26. Jakie czynniki sprzyjały powstaniu stałocieplności
Stałocieplność- biologiczna zdolność utrzymywania stałej temperatury ciała, bez względu na zmiany temperatury otoczenia. U ptaków temperatura w granicach 38-44°C, u ssaków 35-40°C.
Do zwierząt stałocieplnych zalicza się ptaki (choć niektóre gatunki rodzą się ektotermami i dopiero z wiekiem stają się stałocieplne) i ssaki. Obecnie wiadomo, że stałocieplne były również pterozaury i przynajmniej niektóre dinozaury (zwłaszcza teropoy).
Utrzymanie stałej temperatury jest ważne dla homeostazy organizmu i zwierzęta te posiadają mechanizmy dążące do utrzymania stałej temperatury:
część energii uzyskiwana w procesie odżywiania wykorzystywana jest do produkcji ciepła, co jest istotne ze względu na działanie enzymów;
kurczenie się i rozkurczanie naczyń krwionośnych;
obecność tworów naskórka takich jak pióra i włosy oraz odpowiednie ruchy nimi;
obecność podskórnej tkanki tłuszczowej;
parowanie wody (pocenie się)
Organizmy stałocieplne poświęcają dużo energii na utrzymanie stałej temperatury ciała. Mają one wiele przystosowań w budowie ciała po to, aby precyzyjnie regulować temperaturę i nie dopuścić do zbyt dużych zmian jej poziomu. Mają one dobrze działające układy oddechowy i krwionośny, co pomaga im utrzymać duże tempo metabolizmu. Najszybszy metabolizm jest u ptaków. Przystosowaniem jest też okrycie ciała piórami albo włosami i futrem, dzięki czemu zwierzęta chronią się przed utratą ciepła, kiedy w otoczeniu jest zimno. Zwierzęta stałocieplne muszą też umieć chronić się przed za wysoką temperaturą i przed zbyt silnym nasłonecznieniem. Zwierzęta stałocieplne zużywają dużo energii na to, aby utrzymać stałą temperaturę ciała. Aby wytworzyć dużo energii zwierzęta muszą zdobyć dużą ilość pokarmu.. Dzięki stałocieplności różne gatunki zwierząt mogą żyć w praktycznie każdym środowisku na Ziemi.
Ptaki są okryte piórami, które są wytworami skóry występującymi tylko u ptaków. Pióra są bardzo mocne, gładkie i lekkie, dobrze chronią przed zimnem i wilgocią. Nie pozwalają też na przegrzanie organizmu ptaków. Dzięki swojej lekkości i kształtowi pióra pomagają ptakom dobrze latać. Ptaki mają bardzo szybką przemianę materii. Ich układ oddechowy jest bardzo wydajny. Również bardzo dobre działanie układu krwionośnego, szybka praca serca i duża ilość tlenu przenoszonego przez krew pomagają w utrzymaniu wysokiego tempa przemian metabolicznych i utrzymania stałej temperatury ciała. Dzięki takim przystosowaniom organizm ptaka produkuje wystarczającą ilość energii do tego aby móc szybko latać i pokonywać nawet bardzo duże odległości. Wysoki poziom metabolizmu pozwala również na życie wielu gatunków ptaków w miejscach o nawet bardzo niskich temperaturach powietrza. Ptaki mają wysoką temperaturę ciała. Często sięga ona nawet 44 stopni Celsjusza. Człowiek przy takiej wysokiej temperaturze ciała już by nie żył. W utrzymaniu ciepłoty ciała pomaga ptakom upierzenie. W razie potrzeby mogą się one napuszać albo wygładzić. Chronią ptaka przed wiatrem a dzięki natłuszczeniu również przed wilgocią. Ptaki są chronione przed deszczem. Niektóre maja tak szczelne upierzenie, że mogą swobodnie nurkować. Ptaki nie mają dużych zapasów tłuszczu w organizmie, ponieważ jako ciężka tkanka przeszkadzałby w oderwaniu się od ziemi. W czasie braku pokarmu spalają one białka zmagazynowane w swoich mięśniach. Stąd wiele gatunków migrujących jesienią i wiosną na duże odległości traci podczas lotu nawet jedną trzecią swojej wagi. Mogą ją jednak bardzo szybko odbudować, nawet w ciągu kilku dni żerowania. Potrafią one szybko trawić pokarm.
Ssaki również są zwierzętami stałocieplnymi, których organizmy mają wiele przystosowań do utrzymania stałej temperatury ciała. Jeżeli ssak znajduje się w środowisku chłodnym, to przed utratą ciepła chronią go włosy, które często tworzą gęste futro na jego skórze. Jeżeli w środowisku życia ssaka jest wysoka temperatura, to organizm chłodzi się oddając ciepło poprzez zwiększenie parowania potu ze skóry, przez parowanie śliny z pyska. Dzięki temu organizm pozbywa się nadmiaru ciepła, ochładza się.
Przystosowanie w układzie krwionośnym
Serce ptaków i ssaków ma budowę, która nie pozwala na mieszanie się krwi przenoszącej dużą ilość tlenu z krwią przenoszącą dwutlenek węgla. Do mieszania się krwi nie dochodzi dzięki przegrodzie międzykomorowej pomiędzy lewą a prawą częścią serca. Z podziału stożka tętniczego wykształca się aorta i tętnica płucna. Zatoka żylna ulega silnej redukcji i pozostaje jedynie w szczątkowej postaci tworząc rozrusznik, czyli węzeł zatokowo-przedsionkowy.
Dzięki całkowitemu podziałowi serca na część prawą i lewą krew musi dwa razy przepłynąć przez serce przy każdorazowym pełnym jej obiegu - raz jako krew z tlenem a drugi raz jako krew pozbawiona już tlenu. Krew ptaków i ssaków ma więc o wiele więcej tlenu niż krew poprzednio omawianych zwierząt. Tkanki są więc lepiej zaopatrzone w tlen, a to z kolei pozwala na zwiększenie tempa metabolizmu i do wytworzenia energii potrzebnej do utrzymania stałocieplności.
Przystosowania w układzie oddechowym
Dla powstania stałocieplności przyczynił się dobrze rozwinięty układ oddechowy. Musiał on ukształtować się tak, aby dostarczać organizmowi z atmosfery duże ilości tlenu. Wymiana gazowa jest najbardziej wydajna u ptaków, co pozwala im na odbywanie długich lotów, w których zużywają przecież dużo energii. U ptaków płuca są połączone ze specjalnymi workami powietrznymi o cienkich ścianach. Najczęściej jest ich dziewięć. Worki te ciągną się do wszystkich części ciała ptaków. U niektórych gatunków przechodzą nawet do wnętrza ich kości. W czasie lotu ptaki wdychają duże ilości powietrza, którego część jest magazynowana w workach powietrznych. Przy wydechu organizm wykorzystuje powietrze z worków powietrznych. Pomaga to zwiększyć szybkość procesów metabolicznych.
Ssaki mają również sprawny układ oddechowy, jednak ma on inną budowę niż u ptaków. Składa się on z dwóch płuc i z dróg oddechowych, przez które powietrze płynie w stronę pęcherzyków płucnych i odwrotnie. W skład dróg oddechowych ssaków wchodzą nozdrza, jama nosowa, gardziel, krtań, tchawica, dalej dwa oskrzela- prawe i lewe
Stałocieplność jest aromorfozą, czyli przystosowaniem do warunków środowiska. To dzięki stałocieplności ptaki i ssaki stały się zwierzętami, które zdominowały wszelkie środowiska na kuli ziemskiej