Grunderna i temperaturreglering av däggdjur

Tycker du det förvånande att renar, som tillbringar mycket av sin tid stående i snö, inte får kalla fötter? Eller att delfiner, vars tunna flippor glider konstant genom kallt vatten, fortfarande lyckas sträva efter mycket aktiv livsstil? En speciell cirkulationsanpassning som kallas motströmsvärmeväxling gör det möjligt för båda dessa djur att upprätthålla lämplig kroppstemperatur i deras extremiteter, och detta är bara en av de många smarta anpassningar som däggdjur har utvecklats under de senaste hundra miljoner åren för att hjälpa dem att hantera variabla temperaturer.

Däggdjur är endotermiska

Alla däggdjur är endotermiska, det vill säga de upprätthåller och reglerar sin egen kroppstemperatur, oavsett de yttre förhållandena. (Kaldblodiga ryggradsdjur, som ormar och sköldpaddor, är ektotermiska.) Levande i utbredda miljöer världen över möter däggdjur dagliga och säsongsmässiga fluktuationer i temperaturer och till exempel de som är inhemska till hårda arktiska eller tropiska livsmiljöer - måste ta itu med extrem kyla eller värme. För att upprätthålla sin korrekta inre kroppstemperatur måste däggdjur ha ett sätt att producera och spara kroppsvärme i kallare temperaturer samt sprida överskott av kroppsvärme i varmare temperaturer.

Mekanismerna som däggdjur har för att producera värme inkluderar cellulär metabolism, cirkulationsanpassningar och vanlig, gammaldags skakning. Cellulär ämnesomsättning är den kemiska processen som konstant sker i celler, genom vilken organiska molekyler bryts ned och skördas för sin inre energi; denna process frigör värme och värmer kroppen. Cirkulationsanpassningar, såsom motströmsvärmeutbytet som nämns ovan, överför värme från djurets kropp (dess hjärta och lungor) till dess periferi via speciellt utformade nätverk av blodkärl. Skakningar, som du antagligen har gjort en del av dig själv, är lättast att förklara: denna råa process genererar värme genom snabb sammandragning och skakning av muskler. 

Om ett djur blir för varmt

Tänk om ett djur är för varmt, snarare än för kallt? I tempererat och tropiskt klimat kan överskott av kroppsvärme ackumuleras snabbt och orsaka livshotande problem. En av naturens lösningar är att placera blodcirkulationen mycket nära hudens yta, vilket hjälper till att frigöra värme i miljön. En annan är fukten som produceras av svettkörtlar eller andningsytor, som avdunstar i relativt torrare luft och kyler djuret. Tyvärr är avdunstningskylning mindre effektiv i torra klimat, där vatten är sällsynt och vattenförlust kan vara ett verkligt problem. I sådana situationer söker däggdjur, som reptiler, ofta skydd mot solen under de varmare dagsljuset och återupptar sin aktivitet på natten.

Utvecklingen av varmblodiga ämnesomsättningar hos däggdjur var inte en enkel sak, vilket vittnar om att många dinosaurier tydligen var varmblodiga, vissa samtida däggdjur (inklusive en get av arter) har faktiskt något som liknar kallblodiga ämnesomsättningar, och även en typ av fisk genererar sin egen inre kroppsvärme.