ziemia
Autor: Magdalena Markowska | dodano: 2012-08-08
Jak to się dzieje, że zimą ptakom nie marzną nogi?

Odpowiada dr Magdalena Markowska z Zakładu Fizjologii Zwierząt Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego:

Ptaki na lodzie, na śniegu, pływające w lodowatej wo­dzie – to częsty zimowy widok. Co sprawia, że nie ulegają wychłodzeniu i nie zamarzają? Tajemnica tkwi w ana­tomicznym i fizjologicznym przystosowaniu. Miejscem, gdzie dochodzi do intensywnej wymiany ciepła, a więc na przykład schładzania, są powłoki ciała. Docierająca do nich krew jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Modulując jej przepływ, organizm reguluje temperaturę. Zminimalizowaną utratę ciepła przez gołe i wystające ele­menty ciała, a więc na przykład nogi, zawdzięczają pta­ki przeciwprądowym wymiennikom ciepła. Specjalne ułożenie naczyń krwionośnych w nodze sprawia, że nim przechłodzo­na krew ze stóp powróci do tułowia, ogrzewa się. Płynąca tętnicą w dół ma 39–41°C, powracająca żyłą bywa, że nawet zaledwie 1°C. Ponieważ oba naczynia ułożone są równolegle i blisko siebie, to na całej ich dłu­gości dochodzi do wymiany cie­pła. Krew tętnicza chłodzona jest przez żylną, a żylna ogrzewana przez tętniczą. Tworzy się w ten sposób gradient termiczny, który z jednej strony powoduje, że powracająca krew nie wychładza organizmu, a z drugiej, że różnica temperatur między docierającą do stopy krwią a otoczeniem jest nie­wielka, a to zmniejsza ucieczkę ciepła.

Innym ptasim sposobem na chłód jest zmniejszenie przepływu krwi na obwodzie, głównie poprzez obkur­czanie naczyń. Dodatkowe oszczędności dają anastomo­zy tętniczo-żylne, czyli bezpośrednie połączenia tętnicy z żyłą, omijające naczynia włosowate. Dzięki nim krew nie dociera do zewnętrznej części skóry. Metoda ta ma jednak tę wadę, że w rejonach ciała odciętych od krwi brakuje tlenu i składników odżywczych, w dodatku zale­gają produkty przemiany materii. Anastomozy urucha­miane są więc tylko okresowo.

Przeciwprądowe wymienniki funkcjonują nie tylko u ptaków. Mają je też na przykład ryby. Niektóre, m.in. tuń­czyki, są bardzo aktywnymi pływakami, a ich mięśnie pro­dukują dużo ciepła. W przypadku ryb ciepło ucieka głów­nie przez skrzela. U tuńczyka żyły opuszczające mięśnie biegną więc obok tętnic odprowadzających chłodną krew z narządu wymiany gazowej. Tu wymiennik przeciwprą­dowy zapobiega wychładzaniu mięśni. Dzięki temu mogą być cieplejsze nawet o 10°C od pozostałych narządów, a to zwiększa ich wydajność. Podobny wymiennik pozwala du­żym rybom oszczędzać ciepło powstające podczas trawie­nia lub też generowane przez narząd grzejący – specjalnie przekształcony mięsień podgrzewający oko oraz nerw wzrokowy u żyjących w zimnych wo­dach żaglic (merlinów) i włóczników (ryb mieczy).

Na koniec, wracając do ptaków, warto zwrócić uwagę na behawio­ralne mechanizmy zapobiegające wychłodzeniu. W okresach szcze­gólnie zimnych i wietrznych niektó­re ptaki zbierają się w grupy i grzeją wzajemnie własnym ciepłem. Nie musimy się zatem o nie martwić.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 01/2007 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
18
W 1897 r. urodził się Patrick Maynard Stuart Blackett, brytyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Chwila bez biologii… nie istnieje. W nas i wokół nas kipi życie. Dlaczego by wobec tego nie poznać go bliżej, najlepiej we własnym laboratorium? By nie sięgać daleko, można zacząć od siebie.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Magdalena Markowska | dodano: 2012-08-08
Jak to się dzieje, że zimą ptakom nie marzną nogi?

Odpowiada dr Magdalena Markowska z Zakładu Fizjologii Zwierząt Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego:

Ptaki na lodzie, na śniegu, pływające w lodowatej wo­dzie – to częsty zimowy widok. Co sprawia, że nie ulegają wychłodzeniu i nie zamarzają? Tajemnica tkwi w ana­tomicznym i fizjologicznym przystosowaniu. Miejscem, gdzie dochodzi do intensywnej wymiany ciepła, a więc na przykład schładzania, są powłoki ciała. Docierająca do nich krew jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła. Modulując jej przepływ, organizm reguluje temperaturę. Zminimalizowaną utratę ciepła przez gołe i wystające ele­menty ciała, a więc na przykład nogi, zawdzięczają pta­ki przeciwprądowym wymiennikom ciepła. Specjalne ułożenie naczyń krwionośnych w nodze sprawia, że nim przechłodzo­na krew ze stóp powróci do tułowia, ogrzewa się. Płynąca tętnicą w dół ma 39–41°C, powracająca żyłą bywa, że nawet zaledwie 1°C. Ponieważ oba naczynia ułożone są równolegle i blisko siebie, to na całej ich dłu­gości dochodzi do wymiany cie­pła. Krew tętnicza chłodzona jest przez żylną, a żylna ogrzewana przez tętniczą. Tworzy się w ten sposób gradient termiczny, który z jednej strony powoduje, że powracająca krew nie wychładza organizmu, a z drugiej, że różnica temperatur między docierającą do stopy krwią a otoczeniem jest nie­wielka, a to zmniejsza ucieczkę ciepła.

Innym ptasim sposobem na chłód jest zmniejszenie przepływu krwi na obwodzie, głównie poprzez obkur­czanie naczyń. Dodatkowe oszczędności dają anastomo­zy tętniczo-żylne, czyli bezpośrednie połączenia tętnicy z żyłą, omijające naczynia włosowate. Dzięki nim krew nie dociera do zewnętrznej części skóry. Metoda ta ma jednak tę wadę, że w rejonach ciała odciętych od krwi brakuje tlenu i składników odżywczych, w dodatku zale­gają produkty przemiany materii. Anastomozy urucha­miane są więc tylko okresowo.

Przeciwprądowe wymienniki funkcjonują nie tylko u ptaków. Mają je też na przykład ryby. Niektóre, m.in. tuń­czyki, są bardzo aktywnymi pływakami, a ich mięśnie pro­dukują dużo ciepła. W przypadku ryb ciepło ucieka głów­nie przez skrzela. U tuńczyka żyły opuszczające mięśnie biegną więc obok tętnic odprowadzających chłodną krew z narządu wymiany gazowej. Tu wymiennik przeciwprą­dowy zapobiega wychładzaniu mięśni. Dzięki temu mogą być cieplejsze nawet o 10°C od pozostałych narządów, a to zwiększa ich wydajność. Podobny wymiennik pozwala du­żym rybom oszczędzać ciepło powstające podczas trawie­nia lub też generowane przez narząd grzejący – specjalnie przekształcony mięsień podgrzewający oko oraz nerw wzrokowy u żyjących w zimnych wo­dach żaglic (merlinów) i włóczników (ryb mieczy).

Na koniec, wracając do ptaków, warto zwrócić uwagę na behawio­ralne mechanizmy zapobiegające wychłodzeniu. W okresach szcze­gólnie zimnych i wietrznych niektó­re ptaki zbierają się w grupy i grzeją wzajemnie własnym ciepłem. Nie musimy się zatem o nie martwić.