temperatura e termorregulaÇÃo · comprimidas tornam o corpo mais ... enzimas com alta eficiência...
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TEMPERATURA E TERMORREGULAÇÃO
TERMORREGULAÇÃO ECTOTÉRMICA
TERMORREGULAÇÃO ECTOTÉRMICA
• Controle comportamental
1. Mudança na orientação do corpo em
relação ao sol;
2. Alterações do contorno do corpo;2. Alterações do contorno do corpo;
3. Mudança na coloração (componente
fisiológico)
• Controle fisiológico
Alterações na circulação periférica
Controle comportamental
Alterações do contorno do corpo
Mudança na orientação do corpo em relação ao sol
+
Posturas de termorregulação do lagarto
chifrudo Phrynosoma cornutum:
(a) Orientação positiva: costelas abertas
deixam o corpo quase circular e o eixo
mais longo do corpo fica perpendicular
aos raios solares;
(b) Orientação negativa: costelas
comprimidas tornam o corpo mais
estreito e o eixo mais longo do corpo fica
paralelo aos raios solares;
(c) Não orientado: costelas relaxadas e o
sol sobre a cabeça.
Mudança na coloração (componente fisiológico)
Mudanças na cor do corpo aumentam em até 75% a absorção de energia radiante.
CORES ESCURAS = responsáveis pelo aumentona absorção das ondas curtas
Alguns animais têm a capacidade de clarear o
corpo depois de já estarem aquecidos.
Alguns lagartos absorvem 73% da
radiação quando escuro e 58% quando
suas cores estão mais claras.
Iguana marinha
Amblyrhynchus cristatus
Galápagos - Equador
Ajustes na
circulação
periférica
Galápagos - Equador
Condutânciabaixa
Condutânciaelevada
Tempo de aquecimento X
Tempo de resfriamento
Iguana marinho dos galápagos:• quando um animal frio é imerso em água, que
está 20oC acima de sua TC, o aquecimento é 2 X + rápido do que o resfriamento;
• no ar ambas as taxas são superiores, mas o
aquecimento se mantém 2X + rápido que o resfriamento.
Alguns peixes (ex: atum) possuem
especializações para gerar e reter calor,
o suficiente para aumentar a
temperatura corporal 10oC ou mais
acima da temperatura da água.
TROCADOR DE CALOR: entre
o sangue arterial e venoso –
Rete mirabile
TELEOSTEI – Sub-ordem: Notothenioidei (8 famílias, 43 gêneros e 122 sp)
ECTOTERMOS NO FRIO
Peixes antárticos ESTENOTÉRMICOS, que vivem nas águas frias e termicamente estáveis da costa Antártica, onde a temperatura da água varia de +0,3 °C a -1,86 °C
Família Channichthyidae: não possuem hemoglobina e mioglobina • alta solubilidade do O2 em baixas temperaturas
• natação lenta e baixa TM
Pagetopsis macropterus
Família ChannichthyidaeIcefish
Chaenocephalus aceratus
Trematomus bernacchiiPagothenia borchgrevinki
Sub-ordem: Notothenioidei
CONGELAMENTOdanifica as células
desorganiza a estrutura terciária das proteínas e a permeabilidade das
membranas é alterada drasticamente
A concentração de solutos no sangue dos teleósteos marinhos corresponde à
menos da metade da água do mar – enquanto a água do mar congela a −1,9° C, o
sangue do peixe deve congelar entre −1 a −0,6° C.
Notothenioides apresentam várias adaptações fisiológicas para viver em baixas temperaturas:
1) Glicoproteínas anticongelantes que evitam o congelamento dos tecidos nas águas com temperaturas abaixo de zero (DeVries, 1988)
2) Moléculas de tubulina que se polimerizam em microtúbulos em baixas temperaturas (Detrich, 1991)
3) Enzimas com alta eficiência catalítica que suplanta os efeitos das baixas temperaturas na taxa metabólica,
Os efeitos de “sementes” de cristais de gelo na água contendo um peixe superesfriado (Boreogadus saida).
(a)O peixe pode permanecer indefinidamente na água a −1,5° C, porque seu sangue está superesfriado;
(b) mas, se um pedaço de água congelada a −1,9° C for colocada próxima ao peixe, o estado de superesfriamento é destruido, e
SUPER ESFRIAMENTO
estado de superesfriamento é destruido, e o peixe congela e morre;
(c)A morte ocorre em alguns minutos, embora a água do mar permaneça líquida a −1.5° C.
(d)Processo semelhante ocorre se o peixe entrar em contato com outro peixe morto, que contenha cristais de gelo.
Para sobreviver superesfriado o peixe deve permanecer no fundo
Anti-congelantes usualmente são glicoproteínas ou peptídeos de peso
molecular de 2400–36000 que se ligam aos cristais de gelo e impedem que eles
cresçam.
ANTI-CONGELANTES ou CRIOPROTETORES
Pelo menos 8 moléculas crioprotetoras já foram identificadas e quase todos os peixes antárticos possui algum tipo de anticongelante.os peixes antárticos possui algum tipo de anticongelante.
Peixes da espécie Pagothenia borchgrevinki são protegidos por glicoproteínas e
peptídeos que abaixam o ponto de congelamento de seu sangue, abaixo do ponto
de congelamento da água do mar. Estes compostos são sintetizados no fígado,
secretados para o sangue e distribuídos para o corpo, onde vão evitar o
congelamento pela inibição do crescimento de cristais de gelo. Estes peixes
possuem gelo nos seus tecidos externos (tegumento, brânquias) enquanto os
tecidos internos estão livres de gelo.
Agentes crioprotetores também ocorrem em artrópodes terrestres
O cinipídeo (vespinhas) Eurosta solidagini possui normalmente alta concentração de glicerol e, quando os insetos são expostos à temperaturas baixas, o sorbitol à temperaturas baixas, o sorbitol
é sintetizado às custas do glicogênio armazenado, em adição à ação protetota do
glicerol.
A rã (Rana sylvatica) pode sobreviver no inverno graças à capacidade de tornar-se
congelada e sólida. O animal não é danificado durante o processo e é reanimado
com o aumento da temperatura
O processo de descongelamento é ainda um mistério, os cientistas precisam
identificar o “gatilho” que reinicia o batimento cardíaco da rã.
Imagens de ressonância magnética de uma rã durante o processo de congelamento
A região escura
corresponde ao
local onde os
cristais de gelo são
formados.
O congelamento
progride em
direção aos órgãos
vitais.
O fígado (em forma de
V) é o último a
congelar. O fígado
produz a glicose, que
diminui o ponto de
congelamento e
protege as células.
Estudos recentes revelaram que pelo menos 5 espécies de rãs da América do Norte sobrevivem ao congelamento de seus
líquidos corporais a -8oC no inverno: Hyla chrysoscelis, Hyla versicolor, Pseudacris crucifer, Pseudacris tliserjata e Rana
sylvatica. Esta adaptação permite que essas espécies “hibernem” abaixo da superfície do solo da floresta onde a exposição à temperaturas
abaixo de zero é inevitável.
Depressão metabólica: estratégia adaptativa chave
para sobrevivência em ambientes extremos
Hyla versicolor
• Níveis elevados de glicose: deprimem a biossíntese de uréia no fígado
• Rãs congeladas: apresentam mecanismos para gerar ATP a partir da
fermentação do glicogênio ou glicose, e são tolerantes a períodos com pouca
energia.
ECTOTERMOS NO CALOR
Chiromantis xerampelina: abandona sua coloração escura e protetora (esquerda) e adota uma cor mais clara para refletir os raios de sol (direita).
MUDANÇA DE COR:MSH – hormônio estimulador dos
melanóforos – produzido pela hipófise
OUTRAS ESTRATÉGIAS ADAPTATIVAS:
Armazenamento de água na bexiga urinária
Uricotelismo
Reprodução
MSH � dispersão de melanina
�
Animal escurece
Anfíbios anuros no deserto
Hyla cadaverina - EUA
Scaphiopus conchi - EUA
Armazena H2O na bexiga urinária (até 25% MC)
Animal se enterra (até 2 anos)Alimentam-se de térmitas
Lepidobatrachus laevis (Am Sul) – animal se enterra e constrói um “casulo” para se proteger da perda de água