| Forklar kort begreberne: ektoterm, endoterm, termoregulator og termokonformer | Ektoterme: ydre faktorer bestemmer primært kropstemperatur. Men der er f.eks. også ektotermer der kan øge kropstemperatur f.eks. Humlebien.
Endoterme: primært den metabolske varmeproduktion der bestemmer kropstemperatur. Nogle pattedyr kan f.eks. Også få deres kropstemperatur til at falde, f.eks. Kan jordegern lade deres temperatur gå mod 0 i dvale.
Termoregulator - ændre kropstemperatur, kan også være adfædsmæssig ved at flytte sig til varmere steder eksempelvis.
Termokonformer - har den samme som omgivelser |
| Hvor kommer størstedelen af varmeproduktionen fra? | Varmen kommer fra stofsiftet.
Muskler hud og sådan står for omkring 92% af massen, men i hvile kommer det meste af den metabolske rate fra de indre organer hvor vi producerer varme hvor hud og muskler ikke producerer så meget varme.
Vores varmeproduktion udveksles med omgivelserne. Temperaturen vil ligesom alt andet gå fra høj til lav. |
| Hvad er den metabolske varmeproduktion hele tiden i balance med?
Forklar begreberne konduktion og konvektion | Hprod eller Htot er varmeproduktionen og står i balance med:
Konduktion - varmeudveksling med omgivelserne
Konvektion - Transport af varme væk fra et legeme med f.eks. vand eller luft der bevæger sig. Lidt samme princip som øget diffusion når der er en gradient.
Fordampning
Stråling
Varmelagring og varmetab (Organismen varrier selv kropstemperatur) |
| Hvad er konduktion og hvad afhænger konduktion af?
Hvordan sænker pattedyr konduktionen? | Konduktion = varmediffusion
Er afhængig af:
K - hvor godt stoffet er til at lede varme
A - tværsnitsarelal
T2-T1 - temperaturforskellen mellem de to
d - afstanden
Konduktion er også afhængig af konvektion. Hvis konvektionen vokser vokser konduktionen også.
Pattedyr kan have fjer eller lignende som kan isolere luft som er en dårlig varmeleder eller god til isolator. Jo tykkere pels jo større er afstanden som giver mindre varmeafgivelse.
Pattedyr i vand isolerer sig med spæk. Fedt har noget lavere konduktivitet end muskler.
Levende organismer kan over kortere perioder varme op eller køle ned,
men set over længere perioder (dage – uger) kan de ikke have en vedvarende positiv eller negativ
varmelagring (ellers ville dyret fortsætte med at varme op eller køle ned). Derfor må der gælde, at
over længere perioder er varmeudvekslingen lig med varmeproduktionen |
| Hvad er det tørre varmetab?
Hvad er den tørre varmekonduktans?
Hvordan hænger de sammen | Det tørre varmetab - Hr
Det er varmetab ved konvektion, konduktion og stråling.
Hr = K(Ts-Ta)
C er den tørre varmekonduktans
Hc= K(Tb-Ta)
Hr+Hc = C(Tb-Ta)
Dette betyder altså at det tørre varmetab er proportionelt med temperaturforskellen mellem dyr og omgivelser. |
| Hvilken rolle spiller fordampning (He) ved høje- og ved lave temperaturer? | Fordampning, fylder ikke så meget ved lave temperaturer. Y aksen viser hvor meget vi taber i forhold til hvor meget varme vi skaber. Når temperaturen udenfor kroppen er samme som inde i kan man kun kommer af med varme ved fordampning og derfor er den 100 ved 0. hvis klimaet udenfor er varmere end os vil vi altså tabe mere varme end vi producerer. Ved fordampning af et gram vand kommer man af med ca 580 kalorier.
Vand er en effiktiv måde at komme af med energi fra kroppen på. Det koster meget energi at for vand at få fra væske til gas. 1 g vand - 580cal eller 2400jule |
| Hvad er isolering? | Ens evne til at modvirke varmetab.
Det tørre varmetab var = C(Ta-Tb)
C = varmekonduktansen
Derfor er isolering = 1/c, den reciprokke værdi af varmekonduktansen |
| Forklar hvordan kroppen holder en ensvarm temperatur i den termoneutrale zone hvis man altså er et pattedyr eller en fugl.
Hvordan kan man finde den minimale varmekonduktans og den nedre kritiske værdi ved at plotte stofskiftet (W) mod omgivelsernes temperatur (Ta)? | 1)Den termoneutrale zone er det temperaturinterval hvor fugle og pattedyr kan holde en konstans metabolsk rate. Selvom temperaturen i den den termoneutrale zone ændres ændres den metabolske rate ikke. Dette er fordi man i stedet ændre på varmekonduktansen/isoleringen. I den kolde del af den termoneutrale zone vil man holde en lav varmekonduktans/høj isolering og i den varme del en høj varmekonduktans/ lav isolering. Dette gøres ved gåseud som øger grænselaget til omgivelserne. Det kaldes piloerector. Det foregår ved at sympatisk stimulering af glatmuskulatur ved hårsækkene får dem til at rejse sig. Man får heller ikke så meget blod ud til huden så varmekonduktansen sænkes.
2) Den nedre kritiske grænse er bare det punkt hvor kurven flader ud eller hældningen = 0.
Den minimale varmekonduktans findes ved at tage minus hældningen til kurven inden man rammer den nedre kritiske grænse. Det er altså- W/c |
| Hvilke to skæbner kan den metabolske varmeproduktion have? | Lagring eller udveksling.
udveksling: konvektion, konduktion, stråling og fordampning. |
| Hvordan styres temperaturen i ensvarme dyr i forhold til nervesystemet?
Hvilke fysiologiske responser kan der være på kulde og på varme? | Det foregår ved at vi har temperaturfølsomme neuroner i huden og i centralnervesystemet. De sender signaler til hypothalamus om temperaturer og hjernen reagerer med en passende fysiologisk respons.
Kulde:
-vasoconsticktion (mindre deiameter) af blodårene i huden. Dette betyder at mindre blod vil flyde i huden og dermed et mindre varmekonduktans. (sympatisk stimulering.) Det er også det der kaldes regional heterotermi som betyder at der er den rigtige kropstemperatur der hvor varmen produceres - nemlig i de indre organer mens temperaturen i hud og ikke essentielle organer er lav. Det kan de få fordi deres blodkredsløb er bygget som modstrøms varmevekslere
- Kulderystelser skaber varme ved at øge metabolismen.
- BAT som er en bestemt type brun fedt, kan når det binder neropinephrine, oxidere lipid hvilket resulterer i varme. (Set hos pattedyr som er kuldeakklmatiserede og unger og nogle fugleunger). Det der skaber varme i høj graf er fordi lipiderne ikke først skal laves om til ATP men bindingsenergien frigives direkte som varme. det virker ved at uncopler proteinet i ineffiktive mitokondrier tillader protoner at komme igennem membranen uden at lave ATP så de bare laver varme (Tager længere tid end de andre fordi de skal producere flere mitokondrier i BAT, men gør at man ikke behøver at ryste musklerne så de kan bruges.
Varme:
- Udvidelse af blodkar i huden - mere blod mere varmetab.
- Svedning fordampningsenergi frigives
- Panting hvor man nærmest laver konvektion i kroppen. Det kan dog have den konsekvens at pH øges fordi partialtrykket af CO2 falder. |
| Hvilke adfærsmæssige responser kan der være på kulde og varmestres? | - Eksponering af mere/mindre overflade
areal (varierende eksponering af varme
vinduer hvor isolationen er mindre).
Dyret kan rulle sig sammen eller
eksponere mere overflade.
- Hudling – ved at samles i en gruppe
mindskes den eksponerede overflade.
- Sprede spødt på kroppen for at øge konduktansen. |
| Hvilke anatomiske tilpasninger ud over de fysiologiske gennemgået, kan der være ved varmestres og kuldestres | I begge tilfælde kan tyk pels isolere enten for at mindske varmeoptag eller for at mindske varmeafgivelse. |
| Hvad er fordelene og ulemperne ved varmegispning? | Åndedragnene er så små at man nærmest kun ventilerer deadspace.
Den alveolære ventilation øges ikke særligt meget selvom den totale ventilation øges rigtig meget. Det er altså fordi dybden af åndedragene falder rigtig meget
Fordel 1 - varmetabet er kun i munde, huden afkøles ikke.
2 fordel er at det venøse blod der har været her løber ud i en sinus lige under hjernen som køler det arterielle blod der er på vej mod hjernen. Så blodet der kommer op til hjernen bliver altså koldere. Så snydes hjernen til at tro det er koldere så aktiverer den ikke svedning osv og så mister den altså ikke vand. Det er en hypotese.
Ulempen - pH kan øges i blodet |
| Hvad er varmelagring og hvad er fidusen ved det? | Hvid der er varmt omrking kroppen har man et tørt varmeoptag. Dette kan så enten svedes væk eller holdes i kroppen ved at lade ens temperatur stige. I områder med tørke er det ikke særligt smart at svede det væk så derfor kan nogle dyr lagre deres varme. Hvis den er hydreret nok kan den bare svede. |
| Hvordan regulerer ektotermer deres varme adfærdsmæssigt? | Ektotermer har jo høj konduktans og lav isolering ellers kan de ikke optage varme.
Vekselvarme dyr kan lave adfærdsmæssig termoregulering ved f.eks. At sætte sig i solen i kulden men i varme vil den nok sætte sig i skyggen.
Forskellige arter af firben har f.eks. Optimum temperaturer hvor de kan løbe hurtigst. De dyr der er tilpasset et varmt miljø vælger en varm kropstemperatur. |
| Hvordan kan ektotermer regulere varme fysiologisk? | Når en krokodille eksempelvis varmes op stiger hjerteraten og den falder når den falder. Hjerteraten øges så der kan sendes mere blod til huden sådan at blodet kan varmes op og blodet opvarmes mere.
Tunfisk har f.eks. også varmevekselsystemet hvor vener og arterier løber paralelt og varmen fra venerne overføres til arterierne. |
| Hvordan er sammenhængen mellem metabolsk rate og stofskitet hos ektotermer?
Hvad er Q10? | Den metabolske rate vokser eksponentielt med temperaturen. Se billedet for formlen.
Q10 udtrykker hvor meget effekt temperatur har på en biologisk rate.
Q10 = Hvor mange gange har raten ændret sig ved en temperaturændring på 10 grader. Det er tit 2 - 3 gange ved biologiske processer. |
| Hvad er forskellen på akklimatisering og adaption? | Akklimatisering er seasonmæssige ændringer som gør at fænotypen ændres - fænotypisk plasitisitet.
Dette kan f.eks. være at ændre den metabolske rate, eller ændre hvilke enzymer der produceres hvis nu det er temperaturen som ændres.
Adaption er ændringer i genotypen som gør at fænotypen ændres pga af evolution bby. |
| Hvad sker der på molekyleplan i kroppen når temperaturen ændres? | Proteinernes struktur kan ændres og de kan denaturere.
Aktiviteten af enzymer og affiniteten ændrer sig også. Affiniteten kan både blive for lav men den kan også blive for høj fordi den bliver hyperaktiv.
Heat shock proteiner kan være med til at begrænse denaturering. De kan folde proteiner tilbage i deres funktionelle proportion eller denaturere proteinerne fuldstændigt hvis skaden er sket.
Lipidmembraner ændrer sig også med temperatur.
Fluiditeten er bestemt af fedtsyrekædernes længde (kort giver mere flydende) og graden af umættede fedtsyre (flere umættede mere flydende), samt hovedegrupperne.
Homeoviscous adaptation er adaption af membranerne så fluiditeten passer til temperaturen. Dette er vigtigt for membranfunktionen og også de associerede proteiner |
