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Termoregolazione

termoregolazione umana

La termoregolazione è la capacità di regolare la temperatura di un sistema biologico.

Termogramma di un serpente tenuto in mano da un uomo. È evidente la differenza di temperatura tra il serpente (ectotermo) e l'uomo (endotermo).

Termini nella storiaModifica

I termini più antichi sono sicuramente:

  • A sangue caldo: animale isoscele cui la temperatura del sangue si credeva essere relativamente alta;
  • A sangue freddo: animale cui la temperatura del sangue si credeva essere relativamente bassa.

Ovviamente si trattava di una falsa credenza, poi abbattuta dalle misurazioni reali. Oggi però i termini permangono per indicare generalmente animali con un complesso corredo di caratteristiche che determino la loro termofisiologia. Poi arrivarono altri due termini, comunque non completamente corretti:

  • Omeotermia: temperatura con poche variazioni nell'arco della vita;[1]
  • Pecilotermia: temperatura con grandi variazioni nell'arco della vita.[2]

Infatti ci si rese conto che ad esempio, gli animali che andavano in letargo, presentavano comunque un'apprezzabile diminuzione della temperatura, e quindi oggi parliamo, più correttamente di:

  • Endotermia: che regolano la temperatura prevalentemente con fenomeni endogeni (sudorazione, vaso-dilatazione);[3]
  • Ectotermia: che regolano la temperatura prevalentemente con fenomeni esogeni (esposizione al sole, fuga all'ombra).[4]

PrincipiModifica

Occorre innanzi tutto chiarire che la principale fonte di calore per il corpo è il "lavoro" delle cellule: la quantità di calore prodotta da un organismo in un certo tempo (legata alla potenza generata) è quindi proporzionale al suo volume. Se, come avviene in sostanza sempre, la temperatura del corpo è maggiore di quella ambientale, il calore perduto in un certo tempo (legato alla potenza dissipata) è proporzionale alla superficie del corpo e alla differenza di temperatura tra questo e l'ambiente. Le regole di Bergmann e di Allen, per organismi omeotermi, esprimono molto bene quanto appena detto.

Negli animaliModifica

 
Lucertola al sole.

EctotermiaModifica

È la prima ad essere comparsa. Tutti gli invertebrati, i pesci, gli anfibi e i rettili hanno questo tipo di termoregolazione "passiva". Esistono in ogni caso metodi attivi comportamentali: esposizione al Sole, fuga all'ombra, variazione della profondità per gli organismi acquatici. Il risultato è che questi non sono adatti a tutti i tipi di climi, e mal si adattano ad eccessivi sbalzi di temperatura, anche se lenti (variazione stagionale). In genere sono costretti all'inattività durante i periodi troppo freddi: infatti, temperature troppo basse limitano la velocità del metabolismo.

Il vantaggio però, è quello di non doversi nutrire tante volte quanto lo fanno gli Endotermi, essendo la biomassa consumata da questi, bruciata per la produzione di calore, e non immagazzinata come scorte energetiche future.

EndotermiaModifica

 
Ingrandimento del piumaggio di un pappagallo.

È più recente, tipica solo dei Mammiferi, degli Uccelli e con probabilità, delle forme ancestrali di questi due: rispettivamente Terapsidi e Dinosauri, entrambi forme arcaiche di rettile del (Mesozoico).

Essi possiedono le piume, che formano i piumaggi, e i peli, che formano le pellicce, strati isolanti che rendono la temperatura corporea meno influenzabile da quella ambientale, grazie allo strato di aria isolante che si forma tra di loro e la pelle. L'attività delle loro cellule può essere regolata in modo da produrre più calore, se necessario. Possono inoltre dilatare i capillari sottocutanei in modo da disperdere meglio il calore corporeo (vasodilatazione periferica), oppure chiuderne gran parte per trattenerlo (vasocostrizione). I Mammiferi sono inoltre in grado di perdere calore attraverso il sudore che, evaporando, lo sottrae alla pelle, o dall'ansimare, se la pelliccia è folta, con acqua che evapora dal sistema respiratorio o dalla lingua (saliva).

Questi adattamenti permettono loro di trovarsi in uno stato ottimale anche in periodi freddi, mantenendo sempre una temperatura più elevata degli ectotermi. Il prezzo ovviamente è la quantità di alimenti che deve riuscire a procacciarsi un endotermo, per poter mantenere la temperatura del corpo costante.

Nelle pianteModifica

Le piante sono essenzialmente ectoterme (con grandissime variazioni), ma esistono comunque meccanismi che le permettono di regolare la temperatura: ad esempio tramite il fenomeno della traspirazione, l'acqua evaporata dagli stomi, fa abbassare la temperatura della pianta (una specie di sudorazione).

Nel mezzoModifica

Migliorando le nostre conoscenze si è compreso che alcuni degli animali precedentemente catalogati ectotermi, come il tonno o il pesce spada possiedono anche delle caratteristiche degli animali endotermi, ponendosi in una categoria intermedia.

NoteModifica

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