gruppi di animali.

Fonte: Bjørn Christian Tørrissen

Un altro termine ampiamente utilizzato per riferirsi esclusivamente alla fonte di calore corporeo è "ectotherm", come quei gruppi di animali che dipendono quasi interamente da fonti di calore ambientali. Pertanto, la combinazione di questi termini fornisce preziose informazioni sul modo in cui gli animali regolano la loro temperatura corporea.

Regolazione della temperatura negli organismi poichilotermici

Gli animali nel corso della loro evoluzione hanno utilizzato strategie per preservare il loro ambiente interno in condizioni ottimali e mantenere il normale funzionamento cellulare, oltre a ottimizzare il dispendio o il risparmio di energia metabolica.

Gli animali poichilotermici producono un calore metabolico relativamente inferiore rispetto agli animali endotermici. Pertanto, lo scambio di energia calorica con l'ambiente è di grande importanza per determinare la temperatura corporea.

In questo senso, un animale poichilotermico assorbe calore dall'ambiente se ha bisogno di aumentare la sua temperatura corporea, comportandosi da conformisti termici, poiché dipendono dalla temperatura dell'ambiente. In termini energetici, costituiscono animali scarsamente isolati.

Innanzitutto hanno bassi tassi di produzione di calore metabolico che si dissipa rapidamente nell'ambiente circostante e non contribuisce in modo significativo all'aumento della temperatura corporea. D'altra parte, hanno un'elevata conducibilità termica, che consente agli ectotermi di assorbire facilmente il calore.

Nella maggior parte dei casi, gli organismi ectotermici hanno una regolazione comportamentale della temperatura corporea. Ad esempio, serpenti e lucertole si crogiolano fino a raggiungere una temperatura adeguata per una funzione muscolare efficiente, mitigando gli effetti dell'ambiente attraverso il comportamento.

Metabolismo negli animali poichilotermici

È noto che le reazioni biochimiche sono sensibili alla temperatura, poiché l'attività di molti enzimi ha una temperatura ottimale. Qualsiasi variazione di temperatura altera l'efficienza del macchinario enzimatico, costituendo un impedimento per gli animali.

Se la temperatura scende a un livello critico, la velocità dei processi metabolici viene compromessa, riducendo la produzione di energia e la quantità che può essere utilizzata dagli animali per le loro attività e riproduzione.

Al contrario, se la temperatura aumenta troppo, l'attività metabolica è instabile e persino distrutta. Ciò ha permesso di stabilire intervalli ottimali per lo sviluppo della vita tra 0 ° C e 40 ° C.

La temperatura corporea negli organismi poichilotermici non è costante come nel caso degli organismi omeotermici (endotermici).

In questo caso, sebbene il calore sia generato come prodotto dell'attività metabolica, quest'ultimo viene perso con la stessa rapidità con cui viene generato. La temperatura interna non dipende dal meccanismo di combustione degli alimenti come nel caso degli omeotermi.

In generale, gli animali poichilotermici sono associati a metabolismo di tipo bradimetabolico. Tuttavia, è una condizione che incontrano solo gli organismi ectotermici rigidi, essendo il metabolismo radicale il metabolismo in uno stato di riposo.

Poichilotermia in natura

La poichilotermia è il tipo di termoregolazione più comune nel regno animale. All'interno di questo gruppo sono i gruppi di vertebrati inferiori come pesci, anfibi e rettili e la stragrande maggioranza degli invertebrati terrestri e acquatici (con alcuni casi eccezionali).

Nei poichilotermi acquatici, la temperatura corporea è sostanzialmente la stessa dell'acqua per le sue caratteristiche caloriche. D'altra parte, gli organismi terrestri potrebbero avere una temperatura superiore alla temperatura dell'aria per effetto delle radiazioni.

Gli animali ectotermici, attraverso il loro comportamento, sfruttano luoghi con temperature più favorevoli, tuttavia, come precedentemente indicato, la fonte di energia utilizzata per aumentare la loro temperatura corporea proviene dall'ambiente e non dall'interno del corpo.

Nelle aree tropicali, gli ectotermi come i rettili competono efficacemente con i mammiferi, superandoli in molti casi in abbondanza di specie e individui. Questo perché la temperatura costante dei tropici consente l'attività durante la giornata e dedica anche l'energia risparmiata alle attività di riproduzione e sopravvivenza.

Questo vantaggio tende a diminuire negli ambienti temperati dove, a causa di condizioni avverse per l'ectotermia, sono favoriti gli organismi endotermici.

Benefici e costi della poichilotermia

Poiché la temperatura corporea di molti ectotermi dipende in misura considerevole dall'ambiente, le specie di ectotermi che vivono in luoghi con temperature sotto lo zero possono avere problemi.

Tuttavia, hanno sviluppato risposte come sostanze per prevenire la nucleazione dei cristalli di ghiaccio nei fluidi extracellulari e quindi proteggere il fluido citoplasmatico, le sostanze supercooling e antigelo nei fluidi corporei.

In ambienti caldi, le funzioni dei tessuti della maggior parte degli ectotermi sono ostacolate. A causa di una minore affinità dell'emoglobina per l'ossigeno all'interno delle temperature più elevate della temperatura corporea, impedisce agli animali di svolgere attività impegnative, a causa delle sue basse velocità nel metabolismo aerobico.

Quest'ultimo porta con sé lo sviluppo di un deficit di ossigeno durante la respirazione anaerobica e le limitazioni del raggiungimento di grandi dimensioni.

L'ectotermia è una forma di vita lenta con piccoli flussi energetici, cioè con modesti fabbisogni energetici. Quest'ultimo consente loro di occupare nicchie terrestri inutilizzate da vertebrati omeotermici, investendo meno energia per produrre calore e di più nelle attività di crescita e riproduzione.

Evoluzione dell'ectotermia nei dinosauri

Sin dalla nascita dei primi fossili si è discusso se i dinosauri fossero omeotermici o poichilotermici. Come già sappiamo, l'ectotermia comporta un basso investimento metabolico per generare calore e invece l'energia disponibile dall'ambiente viene utilizzata per regolare la temperatura corporea.

Questo ovviamente porta con sé una serie di problemi come la mancanza di radiazioni o di energia solare di notte o il fatto che l'habitat sia caldo e freddo. Tradizionalmente, date le relazioni tra i dinosauri e gli attuali rettili, i dinosauri erano classificati come ectotermi.

Tuttavia, a causa dello stile di vita che è stato dedotto sui dinosauri, diversi argomenti sostengono che fossero animali endotermici.

Il primo è che avevano un isolamento superficiale (piume nell'Archaeopteryx), che costituirebbe una barriera per l'assorbimento di energia dalle radiazioni e per un endoterma, ipotizzando un modo per mantenere il calore metabolico.

Molti dei reperti fossili si sono verificati nelle zone temperate, motivo per cui è considerato endotermico sopravvivere al clima con il calore metabolico. Altre prove suggeriscono che la relazione tra predatore e preda è caratteristica degli animali endotermici e non ectotermici.

Riferimenti

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