变温动物有哪些?(昆虫是恒温动物还是变温动物?它们如何保持温度?)

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变温动物有哪些?

属于变温动物的动物有鱼、蛙、蛇、变色龙、蜥蜴、鳄鱼等动物。

变温动物(俗称冷血动物)是除了哺乳类和鸟类的动物,地球上的动物大部分都是变温动物。变温动物因为动物的体内没有自身调节体温的机制,仅能靠自身行为来调节体热的散发或从外界环境中吸收热量来提高自身的体温。

昆虫是恒温动物还是变温动物?它们如何保持温度?

昆虫需要穿衣服吗?

变温动物有哪些

尽管在很多电视中,昆虫都有自己可爱的衣服,小蟋蟀吉米尼穿着西装戴着礼帽非常绅士。但几亿年来,昆虫“光着身子”就成功地渗透到地球的每一个角落,它们靠坚硬的外骨骼来保护自己免受捕食者和环境危害。

那么,不穿衣服的昆虫是如何感知和应对大自然的温度呢?

是热还是冷?

大家都知道,我们是恒温动物,也被称为温血动物。

恒温系统可以控制体温保持在37摄氏度不变,因此热了我们需要空调,冷了需要穿衣服保暖。

人体已经发展出多种机制来保持热量并在必要时将热量排出体外。

出汗、起鸡皮疙瘩和冷颤发抖都是我们的身体试图保持最佳温度的方式,其他哺乳动物也有自己的策略,比如厚皮毛和喘气。

与恒温动物不同,变温动物通常被称为冷血动物,包括爬行动物和两栖动物。它们的体温随着周围的温度而波动,典型代表蛇和鳄鱼,为了保持温度,就非常喜欢晒日光浴

在这两种分类中,昆虫属于哪一类呢?

昆虫并不完全属于温血动物或冷血动物的范畴,因为它们在形态、行为和适应方面有着惊人的多样性。

传统上认为大部分的昆虫是变温动物,但并不完全是,像黄蜂、蜜蜂、飞蛾、蝴蝶和甲虫这样的昆虫是恒温的。

恒温动物能够根据外界条件调节体内温度,特别是某些身体部位的温度,它们往往拥有选择性加热或冷却某些身体部位的能力。

翅膀,不仅仅是用来飞行的

想象一下,如果你的手臂形状像翅膀,为了飞行,你必须不停地挥动手臂,艰苦且需要大量的精力。

为了产生所有这些飞行所需的能量,昆虫必须具有快速的新陈代谢,但是体内的新陈代谢反应并不总是有效的。

昆虫通过控制翅膀的肌肉,产生大量的热量和能量。

飞行不仅可以吸收热量,也可以释放热量。

飞行增加了昆虫血液循环,将热量散发到全身。

来自胸部的热量,也就是翅膀所在的位置,被传递到腹部,而腹部的热量通过蒸发流失。

腹部,就像一个散热器,冷的时候可以“储存”热量,太热的时候就像一个热量分配器。

温度低的时候,昆虫往往会先热身。

低温并不适合飞行,因为在低温条件下,飞行所需的新陈代谢反应不够快。

为了克服这一点,昆虫会进行一些热身活动,将振翅浪费的热量用于寒冷的天气。它们用力前后拍打翅膀,类似于颤抖,在不飞行的情况下就能产生热量,基本上在起飞前的几分钟,它们就会把自己的飞行“引擎”预热好。

无效循环真的无用吗?

幸运的是,发抖并不是唯一的升温方式。

几项研究发现,当蜜蜂在暖身时,会出现一个“无效循环”也被称为底物循环。

通俗来讲,就是两个相反的步骤,两个相反的路径:糖酵解,分解葡萄糖:糖异生,合成葡萄糖。

葡萄糖+ATP→葡萄糖-6-磷酸+ADP( 葡糖激酶)

葡萄糖-6-磷酸+H2O→葡萄糖+Pi(葡萄糖6磷酸酶)

“无效”,是因为从表面看,该循环对生物没有净效用。但从循环来看,是一个消耗ATP的过程。

ATP是细胞的能量货币,细胞通过分解ATP来获得能量,产生更多的ATP也会产生大量的热量。反复执行这个循环会迅速消耗ATP,而实际上没有任何工作发生。细胞不得不加班工作,以维持一个令人满意的ATP供应,因此也能提供更多的热量。

在正常情况下,这两个反应不会同时发生。细胞要么进行糖酵解,要么进行糖异生。

一些蜜蜂,就有这个能力启动这个循环来产生热量。

今天冷不冷?

为了利用这些很酷的方法来控制体温,昆虫必须首先知道外面是热还是冷。

它们通过触角上的一组感受器来完成这一过程,这些感受器被称为瞬时感受器电位通道,简称TRP通道。

这些感受器对周围温度的变化很敏感,并将信息传递给昆虫的神经系统。

研究表明,阻断某些受体会导致昆虫体温低于正常水平,而阻断其他TRP通道会使昆虫体温高于正常水平。

有趣的是,这些TRP通道在进化过程中被保存下来,这意味着人类和昆虫的DNA有一些相同的基因或指令来检测温度。

最后

尽管人类和昆虫有相似的基因来感知温度,但是,昆虫并不需要像人类一样穿衣服或流汗,因为它们的体型很小。

《木偶奇遇记》中的小蟋蟀吉米尼看起来衣冠楚楚,实则是多此一举。