Termoregulacja owadów – ogrzej się w słońcu!
W poprzednim artykule opisałam podstawowe zagadnienia związane ze sposobami, w jakie różne zwierzęta mogą wykorzystać, by utrzymać odpowiednią temperaturę ciała. Skomplikowane mechanizmy u organizmów stałocieplnych i równie zawiłe u zmiennocieplnych to wielkie osiągnięcie świata naturalnego. Termoregulacja owadów to wiele skomplikowanych procesów i zachowań, dzięki którym mogły zasiedlić niemal całą planetę. Jeżeli nie przeczytałeś poprzedniego artykułu Zwierzaki zimą – termoregulacja jako sposób na przetrwanie, sprawdź go koniecznie nim, przystąpisz do dalszej lektury.
Część pierwsza: ogólne zagadnienia związane z termoregulacją,
Część druga: termoregulacja owadów,
Część trzecia: termoregulacja pszczoły miodnej.
Owady – biedne, malutkie i bezbronne?
Można śmiało powiedzieć, że organizmy o tak małej masie mają po prostu trudniej. Łatwiej pożreć niewielkiego chrabąszcza niż zwierzę większych rozmiarów jak dzik czy jeleń. Do tego ich niewielkie rozmiary powodują szybką utratę ciepła. W przypadku zwierząt stałocieplnych wzrasta zapotrzebowanie na energię, by utrzymać temperaturę na stałym poziomie. Organizmy zmiennocieplne, szczególnie owady, muszą radzić sobie nieco inaczej.
Prawdziwa chrabąszczowa uczta odbywa się co cztery lata – to właśnie w takich odstępach czasu z ziemi wygrzebują się dwa gatunki chrabąszczy – majowy i kasztanowiec. Szczególnie kłopotliwe są pędraki tych stworzeń, które niszczą system korzeniowy roślin, dlatego Lasy Państwowe muszą stale monitorować stan populacji. W związku z tym, że dzieje się to raz na cztery lata, czasu na ograniczenie populacji w przypadku wystąpienia rójki jest ograniczony. Jedna samica chrabąszcza potrafi złożyć nawet 80 jaj, z których wylęgną się larwy, a dalej żarłoczne pędraki. Czas rójki chrabąszczy wykorzystuje wiele zwierząt jako szybki i świeży posiłek.
Niektóre owady (sprawnie latające) posiadły jednak tymczasową zdolność do endotermii (pozyskiwania energii cieplnej z procesów metabolicznych). Do czynników wpływających na temperaturę wnętrza ciała owadów należą: zmiany tempa metabolicznej produkcji ciepła, zmiany szybkości utraty ciepła do otoczenia luba napływu ciepła z otoczenia do organizmu. Podczas spoczynku tempo metaboliczne jest niskie, podczas gdy w czasie wysiłku fizycznego zmienia się znacząco. Wysiłek w cieplejsze dni mógłby być zabójczy, gdyby nie kilka rozwiązań, w które ich organizmy zostały wyposażone. Termoregulacja owadów obejmuje więc nie tylko przetrwanie chłodniejszych dni, ale i skuteczne odprowadzanie ciepła latem.
Jak owady radzą sobie z zimnem?
- wymiana ciepła przez promieniowanie – emisja długofalowego promieniowania podczerwonego i pochłaniania promieniowania słonecznego krótkofalowego i promieniowania podczerwonego z innych źródeł. Skuteczność uzyskiwania ciepła jest w tym przypadku uzależniona od wielkości i kształtu ciała owada i jego ustawienia względem źródła ciepła (np. słońca);
- wymiana ciepła na drodze przewodnictwa – przekazywanie energii bezładnego ruchu jednym grupom cząsteczek przez inne. W tym przypadku konieczny jest kontakt fizyczny między ciałami;
- wymiana ciepła na drodze konwekcji – unoszenie ciepła razem z ośrodkiem: otaczającym powietrzem lub wodą;
- wymiana ciepła na drodze parowania – pobieranie ciepła przez wodę parującą z powierzchni ciała.
Termoregulacja behawioralna u owadów
Najprostszym przykładem tego typu termoregulacji owadów jest ustawianie ciała względem padających promieni słonecznych. W zależności od tego, czy owad chce uzyskać jak najwięcej ciepła, czy też stara się tego uniknąć, może ustawiać się w pierwszym przypadku prostopadle (maksymalnie zwiększając pobieranie ciepła) lub równolegle. Takie reakcje zaobserwujesz w przypadku niektórych motyli, chrząszczy czy ważek.
Termoregulacja owadów a styl lotu
Owady sprawnie latające sporą ilość ciepła uzyskują podczas lotu. Jednak także w czasie spoczynku mogą wykorzystać potencjał drzemiący w mięśniach, wprawiając je w drgania. Motyle czy ważki mogą zmieniać sposób lotu z trzepoczącego na ślizgowy, ograniczając powstawanie ciepła jako skutku ubocznego. Gdy jednak ich system wymiany ciepła nie jest w stanie poradzić sobie z wysokimi temperaturami, zostają zmuszone do ograniczenia aktywności w najcieplejszych porach dnia.
Cdn.
Źródło:
Biologia termiczna pszczół – zdumiewająca przemiana od zmiennocieplności do stałocieplności, P. Grodzicki, M. Caputa, [w:] Kosmos. Problemy nauk biologicznych, Tom 52 2003.