POIKILOTHERMS: EVOLUSI, REGULASI, MANFAAT - BIOLOGI - 2025

Poikilothermo (poikilos, banyak atau beragam) mengacu pada hewan yang tidak dapat mengatur suhu internal mereka, sehingga suhu tubuh mereka berfluktuasi dengan suhu kamar.

Secara historis, ahli zoologi menggunakan istilah lain yang lebih banyak digunakan seperti "berdarah dingin" untuk merujuk pada kelompok hewan yang beragam. Namun, ini adalah istilah yang dalam arti sempit tidak efisien untuk memisahkan dua kelompok hewan.

Sumber: Bjørn Christian Tørrissen

Istilah lain yang banyak digunakan untuk merujuk secara eksklusif pada sumber panas tubuh adalah "ektoterm", seperti kelompok hewan yang hampir seluruhnya bergantung pada sumber panas lingkungan. Dengan demikian, kombinasi istilah-istilah ini memberikan informasi berharga tentang cara hewan mengatur suhu tubuhnya.

Pengaturan suhu pada organisme poikilothermic

Hewan sepanjang evolusinya telah menggunakan strategi untuk melestarikan lingkungan internal mereka dalam kondisi optimal dan mempertahankan fungsi sel normal, selain mengoptimalkan pengeluaran atau penghematan energi metabolik.

Hewan poikilothermic menghasilkan panas metabolik yang relatif lebih sedikit daripada hewan endotermik. Oleh karena itu, pertukaran energi kalori dengan lingkungan sangat penting untuk menentukan suhu tubuh Anda.

Dalam pengertian ini, hewan poikilothermic menyerap panas dari lingkungan jika perlu menaikkan suhu tubuhnya, berperilaku sebagai konformis termal, karena mereka bergantung pada suhu lingkungan. Dalam istilah energi, mereka merupakan hewan yang terisolasi dengan buruk.

Pertama-tama, mereka memiliki tingkat produksi panas metabolik yang rendah yang menghilang dengan cepat ke lingkungan sekitar dan tidak berkontribusi secara signifikan terhadap peningkatan suhu tubuh. Di sisi lain, mereka memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang memungkinkan ectotherms menyerap panas dengan mudah.

Dalam kebanyakan kasus, organisme ektotermik memiliki pengaturan perilaku suhu tubuh. Misalnya, ular dan kadal berjemur hingga mencapai suhu yang sesuai untuk fungsi otot yang efisien, mengurangi efek lingkungan melalui perilaku.

Metabolisme pada hewan poikilothermic

Diketahui bahwa reaksi biokimia sensitif terhadap suhu, karena aktivitas banyak enzim memiliki suhu yang optimal. Setiap perubahan suhu mengubah efisiensi mesin enzimatis, yang merupakan hambatan bagi hewan.

Jika suhu turun ke tingkat kritis, kecepatan proses metabolisme terganggu, mengurangi produksi energi dan jumlah yang dapat digunakan hewan untuk aktivitas dan reproduksi mereka.

Sebaliknya, jika suhu naik terlalu tinggi, aktivitas metabolisme menjadi tidak stabil bahkan hancur. Ini memungkinkan untuk menetapkan kisaran optimal untuk pengembangan kehidupan antara 0 ° C hingga 40 ° C.

Suhu tubuh pada organisme poikilothermic tidak konstan seperti pada kasus organisme homeotermik (endotermik).

Dalam kasus ini, meskipun panas dihasilkan sebagai produk aktivitas metabolik, yang terakhir hilang secepat yang dihasilkan. Suhu internal tidak tergantung pada mekanisme pembakaran makanan seperti dalam kasus homeotherms.

Umumnya, hewan poikilothermic dikaitkan dengan metabolisme tipe bradikabolik. Namun, ini adalah kondisi yang hanya bertemu organisme ektotermik yang ketat, bradetabolisme menjadi metabolisme dalam keadaan istirahat.

Poikilothermia di alam

Poikilothermia adalah jenis termoregulasi yang paling umum di dunia hewan. Di dalam kelompok ini terdapat kelompok vertebrata yang lebih rendah seperti ikan, amfibi dan reptil serta sebagian besar invertebrata darat dan air (dengan beberapa kasus luar biasa).

Dalam poikilotherms akuatik, suhu tubuh pada dasarnya sama dengan suhu air karena karakteristik kalorinya. Di sisi lain, organisme darat dapat memiliki suhu yang lebih tinggi daripada suhu udara karena pengaruh radiasi.

Hewan ektotermik, melalui perilakunya, mengeksploitasi tempat-tempat dengan suhu yang lebih baik, namun seperti yang telah diindikasikan sebelumnya, sumber energi yang digunakan untuk meningkatkan suhu tubuhnya berasal dari lingkungan dan bukan dari dalam tubuh.

Di daerah tropis, ektoterm seperti reptil bersaing secara efektif dengan mamalia, dalam banyak kasus melampauinya dalam kelimpahan spesies dan individu. Ini karena suhu konstan di daerah tropis memungkinkan aktivitas sepanjang hari dan juga mendedikasikan energi yang disimpan dalam aktivitas reproduksi dan kelangsungan hidup.

Keuntungan ini cenderung berkurang di lingkungan beriklim sedang di mana, karena kondisi buruk untuk ectothermy, organisme endotermik lebih disukai.

Manfaat dan biaya poikilothermia

Karena suhu tubuh banyak ektoterm sangat bergantung pada lingkungan, spesies ektoterm yang hidup di tempat dengan suhu di bawah titik beku dapat mengalami masalah.

Namun, mereka telah mengembangkan respons sebagai zat untuk mencegah nukleasi kristal es dalam cairan ekstraseluler dan dengan demikian melindungi cairan sitoplasma, zat pendingin super dan zat antibeku dalam cairan tubuh.

Di lingkungan yang panas, fungsi jaringan sebagian besar ektoterm terhambat. Karena afinitas hemoglobin yang lebih rendah untuk oksigen dalam suhu tubuh yang lebih tinggi, ia mencegah hewan melakukan aktivitas yang menuntut, karena tingkat metabolisme aerobiknya yang rendah.

Yang terakhir membawa serta perkembangan defisit oksigen selama respirasi anaerobik dan keterbatasan mencapai ukuran besar.

Ectothermy adalah bentuk kehidupan yang lambat dengan aliran energi yang kecil, dengan kebutuhan energi yang sederhana. Yang terakhir memungkinkan mereka untuk menempati ceruk terestrial yang tidak digunakan oleh vertebrata homeotermik, menginvestasikan lebih sedikit energi untuk menghasilkan panas dan lebih banyak dalam aktivitas pertumbuhan dan reproduksi.

Evolusi ectothermy pada dinosaurus

Sejak penemuan fosil pertama, telah terjadi perdebatan apakah dinosaurus adalah homeotermik atau poikilothermic. Seperti yang telah kita ketahui, ectothermy melibatkan investasi metabolik yang rendah untuk menghasilkan panas dan sebaliknya energi yang tersedia dari lingkungan digunakan untuk mengatur suhu tubuh.

Ini jelas membawa serta serangkaian masalah seperti kurangnya radiasi atau energi matahari di malam hari atau fakta bahwa habitatnya hangat dan dingin. Secara tradisional, mengingat hubungan antara dinosaurus dan reptilia saat ini, dinosaurus diklasifikasikan sebagai ectotherms.

Namun, karena gaya hidup yang disimpulkan tentang dinosaurus, beberapa argumen mendukung bahwa mereka adalah hewan endotermik.

Yang pertama adalah bahwa mereka memiliki isolasi superfisial (bulu di Archaeopteryx), yang akan menjadi penghalang untuk penyerapan energi dari radiasi dan untuk endoterm, dengan asumsi cara untuk mempertahankan panas metabolik.

Banyak dari penemuan fosil terjadi di zona beriklim sedang, oleh karena itu dianggap endotermik untuk bertahan hidup di iklim dengan panas metabolik. Bukti lain menunjukkan bahwa hubungan antara predator dan mangsa merupakan karakteristik hewan endotermik dan non-ektotermik.

Referensi

1. Campbell, NA, & ​​Reece, JB (2007). Biologi. Panamerican Medical Ed.
2. de Quiroga, GB (1993). Fisiologi dan Evolusi Hewan (Vol. 160). Edisi AKAL.
3. Fanjul, ML, & Hiriart, M. (Eds.). (1998). Biologi fungsional hewan. Abad XXI.
4. Fastovsky, DE, & Weishampel, DB (2005). Evolusi dan kepunahan dinosaurus. Cambridge University Press.
5. Hill, RW (2002). Fisiologi Hewan Komparatif: Pendekatan Lingkungan. Saya terbalik.
6. Hill, RW, Wyse, GA, & Anderson, M. (2012). Fisiologi Hewan. Edisi ketiga Sinauer Associates, Inc. Publishers.
7. McNab, BK (2002). Ekologi fisiologis vertebrata: pandangan dari energetika. Cornell University Press.
8. Willmer, P., Stone, G., & Johnston, I. (2009). Fisiologi lingkungan hewan. John Wiley & Sons.