درجة حرارة أجسام الفقريات.. ثابتة في الطيور والثدييات ومتغيرة في الأسماك والبرمائيات والزواحف

درجة حرارة جسم الأسماك والبرمائيات والزواحف ليست ثابتة (مخلوقات متغيّرة درجة الحرارة)، وإنّما تتأثّر بدرجة حرارة البيئة:

عندما تكون درجة حرارة البيئة عالية، تكون أيضًا درجة حرارة جسمها عالية.

عندما تنخفض درجة حرارة البيئة، تنخفض أيضًا درجة حرارة جسمها.

تحت درجة حرارة معيّنة تتوقّف عن النشاط.

درجة حرارة جسم الطيور والثدييات ثابتة (مخلوقات ثابتة درجة الحرارة)، ولا تتأثّر بدرجة حرارة بيئتها.

درجة حرارة الثدييات (مثلاً الإنسان) هي 37 درجة مئوية والطيور- 40 درجة مئوية.

يمكن تمييز نوعين من السكون عند الفقاريات على أساس درجة حرارة الجسم.

معظم الفقاريات متسمكة بالحرارة، أو من ذوات الدم البارد، لأن درجة حرارة الجسم تتبع درجة حرارة البيئة ولا يتم الحفاظ عليها ثابتة من خلال الآليات الداخلية (المتجانسة).

تحافظ المجموعة الثانية، وهي الحرارة المتجانسة، على درجة حرارة ثابتة للجسم بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة؛ تشمل هذه الحيوانات ذوات الدم الحار الطيور والثدييات.

الأسماك والبرمائيات:

يتأثر استقلاب الحيوانات المتولدة الحرارة بشكل كبير بالمتغيرات البيئية لدرجة الحرارة والتغذية والفترة الضوئية.

الفترة الضوئية، وهي الطول اليومي للتعرض للضوء، لها تأثير استقلابي ملحوظ في كل من الأسماك والبرمائيات؛ ومع ذلك، تظل الأسماك نشطة طوال العام، على الرغم من أن النشاط قد يكون محدودًا بسبب درجة الحرارة، كما هو الحال في الأسماك التي تستريح في القاع أو في الوحل خلال فترات البرد.

تتعرض الأنواع المقاومة للتجميد السطحي القصير والتبريد الفائق (بدون تجميد) إلى درجات حرارة أقل من نقطة تجمد سوائل الجسم، ولكن لم يتم إثبات أن الأسماك التي تم تجميدها صلبة يمكن أن تصبح نشطة عند إذابتها.

في القطب الشمال، لا توجد أسماك في البحيرات التي تتجمد في الشتاء.

نظرًا لأن معظم الأسماك تحافظ على نوع من النشاط على مدار السنة، فلا يمكن القول أنها أصبحت نائمة بالمعنى الذي تستخدم به الكلمة في هذه المقالة.

بالإضافة إلى الضوء ودرجة الحرارة، هناك ضغوط بيئية أخرى تفرض على الأسماك وهي الجفاف.

أسماك الرئة، ممثلة بالسمكة الرئوية الأفريقية (Protopterus)، تختبئ بعمق في الوحل عندما تتضاءل إمداداتها المائية.

يحيطون أنفسهم بشرنقة من الوحل ويبقون غير نشطين.

لا تعمل الخياشيم خلال هذه الفترة من السكون، ويستخدمون المثانة الهوائية الشبيهة بالرئة لأغراض التنفس.

يعتمدون على احتياطيات الدهون كمصدر للطاقة، ومن أجل الحفاظ على المياه، يفرزون اليوريا بدلاً من الأمونيا.

وذلك لأن الأمونيا كمنتج مطرح شديدة السمية؛ الحيوانات التي تفرز الأمونيا تتطلب كميات كبيرة من الماء لتخفيفها دون المستويات السامة.

اليوريا هي مادة شبه صلبة منخفضة الذوبان، وتتطلب القليل من الماء أو لا تتطلب إطراحها على الإطلاق.

خلال فترات الجفاف أو البرد، تبحث البرمائيات عن منافذ واقية للبقاء نائمة حتى عودة الظروف البيئية المواتية.

غالبًا ما ينطوي فصل الشتاء للضفادع والسمندل على تجميعها بأعداد كبيرة في مكان أرضي رطب، مثل جذوع الأشجار المتعفنة، أو الطين على ضفاف أو قيعان المستنقعات والبرك، أو في الينابيع.

قد تمضي البرمائيات الأكثر توجهاً نحو الأرض، مثل الضفادع، الشتاء في جحور فردية على الأرض.

خلال المواسم الجافة، قد تكون الضفادع نائمة في شرنقة من الطين.

تأثيرات درجة الحرارة:

نظرًا لأن الزواحف تعتمد على مصادر خارجية للحرارة للتدفئة، فإنها تعيش خلال فترات انخفاض درجة الحرارة من خلال البحث عن مكان لا تنخفض فيه درجة الحرارة عن درجة التجمد، إلا بشكل مؤقت.

يوجد المكان الأكثر شيوعًا لسكون الزواحف دائمًا تحت الأرض على عمق يعتمد على التوصيل الحراري للتربة بالنسبة إلى الحد الأدنى لدرجة الحرارة التي تم الوصول إليها.

هذا العامل وحده يمكن أن يتحكم في توزيع الزواحف.

لا أحد يستطيع البقاء على قيد الحياة في القطب الشمالي أو القطب الجنوبي في الأماكن التي تكون فيها باطن الأرض متجمدة بشكل دائم؛ ويمكن أن يوجد عدد قليل نسبيًا في المناطق القريبة من هذه المناطق، حتى لو كانت المواقع المناسبة للسكون متاحة، لأن فصول الصيف القصيرة ستمنع اكتمال دورات الحياة.

على الرغم من محدودية توزيع الثعابين على خطوط العرض أو الارتفاعات العالية ، تم العثور على الأفعى على ارتفاع 3300 متر (10000 قدم) في جبال الألب السويسرية وحتى شمال الدائرة القطبية الشمالية.

تم العثور على أفعى حفرة الهيمالايا على ارتفاع 5000 متر (16000 قدم).

السكون الشتوي في الزواحف ، والذي يسمى أيضًا التخدير، يشبه السبات في الثدييات.

بدلًا من التعرض لفترات طويلة ومستمرة من الخمول، تحرك الزواحف المتخمرة بين الحين والآخر لشرب الماء؛ ومع ذلك، قد يظلون بدون طعام لعدة أشهر.

قد يُظهر السكون في الزواحف إيقاعًا يوميًا أو موسميًا أو كليهما؛ إنها حالة سبات ناتجة مباشرة عن درجة حرارة منخفضة.

عندما يواجه الأفعى، على سبيل المثال، درجات حرارة حوالي 8-10 درجات مئوية (46-50 درجة فهرنهايت)، فإنه يبدأ في البحث عن أماكن مناسبة للراحة فيها.

ينتهي سكونه في الأيام المشمسة الأولى بعد أن تصل درجة الحرارة القصوى إلى 7.5 درجة مئوية (45.5 درجة فهرنهايت).

نظرًا لاختلاف هذه الظروف، تمتد فترة سكون الأفعى من 275 يومًا في شمال أوروبا إلى 105 يومًا في جنوب أوروبا وحوالي أسبوعين في المملكة المتحدة، حيث يوفر تيار الخليج الدفء.

عادة ما تصبح الزواحف نائمة خلال فترات الصيف الحارة ، لكن فسيولوجيا السكون الصيفي مختلفة تمامًا عن فصل الشتاء.

كما ذكرنا سابقًا، فإن السكون الشتوي هو حالة من السبات الناجم عن انخفاض درجة الحرارة، والتي تصبح أكثر وضوحًا مع انخفاض درجة الحرارة.

ومع ذلك، هناك نطاق واسع بين درجة حرارة الحيوان الطبيعية والنشطة (الحرارية) وأدنى درجة حرارة يمكن أن يتواجد عندها.

من ناحية أخرى، في درجات الحرارة المرتفعة، هناك نطاق أضيق بكثير بين درجة الحرارة الحرارية ودرجات الحرارة التي تسبب الوفاة.

بمعنى آخر، يمكن للزواحف أن تتحمل درجات حرارة أكثر برودة بشكل أفضل مما يمكنها تحمل درجات حرارة أعلى.

لهذا السبب، أثناء الطقس الحار، يجب عليهم البحث عن ملجأ تحت الأرض أو في أماكن باردة ومظللة، حيث يظلون نشيطين من الناحية الفسيولوجية ولكن يجب عليهم التخلي عن جميع الأنشطة العادية بسبب الطبيعة المقيدة للمكان الأكثر برودة.

تظهر الزواحف الصحراوية، على وجه الخصوص، استجابات درجة الحرارة هذه يوميًا.

أثناء سكونها، تكون كمية الماء التي يحتاجها الزواحف أقل من الأوقات الأخرى ويتم توفيرها عادةً من خلال المياه الناتجة عن التمثيل الغذائي لاحتياطيات الطعام المخزنة للحيوان، وخاصة الدهون.

في المناطق التي تحدث فيها مواسم رطبة وجافة متناوبة، تحافظ الزواحف على فترة سكون أطول خلال موسم الجفاف.

قد يكون هذا السلوك مرتبطًا بنقص المياه المتاحة أكثر من ارتباطه بدرجة الحرارة، لأن بداية الرياح الموسمية في مثل هذه المناطق تؤدي إلى فترة من نشاط الزواحف المتزايد.

نظرًا لوجود عدد محدود فقط من المواقع المناسبة المتاحة للسكون، يمكن العثور على العديد من الثعابين، عادة من نفس النوع، في كل مكان.

تم أخذ ما يصل إلى 100 ثعبان أو أكثر من عرين شتوي واحد.

في بعض الأحيان، يمكن العثور على السحالي والضفادع أيضًا في نفس العرين، ولكن يصعب إثبات قصص الثعابين التي تشترك في مواقع التعري مع الطيور الصغيرة والثدييات.

من المعتاد أكثر أن نجد أن دخول الثعابين إلى جحر كلب البراري أو بعض الحيوانات ذوات الدم الحار يتبعه إخلاء الساكن الأصلي.

آثار خط العرض:

لا تؤدي التغييرات في خط العرض إلى تغيير أطوال فترات الخمول والنشاط للزواحف فحسب، بل تؤثر أيضًا على إيقاعاتها اليومية بسبب التغيرات في نسب الليل إلى النهار.

عادة ما تنشط العديد من أنواع الثعابين، بما في ذلك الأفعى، في وقت مبكر من المساء.

في خطوط العرض الشمالية (على سبيل المثال، شمال أوروبا، مثل الدول الاسكندنافية وفنلندا)، حيث يتم تقليل طول الموسم النشط بنسبة تصل إلى الثلثين، تنشط هذه الثعابين على مدار اليوم ويمكنها الاستفادة من كل الدفء ساعة من أجل استكمال الأجزاء الضرورية من دورة حياتها.

حتى هذا النشاط المتزايد خلال موسم الصيف الأقصر، لا يعوض خط العرض.

يتباطأ النمو والتطور إلى درجة أن النضج الجنسي يتأخر، وتتطلب فترة الإنجاب عامين بدلاً من عام واحد؛ يتم إنتاج الشباب كل عامين فقط بدلاً من كل عام، كما هو الحال في خطوط العرض المنخفضة.