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Sind „homöotherm“ und „endotherm“ synonym?

Sind „homöotherm“ und „endotherm“ synonym?


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Ich habe diese Frage aus den Kommentaren unter dieser Antwort erhalten. Haben also homöotherm und poikilotherm die gleiche Bedeutung wie endotherm bzw. ektotherm? Ein Benutzer schlug auch vor, dass die Begriffe wie poikilothermisch und homöothermisch obsolet geworden sind. Was ist der Grund dafür, dass sie veraltet sind?


[D]o homöotherm und poikilotherm haben die gleiche Bedeutung wie endotherm bzw. ektotherm[?]

Nein. Einmal beziehen Sie sich auf die Wärmequelle, während Sie sich ein anderes Mal darauf beziehen, ob sich die Innentemperatur im Laufe der Zeit ändert.

Wärmequelle

  • Endo = innen
  • exo = außen

Abweichung der Innentemperatur

  • Poikilo = variiert
  • homeo = variiert nicht

Kombinationen

Es gibt jede beliebige Kombination dieser beiden Achsen. Zum Beispiel: Wenn die Temperatur in der Umgebung nie schwankt, können Sie homöotherm sein, ohne endotherm sein zu müssen. Sie zum Beispiel sind ein Homöo-Endo-Therm.

Ein lustiges häufiges Beispiel sind die großen Dinosaurier, von denen man annimmt, dass sie homöotherm sind (siehe jedoch die Kommentare von @John und @Gerardo), weil ihr Stoffwechsel etwas Wärme als Nebenprodukt produziert (wie jeder Organismus) und sie so groß sind, dass sie warm bleiben, danke zu dieser Wärmequelle. Allerdings waren sie wahrscheinlich nicht in der Lage, ihre Temperatur aktiv zu regulieren. Daher würde ich Dinosaurier eher als homöo-exo-therm bezeichnen, aber es würde mich nicht wundern, wenn jemand große Dinosaurier lieber als homöo-endo-therm bezeichnen würde.

Beachten Sie, dass die Terminologie in der Realität etwas komplizierter sein kann, da die Vielfalt der Mechanismen der Körpertemperaturregulation wichtig ist.


Traditionell sind die Begriffe poikilotherm und homöotherm wurden verwendet, um sich auf Organismen zu beziehen, die ihre Körpertemperatur nicht regulieren bzw. ihre Körpertemperatur regulieren.

Diese Begriffe sind jedoch nicht die besten, was ihre Etymologie betrifft. Zum Beispiel, poikilos (griechisch ποικίλος, „vielfarbig“) bedeutet „vielfältig“, „vielfältig“, während homoios (griechisch ὅμοιoς) bedeutet „ähnlich“, „ähnlich“. Aber einige Fische, die wir als a . definieren poikilotherm, kann eine lebenslange Körpertemperaturvariation von 1℃ oder weniger haben, während einige Säugetiere ein Eichhörnchen mögen, das wir als ein homöotherm, kann eine tägliche Körpertemperaturschwankung von mehr als 20℃ haben.

Dann die Bedingungen Ektothermen und endotherme als neue und moderne Terminologie erschienen. Und das sollen sie tatsächlich sein.

Das Problem ist, dass viele Leute das einfach dachten ektotherm war ein neuer Name für poikilotherm und das endotherm war ein neuer Name für homöotherm, als wären sie Synonyme. Aber sie sind es nicht. Folge mir:

(Ein Wort zur Vorsicht, bevor wir fortfahren: Leider gibt es keine Organisation, die die in den verschiedenen Zweigen der Biologie verwendeten Begriffe wie die IUPAC für die Chemie regelt. Die Akzeptanz eines Begriffs hängt also weitgehend vom Konsens zwischen den Forschern und den Buchautoren Meine Antwort hier beschreibt die von Whithers verwendete Nomenklatur, Vergleichende Tierphysiologie, meiner Meinung nach das beste Buch über vergleichende Physiologie.)

Thermokonforme und Thermoregulatoren

Nach Withers (1992) lassen sich Tiere hinsichtlich ihrer Fähigkeit, ihre Körpertemperatur zu regulieren, in zwei Gruppen einteilen:

  • Thermokonform: Tiere, die ihre Körpertemperatur nicht regulieren. Ihre Körpertemperatur entspricht ziemlich genau der Temperatur ihrer Umgebung.
  • Thermoregulatoren: Tiere, die ihre Körpertemperatur aktiv regulieren. Ihre Körpertemperatur kann daher von der Temperatur ihrer Umgebung abweichen.

In Withers Worten:

Die meisten Tiere sind nicht in der Lage, ihre Körpertemperatur zu kontrollieren, und TB passt sich passiv ihrer thermischen Umgebung an; diese Tiere thermokonform […] Manche Tiere hingegen regulieren ihre Körpertemperatur oft gegen einen erheblichen Temperaturgradienten zwischen ihrem Körper und der Umgebung; Sie thermoregulieren.

Übrigens, dieses Suffix-Muster von _konform und _Regler ist im Buch üblich. Withers spricht zum Beispiel über osmokonform und Osmoregulatoren (die ihre Körperosmolarität regulieren können oder nicht) und so weiter.

So, thermokonform und Temperaturregler sind Begriffe, die beschreiben, ob das Tier in der Lage ist, seine Körpertemperatur zu regulieren oder nicht. Aber diese Begriffe beschreiben nicht die Quelle der thermischen Energie.

Endothermen und Ektothermen

Hier kommt endotherm und ektotherm. Zusamenfassend:

  • Endotherm: Die Hauptwärmequelle (Wärmeenergie) ist der Organismus selbst.
  • Ektotherm: Die Hauptwärmequelle (Wärmeenergie) ist die Umwelt.

Laut Withers:

Die Begriffe Ektotherme und Endotherme sind vielleicht die nützlichsten, um die thermischen Fähigkeiten von Tieren zu beschreiben, da sie eine mechanistische Grundlage haben. Ein ektotherm ist ein Tier, dessen Wärmehaushalt von externen Wärmequellen dominiert wird und dessen metabolische Wärmeproduktion unbedeutend ist. […] Endotherme sind Tiere, deren Wärmehaushalt durch ihre körpereigene metabolische Wärmeproduktion dominiert wird.

Jetzt können wir versuchen, diese Begriffe zu kombinieren, und das wird uns zu dem Verständnis führen, dass keiner von ihnen weder für poikilotherm noch für homöotherm steht:

Alle Thermokonformen sind Ektothermen, das ist unproblematisch. Kompliziert wird es bei Thermoregulatoren: Thermoregulatoren können ektotherm oder endotherm sein.

Zum Beispiel sind die meisten Reptilien ektotherme Thermoregulatoren, aber einige Dinosaurier-Reptilien, wie die Vögel (und höchstwahrscheinlich alle anderen Dinosaurier), sind endotherme Thermoregulatoren.

Diese Tabelle (ebd.) fasst die möglichen Kombinationen sehr gut zusammen:

Abschluss

Es ist klar, dass die Bedingungen poikilotherm und homöotherm (oder noch schlimmer, kaltblütig und warmblütig) sind veraltet und unzureichend.

Aber sie sollten nicht einfach durch das Paar ersetzt werden ektotherm/endotherm. Ektotherm und Endotherm sind Begriffe, die sich nur auf die Hauptwärmequelle beziehen. Die am besten geeigneten Begriffe zur Beschreibung der Fähigkeit, die Temperatur zu regulieren, sind thermokonform und Temperaturregler (die übrigens sind nicht Synonym zu poikilotherm/homöotherm entweder).

Quelle:

  • Withers, P. (1992). Vergleichende Tierphysiologie. Forth Worth: Saunders.

Unterschied zwischen Endotherm und Homeotherm

Die Begriffe endotherm und homöoterm sind aufgrund ihrer Ähnlichkeiten oft verwirrende Begriffe. Die Begriffe sind verwandt und beziehen sich auf Organismen, die ihre Körperfunktionen automatisch ändern können, um ihre innere Temperatur zu kontrollieren. Menschen sind endotherm, da unser Körper zittert, um die Temperatur zu erhöhen, und schwitzt, um zusätzliche Wärme aus dem Körper abzugeben. Es ist ein ziemlich interessantes Konzept, da der Körper abhängig von der Außentemperatur automatisch die Funktionen ändert, um die Homöostase aufrechtzuerhalten.

Ein Endotherm ist ein Organismus, der seine Körpertemperatur ohne die Hilfe äußerer Umgebungswärme auf einem günstigen Niveau hält. Endotherme tun dies, indem sie die durch die internen Prozesse freigesetzte Wärme nutzen oder abgeben. Es ist allgemein bekannt, dass in dem Moment, in dem eine Energieart in eine andere umgewandelt wird, Wärme freigesetzt wird. Auch Energie, die ihren Zustand untereinander ändert, setzt Wärme frei. An einem Tag, an dem es draußen heiß ist, gibt der Körper Wärme ab, um die Innentemperatur zu halten. An einem kalten Tag verbraucht der Körper Wärme und erhöht die inneren Funktionen, um mehr Wärme zu produzieren. Es verursacht auch Zittern, um mehr Hitze zu erzeugen.

Ein Endotherm kann diese Temperatur im Vergleich zu Ektothermen (Kreaturen, die von Außentemperaturen abhängig sind, um ihre eigene zu halten) halten, da sie eine große Anzahl von Mitcochondrien pro Zelle haben, die es ihnen ermöglichen, Wärme zu erzeugen, indem sie die Geschwindigkeit erhöhen, mit der sie Fette metabolisieren und Zucker. Bei längerer Exposition gegenüber kalten Bereichen ist der Körper in der Lage, Wärme zu speichern, indem er die Körperkerntemperatur unter die Temperatur senkt, die zur Aufrechterhaltung der Homöostase erforderlich ist. Diese Methode wird als Hypothermie bezeichnet. Auf Hitze reagiert der menschliche Körper mit Schwitzen, während andere Tiere andere Körperfunktionen wie Hecheln (Hunde) oder Bewegen der Ohren (Elefanten) nutzen, um sich zu kühlen.

Homöothermie geht tatsächlich Hand in Hand mit Endothermen, da Homöothermie der Prozess der Thermoregulation ist, der verwendet wird, um eine stabile innere Körpertemperatur unabhängig von äußeren Einflüssen aufrechtzuerhalten. Endotherme verwenden tatsächlich den Prozess der Homöothermie, um ihre inneren Körpertemperaturen unter Kontrolle zu halten. Die Temperatur ist oft höher als die unmittelbare Umgebung. Der Begriff „homöotherm“ leitet sich von den griechischen Wörtern „homios“ für „ähnlich“ und „therme“ für „Wärme“ ab. Nicht alle homöothermischen Organismen sind endotherm, da einige Homeotherms allein durch Verhaltensmechanismen konstante Körpertemperaturen aufrechterhalten können, wie z. B. Reptilien. Die Homöopathie ist eine der drei Arten von Warmblütern und steht im Gegensatz zu Poikilothermen (Organismen, deren Innentemperaturen variieren).


Sind „homöotherm“ und „endotherm“ synonym? - Biologie

Vögel sind endotherm, genauer gesagt, homöothermisch– was bedeutet, dass sie normalerweise eine erhöhte und konstante Körpertemperatur aufrechterhalten, die deutlich über der durchschnittlichen Körpertemperatur der meisten Säugetiere liegt. Dies liegt unter anderem daran, dass der aktive Flug – insbesondere die Schwebefähigkeiten von Vögeln wie Kolibris – enorme Energiemengen erfordert, was wiederum einen hohen Stoffwechsel erfordert. Wie Säugetiere (die ebenfalls endotherm und homöotherm sind und mit einem isolierenden Fell bedeckt sind), haben Vögel mehrere verschiedene Arten von Federn, die zusammen „Wärme“ (Infrarotenergie) im Kern des Körpers halten, von der Oberfläche weg, wo sie verloren gehen kann durch Strahlung und Konvektion an die Umgebung.

Moderne Vögel produzieren zwei Hauptarten von Federn: Konturfedern und Daunenfedern. Konturfedern haben eine Reihe von Parallelen Widerhaken dieser Zweig von a Zentralwelle. Die Widerhaken haben wiederum mikroskopisch kleine Äste namens Widerhaken die durch winzige Haken miteinander verbunden sind, was die Feder einer Feder zu einer starken, flexiblen und ununterbrochenen Oberfläche macht. Im Gegensatz dazu sind die Barbulen von Daunenfedern nicht ineinander greifen, was diese Federn besonders gut für die Isolierung macht, Luft in den Räumen zwischen den losen, ineinandergreifenden Widerhaken benachbarter Federn einschließt, um den Wärmeverlust durch Konvektion und Strahlung zu verringern. Bestimmte Körperteile eines Vogels sind mit Daunen bedeckt, und die Basis anderer Federn hat einen Daunenanteil, während frisch geschlüpfte Vögel fast vollständig mit Daunen bedeckt sind, die als hervorragende Isolierung dienen und die thermische Grenzschicht zwischen der Haut und der äußeren Umgebung.

Abbildung 1. Primärfedern befinden sich an der Flügelspitze und sorgen für Schub Sekundärfedern befinden sich nahe am Körper und sorgen für Auftrieb.

Federn bieten nicht nur Isolierung, sondern ermöglichen auch den Flug, indem sie den Auftrieb und den Schub erzeugen, die für fliegende Vögel erforderlich sind, um in der Luft zu sein und zu bleiben. Die Federn an einem Flügel sind flexibel, So lösen sich die Federn am Ende des Flügels, wenn sich Luft über sie bewegt, wodurch der Widerstand am Flügel verringert wird. Auch Flugfedern sind asymmetrisch und gebogen, sodass die darüber strömende Luft Auftrieb erzeugt. An den Flügeln befinden sich zwei Arten von Flugfedern, Primärfedern und Sekundärfedern (Abbildung 1). Primärfedern befinden sich an der Spitze des Flügels und sorgen für Schub, wenn der Vogel seine Flügel unter Verwendung der großen Brustmuskeln nach unten bewegt. Sekundärfedern befinden sich näher am Körper, im Unterarmbereich des Flügels und sorgen für Auftrieb. Im Gegensatz zu Primär- und Sekundärfedern befinden sich Konturfedern am Körper, wo sie dazu beitragen, den Formwiderstand zu reduzieren, der durch den Windwiderstand gegen den Körper während des Fluges entsteht. Sie schaffen eine glatte, aerodynamische Oberfläche, damit sich die Luft schnell über den Körper des Vogels bewegt, Turbulenzen verhindert und ideale aerodynamische Bedingungen für einen effizienten Flug geschaffen werden.

Das Schlagen des gesamten Flügels erfolgt hauptsächlich durch die Wirkung der Brustmuskulatur: Konkret bewegt die Kontraktion des M. pectoralis major die Flügel nach unten (Abwärtsschlag), während die Kontraktion des M. supracoracoideus die Flügel über eine zähe Sehne nach oben (Aufschlag) bewegt geht über den Korakoidknochen und die Oberseite des Humerus. Beide Muskeln sind am Brustbeinkiel befestigt und das sind die Muskeln, die der Mensch im Urlaub isst (deshalb bietet der Rücken des Vogels wenig Fleisch!). Diese Muskeln sind bei Vögeln hoch entwickelt und machen einen höheren Anteil der Körpermasse aus als bei den meisten Säugetieren. Die Flugmuskeln hängen an einem klingenförmigen Kiel, der ventral vom Brustbein absteht, wie der Kiel eines Bootes. Das Brustbein von Vögeln ist tiefer als das anderer Wirbeltiere, was die großen Flugmuskeln beherbergt. Die Flugmuskulatur von Vögeln, die aktiv fliegen, ist reich an Sauerstoff speichernden Myoglobin. Eine weitere Skelettmodifikation, die bei den meisten Vögeln zu finden ist, ist die Verschmelzung der beiden Schlüsselbeine (Schlüsselbeine), wodurch die furcula oder Querlenker. Die Furcula ist flexibel genug, um sich zu beugen und den Schultergürtel beim Schlagen zu stützen.

Eine wichtige Voraussetzung für den Flug ist ein geringes Körpergewicht. Mit zunehmendem Körpergewicht steigt die für das Fliegen erforderliche Muskelleistung. Der größte lebende Vogel ist der Strauß, und obwohl er viel kleiner als die größten Säugetiere ist, ist er sekundär flugunfähig. Bei fliegenden Vögeln erleichtert die Reduzierung des Körpergewichts das Fliegen. Bei Vögeln wurden verschiedene Modifikationen gefunden, um das Körpergewicht zu reduzieren, einschließlich Pneumatisierung von Knochen. Pneumatische Knochen (Abbildung 2) sind hohle Knochen, die nicht mit Gewebe gefüllt sind Querstreben aus Knochen genannt Trabekel strukturelle Verstärkung bieten. Pneumatische Knochen werden nicht bei allen Vögeln gefunden, und sie sind bei großen Vögeln umfangreicher als bei kleinen Vögeln. Nicht alle Knochen des Skeletts sind pneumatisch, obwohl die Schädel fast aller Vögel es sind. Der Kiefer wird auch dadurch aufgehellt, dass schwere Kieferknochen und Zähne durch einen Schnabel aus Keratin ersetzt werden (genauso wie Haare, Schuppen und Federn).

Abbildung 2. Viele Vögel haben hohle, pneumatische Knochen, die das Fliegen erleichtern.

Andere Modifikationen, die das Gewicht reduzieren, umfassen das Fehlen einer Harnblase. Vögel besitzen eine Kloake, eine äußere Körperhöhle, in die sich die Darm-, Harn- und Genitalöffnungen bei Reptilien, Vögeln und monotremen Säugetieren münden. Die Kloake ermöglicht es, Wasser aus dem Abfall wieder in den Blutkreislauf aufzunehmen. Harnsäure ist also nicht als Flüssigkeit eliminiert, aber zu Uratsalzen konzentriert, die zusammen mit Fäkalien ausgestoßen werden. Auf diese Weise wird kein Wasser in einer Harnblase gehalten, was das Körpergewicht erhöhen würde. Außerdem besitzen die Weibchen der meisten Vogelarten nur einen funktionellen (linken) Eierstock statt zwei, was die Körpermasse weiter reduziert.

Das Atmungssystem von Vögeln unterscheidet sich dramatisch von dem von Reptilien und Säugetieren und ist gut an die für den Flug erforderliche hohe Stoffwechselrate angepasst. Zunächst sind die Lufträume des pneumatischen Knochens manchmal mit Luftsäcken in der Körperhöhle verbunden, die die Zölomflüssigkeit ersetzen und den Körper auch leichter machen. Diese Luftsäcke sind auch mit dem Luftstrom durch den Körper des Vogels verbunden und wirken bei der Atmung. Im Gegensatz zu Säugetierlungen, in denen die Luft beim Ein- und Ausatmen in zwei Richtungen strömt, wodurch die Sauerstoffkonzentration verdünnt wird, ist der Luftstrom durch die Vogellunge unidirektional (Abbildung 3). Der Gasaustausch findet in “Luftkapillaren” oder mikroskopischen Luftwegen innerhalb der Lunge statt. Durch die Anordnung von Luftkapillaren in der Lunge entsteht ein Gegenstrom-Austauschsystem mit dem Lungenblut. In einem Gegenstromsystem strömt die Luft in eine Richtung und das Blut in die entgegengesetzte Richtung, wodurch ein günstiger Diffusionsgradient und ein effizienter Gasaustausch geschaffen werden. Dieses sehr effektive Sauerstoffversorgungssystem der Vögel unterstützt ihre höhere Stoffwechselaktivität. Tatsächlich wird die Belüftung durch die Parabronchien (minimal dehnbare Lunge) mit dünnen Luftsäcken zwischen den viszeralen Organen und dem Skelett gewährleistet. Eine Syrinx (Sprachbox) befindet sich in der Nähe der Verbindung von Luftröhre und Bronchien. Die Syrinx ist jedoch nicht homolog zum Kehlkopf von Säugetieren, der sich im oberen Teil der Luftröhre befindet.

Abbildung 3. Die Vogelatmung ist ein effizientes System des Gasaustauschs mit unidirektional strömender Luft. Beim Einatmen strömt Luft von der Luftröhre in die hinteren Luftsäcke und dann durch die Lunge in die vorderen Luftsäcke. Die Luftsäcke sind mit dem hohlen Inneren der Knochen verbunden. Beim Ausatmen gelangt Luft aus den Luftsäcken in die Lunge und aus der Luftröhre. (Kredit: Änderung der Arbeit von L. Shyamal)

Abgesehen von den oben diskutierten einzigartigen Eigenschaften sind Vögel aufgrund einer Reihe anderer Merkmale auch ungewöhnliche Wirbeltiere. Erstens haben sie typischerweise einen länglichen (sehr "dinosaurier") S-förmigen Hals, aber einen kurzen Schwanz oder Pygostil, entsteht aus der Fusion der Schwanzwirbel. Im Gegensatz zu Säugetieren haben Vögel nur einen Hinterkopfkondylus, der ihnen eine umfassende Bewegung von Kopf und Hals ermöglicht. Sie haben auch eine sehr dünne Epidermis ohne Schweißdrüsen und eine spezielle Uropygialdrüse oder Talgdrüse, die sich an der dorsalen Basis des Schwanzes befindet. Diese Drüse ist bei den meisten Vögeln für das Putzen (eine praktisch kontinuierliche Aktivität) unerlässlich, da sie eine ölige Substanz produziert, die Vögel verwenden, um ihre Federn wasserdicht zu machen und sie für den Flug flexibel zu halten. Eine Reihe von Vögeln, wie Tauben, Papageien, Falken und Eulen, haben keine Uropygialdrüse, aber spezielle Federn, die sich in eine pudrige Daunen „auflösen“, was dem gleichen Zweck dient wie die Öle der Uropygialdrüse.

Wie Säugetiere haben Vögel 12 Hirnnervenpaare und ein sehr großes Kleinhirn und Sehlappen, aber nur einen einzigen Knochen im Mittelohr, der Columella (der Steigbügel bei Säugetieren) genannt wird. Sie haben ein geschlossenes Kreislaufsystem mit zwei Vorhöfen und zwei Ventrikeln, aber anstelle eines „linksgebogenen“ Aortenbogens wie bei Säugetieren haben sie einen „rechtsgebogenen“ Aortenbogen und kernhaltige rote Blutkörperchen (im Gegensatz zu den entkernten roten Blutkörperchen). Blutzellen von Säugetieren).

All diese einzigartigen und hochgradig abgeleiteten Eigenschaften machen Vögel zu einer der auffälligsten und erfolgreichsten Wirbeltiergruppen, die eine Reihe ökologischer Nischen füllen und in der Größe vom winzigen Bienenkolibri Kubas (ca. 2 Gramm) bis zum Strauß (ca Gramm). Ihre großen Gehirne, scharfen Sinne und die Fähigkeit vieler Arten, Laute zu imitieren und Werkzeuge zu verwenden, machen sie zu einigen der intelligentesten Wirbeltiere der Erde.

Zusammenfassend: Eigenschaften von Vögeln

Vögel sind endotherm, das heißt sie produzieren ihre eigene Körperwärme und regulieren ihre Innentemperatur unabhängig von der Außentemperatur. Federn dienen nicht nur als Isolierung, sondern ermöglichen auch den Flug, indem sie mit Sekundärfedern Auftrieb und mit Primärfedern Schub verleihen. Pneumatische Knochen sind eher hohle als mit Gewebe gefüllte Knochen, die Lufträume enthalten, die manchmal mit Luftsäcken verbunden sind. Der Luftstrom durch die Vogellunge strömt in eine Richtung und erzeugt einen Gegenstrom mit dem Blut.


Homeothermisch vs. Poikilotherm

Der Hauptunterschied zwischen Homeothermic und Poikilotherm besteht darin, dass die Homeothermic ist eine Thermoregulation, die unabhängig von äußeren Einflüssen eine stabile innere Körpertemperatur aufrechterhält und Poikilotherm ist ein Organismus, dessen innere Temperatur stark schwankt.

Homöothermie oder Homothermie ist eine Thermoregulation, die unabhängig von äußeren Einflüssen eine stabile innere Körpertemperatur aufrechterhält. Diese innere Körpertemperatur ist oft, aber nicht unbedingt, höher als die der unmittelbaren Umgebung (von griechisch ὅμοιος homoios „ähnlich“ und θέρμη thermē „Wärme“). Die Homöothermie ist eine der drei Arten der Thermoregulation bei warmblütigen Tierarten. Das Gegenteil der Homöothermie ist die Poikilothermie.

Homeothermen sind nicht unbedingt endotherm. Einige Homöothermen können allein durch Verhaltensmechanismen, d. h. verhaltensbedingte Thermoregulation, konstante Körpertemperaturen aufrechterhalten. Viele Reptilien verwenden diese Strategie. Wüsteneidechsen zum Beispiel sind dadurch bemerkenswert, dass sie nahezu konstante Aktivitätstemperaturen aufrechterhalten, die oft innerhalb eines oder zwei Grades ihrer tödlichen kritischen Temperaturen liegen.

Ein Poikilotherm () ist ein Tier, dessen innere Temperatur stark schwankt. Es ist das Gegenteil von einem Homeotherm, einem Tier, das die thermische Homöostase aufrechterhält. Während der Begriff im Prinzip auf alle Organismen zutreffen kann, wird er meist nur auf Tiere und meistens auf Wirbeltiere angewendet. Normalerweise ist die Schwankung eine Folge der Schwankung der Umgebungstemperatur. Viele terrestrische Ektothermen sind poikilotherm. Einige Ektothermen bleiben jedoch in Umgebungen mit konstanter Temperatur bis zu dem Punkt, an dem sie tatsächlich in der Lage sind, eine konstante Innentemperatur aufrechtzuerhalten (d. h. homöothermisch sind). Es ist diese Unterscheidung, die den Begriff "Poikilotherm" oft nützlicher macht als den Volksmund "kaltblütig", der manchmal verwendet wird, um sich allgemeiner auf Ektothermen zu beziehen.

Poikilothermische Tiere umfassen Arten von Wirbeltieren, insbesondere Fische, Amphibien und Reptilien, sowie eine große Anzahl von wirbellosen Tieren. Der Nacktmull ist das einzige Säugetier, von dem derzeit angenommen wird, dass es poikilotherm ist.


Energiebilanz in der Homöothermie

Zwischen 80 und 90 % der von den meisten Säugetieren aufgewendeten Energie wird durch Homöothermie für die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur verwendet.

Dieser Faktor variiert natürlich je nach Lebensraum und Jahreszeit. Der Energiebedarf einer Maus in Ruhe ist pro Gramm Gewicht zehnmal höher als der eines Pferdes in Ruhe.

Die kleinsten Säugetiere müssen fast ständig essen, um zu überleben.

Der umgekehrte Effekt ist, dass große Säugetiere mehr Probleme haben, sich abzukühlen, wenn sie überhitzen. Daher die großen Ohrläppchen eines Elefanten, die seine wirksame Oberfläche vergrößern. Durch das Pumpen von Blut in seine Ohren kann ein Elefant den Wärmeverlust erhöhen.

Die Ohren eines Elefanten spielen eine Schlüsselrolle bei der Homöothermie

Der Energiebedarf beeinflusst auch die Ernährung eines Tieres, da der Bedarf an einer höheren Energieaufnahme kleine Säugetiere dazu bringt, energiereiche Nahrung wie Samen, Früchte, Knospen, Insekten und andere Säugetiere zu suchen. Während größere Säugetiere weniger nahrhafte Nahrung wie Blätter oder Gras essen können – oder weniger oft essen.

Das Verbrennen von Nahrung (Zucker) zur Aufrechterhaltung unserer inneren Temperatur nennt man innere Atmung, was nicht zu verwechseln ist mit äußere Atmung das ist der physikalische Vorgang des Atmens.

Obwohl der Prozess viele Schritte umfasst und Enzymkatalysatoren umfasst, ist die chemische Gleichung recht einfach:


Was bedeutet Homeotherm?

1. homöothermisch - von Vögeln und Säugetieren mit konstanter und relativ hoher Körpertemperatur. homoiotherm, homotherm. warmblütig - warmes Blut haben (in Tiere deren Körpertemperatur intern reguliert wird)

Welche Tiere sind außerdem homöotherm? Homeotherme sind diejenigen, die nur überleben können, wenn die innere Körpertemperatur in einem engen Bereich liegt. Beispiel Säugetiere, Vögel, und Amphibien. Poikilothermen sind diejenigen, die bei ihrer inneren Körpertemperatur überleben können, die in einem weiten Bereich variiert. Beispiel - Fische und Reptilien.

Zweitens, was bedeutet Heterothermie?

&tau&epsilon&rho&omicron&sigmaf heteros "andere" und &thetaέ&rho&mu&eta thermē "Hitze") ist ein physiologischer Begriff für Tiere, die zwischen der Selbstregulierung ihrer Körpertemperatur und der Beeinflussung durch die Umgebung variieren.

Was ist der Unterschied zwischen endotherm und homöotherm?

Endotherme sind Tiere, die hauptsächlich ihre eigene Wärme produzieren. Ektothermen sind Tiere, die Wärme hauptsächlich über die Umgebung aufnehmen. Homeotherms sind Tiere, die eine konstante Körpertemperatur haben. Poikilothermen sind Tiere, deren Körpertemperatur sich je nach Umgebung anpasst.


HETEROTHERMIE

Heterothermie („hetero“, anders) kommt vor in Tiere, die von Endothermie zu Ektothermie wechseln können. Dies geschieht normalerweise bei kleinen Vögeln und Säugetieren mit hohen Stoffwechselraten (ziemlich aktiv und mit sehr hohem Energiebedarf), was senken ihre Körpertemperatur während Inaktivitätsphasen. Diese Inaktivitätsperioden sind normalerweise jährlich oder täglich.

Jährliche Inaktivitätsphasen werden normalerweise als Winterschlaf bezeichnet (oder estivation wenn es im Sommer passiert). Normalerweise sind Winterschläfer endotherme Säugetiere wie Eichhörnchen, kleine Primaten, Igel und viele Beuteltiere, und obwohl Bären auch Winterschlaf halten und ihren Stoffwechsel herabsetzen, wird ihre Körpertemperatur nicht so sehr gesenkt (nur ein oder zwei Grad).

Während des Winterschlafs, die Stoffwechselrate des Tieres wird drastisch gesenkt und so hört es auf, seine Körpertemperatur zu regulieren, wodurch es der Umgebung ähnlich ist (deshalb suchen Winterschlafsäugetiere an Orten Zuflucht, an denen die Temperatur nicht so kalt ist wie im Freien). Wenn typischerweise homöotherme und endotherme Tiere nicht in der Lage sind, genügend Nahrung zu finden, gehen sie in einen poikilothermen und ektothermen Zustand über, um Energie zu sparen.

Andere homöotherme Tiere gehen durch tägliche poikilotherme Perioden namens Torpor, wobei auch ihr Stoffwechsel stark reduziert ist. Dies geschieht typischerweise bei vielen Fledermausarten, die nachts (wenn sie wach sind) eine hohe Körpertemperatur haben, die jedoch tagsüber (wenn sie schlafen) abnimmt. Da Fledermäuse jedoch tagsüber bei höheren Temperaturen schlafen, sinkt ihre Temperatur nicht so stark, wie wenn sie nachts schlafen würden.

Kolibris können ihre Temperatur auch nachts senken, aber in ihrem Fall hängt dies von der Nektarmenge ab, die sie tagsüber konsumiert haben. Kolibris ernähren sich ausschließlich von Nektar, der hauptsächlich Saccharose enthält, die im Organismus nicht gespeichert werden kann und direkt in Blut und Gewebe gelangt. Das heisst Kolibris haben einen extrem hohen Stoffwechsel und müssen sehr oft füttern, um ihre Aktivität aufrechterhalten zu können jeden Tag.

Wenn sie tagsüber viel Nektar zu sich nehmen konnten, können sie nachts ihre typische Körpertemperatur von 39 ° C halten Zustand der Erstarrung, in dem ihr Stoffwechsel stark reduziert ist und die Körpertemperatur auf 12-17 °C sinkt. Dadurch können sie Energie sparen, um am nächsten Tag nach mehr Nektar suchen zu können.

Als nächstes haben wir den Fall der Nacktmull (Heterocephalus Lagerbier), ein Nagetier aus Ostafrika, das das einzige bekannte poikilotherme Säugetier ist. Die Körpertemperatur der Nacktmulle entspricht der Umgebungstemperatur. Einige Wissenschaftler haben jedoch untersucht, dass, obwohl seine Körpertemperatur genau der Umgebungstemperatur von 12 bis 36 ° C entspricht, da es nicht in der Lage ist, sich zu regulieren, bei 28 ° C und darüber sein Stoffwechsel homöotherm wird, obwohl dies nicht bekannt ist wie es seine Körperwärme erzeugt oder reguliert.


Was ist der Unterschied zwischen poikilothermischen Tieren und homöothermischen Tieren?

1. Ihre Körpertemperatur variiert mit der Umgebungstemperatur.

2. Sie werden auch Kaltblüter genannt.

3. Sie erhalten Wärme aus der Umgebung, daher werden sie als ektotherme Tiere bezeichnet.

4. Hypothalamus fungiert nicht als thermoregulatorisches Zentrum im Gehirn.

Z.B. Wirbellose, Fische, Amphibien und Reptilien.

Homeothermische Tiere:

1. Die Körpertemperatur bleibt konstant.

2. Sie werden auch Warmblüter genannt.

3. Sie erhalten Wärme vom Körper, daher werden sie endotherme Tiere genannt.

4. Hypothalamus fungiert als thermoregulatorisches Zentrum im Gehirn.

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29.5 Vögel

Am Ende dieses Abschnitts können Sie Folgendes tun:

  • Beschreiben Sie die Evolutionsgeschichte der Vögel
  • Beschreiben Sie die abgeleiteten Merkmale bei Vögeln, die das Fliegen erleichtern

Mit über 10.000 identifizierten Arten sind die Vögel die artenreichsten der Landwirbeltierklassen. Umfangreiche Forschungen haben gezeigt, dass Vögel wirklich eine existierende Gruppe sind, die sich vor etwa 150 Millionen Jahren aus Maniraptoran-Theropoden-Dinosauriern entwickelt hat. Obwohl das offensichtlichste Merkmal, dass scheint Vögel von anderen lebenden Wirbeltieren zu unterscheiden ist das Vorhandensein von Federn. Heute wissen wir, dass Federn wahrscheinlich in den gemeinsamen Vorfahren sowohl der ornithischischen als auch der saurischischen Abstammungslinien der Dinosaurier auftauchten. Federn in diesen Kladen sind nach neuesten Forschungen auch zu Reptilienschuppen und Säugetierhaaren homolog. Während die Flügel von Wirbeltieren wie Fledermäusen ohne Federn funktionieren, sind Vögel zum Fliegen auf Federn und Flügel angewiesen, zusammen mit anderen Modifikationen der Körperstruktur und Physiologie, wie wir sehen werden.

Eigenschaften von Vögeln

Vögel sind endotherm, genauer gesagt, homöothermisch– was bedeutet, dass sie normalerweise eine erhöhte und konstante Körpertemperatur aufrechterhalten, die deutlich über der durchschnittlichen Körpertemperatur der meisten Säugetiere liegt. Dies liegt unter anderem daran, dass der aktive Flug – insbesondere die Schwebefähigkeiten von Vögeln wie Kolibris – enorme Energiemengen erfordert, was wiederum einen hohen Stoffwechsel erfordert. Wie Säugetiere (die ebenfalls endotherm und homöotherm sind und mit einem isolierenden Fell bedeckt sind), haben Vögel mehrere verschiedene Arten von Federn, die zusammen „Wärme“ (Infrarotenergie) im Kern des Körpers halten, von der Oberfläche weg, wo sie verloren gehen kann durch Strahlung und Konvektion an die Umgebung.

Moderne Vögel produzieren zwei Hauptarten von Federn: Konturfedern und Daunenfedern. Konturfedern haben eine Reihe von Parallelen Widerhaken dieser Zweig von a Zentralwelle. Die Widerhaken haben wiederum mikroskopisch kleine Äste namens Widerhaken die durch winzige Haken miteinander verbunden sind, was die Feder einer Feder zu einer starken, flexiblen und ununterbrochenen Oberfläche macht. Im Gegensatz dazu verhaken sich die Widerhaken von Daunenfedern nicht, was diese Federn besonders gut für die Isolierung macht und Luft in den Räumen zwischen den losen, ineinandergreifenden Widerhaken benachbarter Federn einschließt, um den Wärmeverlust durch Konvektion und Strahlung zu verringern. Bestimmte Körperteile eines Vogels sind mit Daunen bedeckt, und die Basis anderer Federn hat einen Daunenanteil, während frisch geschlüpfte Vögel fast vollständig mit Daunen bedeckt sind, die als hervorragende Isolierung dienen und die thermische Grenzschicht zwischen der Haut und der äußeren Umgebung.

Federn bieten nicht nur Isolierung, sondern ermöglichen auch den Flug, indem sie den Auftrieb und den Schub erzeugen, die für fliegende Vögel erforderlich sind, um in der Luft zu sein und zu bleiben. Die Federn an einem Flügel sind flexibel, So lösen sich die Federn am Ende des Flügels, wenn sich Luft über sie bewegt, wodurch der Widerstand am Flügel verringert wird. Auch Flugfedern sind asymmetrisch und gebogen, sodass die darüber strömende Luft Auftrieb erzeugt. An den Flügeln befinden sich zwei Arten von Flugfedern, Primärfedern und Sekundärfedern (Abbildung 29.32). Primärfedern befinden sich an der Spitze des Flügels und sorgen für Schub, wenn der Vogel seine Flügel unter Verwendung der großen Brustmuskeln nach unten bewegt. Sekundärfedern befinden sich näher am Körper, im Unterarmbereich des Flügels und sorgen für Auftrieb. Im Gegensatz zu Primär- und Sekundärfedern befinden sich Konturfedern am Körper, wo sie dazu beitragen, den Formwiderstand zu reduzieren, der durch den Windwiderstand gegen den Körper während des Fluges entsteht. Sie schaffen eine glatte, aerodynamische Oberfläche, damit sich die Luft schnell über den Körper des Vogels bewegt, Turbulenzen verhindert und ideale aerodynamische Bedingungen für einen effizienten Flug geschaffen werden.

Das Schlagen des gesamten Flügels erfolgt hauptsächlich durch die Wirkung der Brustmuskulatur: Konkret bewegt die Kontraktion des M. pectoralis major die Flügel nach unten (Abwärtsschlag), während die Kontraktion des M. supracoracoideus die Flügel über eine zähe Sehne nach oben (Aufschlag) bewegt geht über den Korakoidknochen und die Oberseite des Humerus. Beide Muskeln sind am Brustbeinkiel befestigt und das sind die Muskeln, die der Mensch im Urlaub isst (deshalb bietet der Rücken des Vogels wenig Fleisch!). Diese Muskeln sind bei Vögeln hoch entwickelt und machen einen höheren Anteil der Körpermasse aus als bei den meisten Säugetieren. Die Flugmuskeln hängen an einem klingenförmigen Kiel, der ventral vom Brustbein absteht, wie der Kiel eines Bootes. Das Brustbein von Vögeln ist tiefer als das anderer Wirbeltiere, was die großen Flugmuskeln beherbergt. Die Flugmuskulatur von Vögeln, die aktiv fliegen, ist reich an Sauerstoff speichernden Myoglobin. Eine weitere Skelettmodifikation, die bei den meisten Vögeln gefunden wird, ist die Verschmelzung der beiden Schlüsselbeine (Schlüsselbeine), die die Furcula oder den Querlenker bilden. Die Furcula ist flexibel genug, um sich zu beugen und den Schultergürtel beim Schlagen zu stützen.

Eine wichtige Voraussetzung für den Flug ist ein geringes Körpergewicht. Mit zunehmendem Körpergewicht steigt die für das Fliegen erforderliche Muskelleistung. Der größte lebende Vogel ist der Strauß, und obwohl er viel kleiner als die größten Säugetiere ist, ist er sekundär flugunfähig. Bei fliegenden Vögeln erleichtert die Reduzierung des Körpergewichts das Fliegen. Bei Vögeln wurden verschiedene Modifikationen gefunden, um das Körpergewicht zu reduzieren, einschließlich Pneumatisierung von Knochen. Pneumatische Knochen (Abb. 29.33) sind hohle und nicht mit Gewebe gefüllte Knochen Querstreben aus Knochen genannt Trabekel strukturelle Verstärkung bieten. Pneumatische Knochen werden nicht bei allen Vögeln gefunden, und sie sind bei großen Vögeln umfangreicher als bei kleinen Vögeln. Nicht alle Knochen des Skeletts sind pneumatisch, obwohl die Schädel fast aller Vögel es sind. Der Kiefer wird auch dadurch aufgehellt, dass schwere Kieferknochen und Zähne durch einen Schnabel aus Keratin ersetzt werden (genauso wie Haare, Schuppen und Federn).

Andere Modifikationen, die das Gewicht reduzieren, umfassen das Fehlen einer Harnblase. Vögel besitzen eine Kloake, eine äußere Körperhöhle, in die sich die Darm-, Harn- und Genitalöffnungen bei Reptilien, Vögeln und monotremen Säugetieren münden. Die Kloake ermöglicht es, Wasser aus dem Abfall wieder in den Blutkreislauf aufzunehmen. Harnsäure ist also nicht als Flüssigkeit eliminiert, aber zu Uratsalzen konzentriert, die zusammen mit Fäkalien ausgestoßen werden. Auf diese Weise wird kein Wasser in einer Harnblase gehalten, was das Körpergewicht erhöhen würde. Außerdem besitzen die Weibchen der meisten Vogelarten nur einen funktionellen (linken) Eierstock statt zwei, was die Körpermasse weiter reduziert.

Das Atmungssystem von Vögeln unterscheidet sich dramatisch von dem von Reptilien und Säugetieren und ist gut an die für den Flug erforderliche hohe Stoffwechselrate angepasst. Zunächst sind die Lufträume des pneumatischen Knochens manchmal mit Luftsäcken in der Körperhöhle verbunden, die die Zölomflüssigkeit ersetzen und den Körper auch leichter machen. Diese Luftsäcke sind auch mit dem Luftstrom durch den Körper des Vogels verbunden und wirken bei der Atmung. Im Gegensatz zu Säugetierlungen, in denen die Luft beim Ein- und Ausatmen in zwei Richtungen strömt, wodurch die Sauerstoffkonzentration verdünnt wird, ist der Luftstrom durch die Vogellunge unidirektional (Abbildung 29.34). Der Gasaustausch findet in "Luftkapillaren" oder mikroskopischen Luftwegen innerhalb der Lunge statt. Durch die Anordnung von Luftkapillaren in der Lunge entsteht ein Gegenstrom-Austauschsystem mit dem Lungenblut. In einem Gegenstromsystem strömt die Luft in eine Richtung und das Blut in die entgegengesetzte Richtung, wodurch ein günstiger Diffusionsgradient und ein effizienter Gasaustausch geschaffen werden. Dieses sehr effektive Sauerstoffversorgungssystem der Vögel unterstützt ihre höhere Stoffwechselaktivität. Tatsächlich wird die Belüftung durch die Parabronchien (minimal dehnbare Lunge) mit dünnen Luftsäcken zwischen den viszeralen Organen und dem Skelett gewährleistet. Eine Syrinx (Sprachbox) befindet sich in der Nähe der Verbindung von Luftröhre und Bronchien. Die Syrinx ist jedoch nicht homolog zum Kehlkopf von Säugetieren, der sich im oberen Teil der Luftröhre befindet.

Abgesehen von den oben diskutierten einzigartigen Eigenschaften sind Vögel aufgrund einer Reihe anderer Merkmale auch ungewöhnliche Wirbeltiere. Erstens haben sie typischerweise einen länglichen (sehr "dinosaurier") S-förmigen Hals, aber einen kurzen Schwanz oder Pygostil, entsteht aus der Fusion der Schwanzwirbel. Im Gegensatz zu Säugetieren haben Vögel nur einen Hinterkopfkondylus, der ihnen eine umfassende Bewegung von Kopf und Hals ermöglicht. Sie haben auch eine sehr dünne Epidermis ohne Schweißdrüsen und eine spezielle Uropygialdrüse oder Talgdrüse, die sich an der dorsalen Basis des Schwanzes befindet. Diese Drüse ist bei den meisten Vögeln für das Putzen (eine praktisch kontinuierliche Aktivität) unerlässlich, da sie eine ölige Substanz produziert, die Vögel verwenden, um ihre Federn wasserdicht zu machen und sie für den Flug flexibel zu halten. Eine Reihe von Vögeln, wie Tauben, Papageien, Falken und Eulen, haben keine Uropygialdrüse, aber spezielle Federn, die sich in eine pudrige Daunen „auflösen“, was dem gleichen Zweck dient wie die Öle der Uropygialdrüse.

Wie Säugetiere haben Vögel 12 Hirnnervenpaare und ein sehr großes Kleinhirn und Sehlappen, aber nur einen einzigen Knochen im Mittelohr, der Columella (der Steigbügel bei Säugetieren) genannt wird. Sie haben ein geschlossenes Kreislaufsystem mit zwei Vorhöfen und zwei Ventrikeln, aber anstelle eines „linksgebogenen“ Aortenbogens wie bei Säugetieren haben sie einen „rechtsgebogenen“ Aortenbogen und kernhaltige rote Blutkörperchen (im Gegensatz zu den entkernten roten Blutkörperchen). Blutzellen von Säugetieren).

All diese einzigartigen und hochgradig abgeleiteten Eigenschaften machen Vögel zu einer der auffälligsten und erfolgreichsten Wirbeltiergruppen, die eine Reihe ökologischer Nischen füllen und in der Größe vom winzigen Bienenkolibri Kubas (ca. 2 Gramm) bis zum Strauß (ca Gramm). Ihre großen Gehirne, scharfen Sinne und die Fähigkeit vieler Arten, Laute zu imitieren und Werkzeuge zu verwenden, machen sie zu einigen der intelligentesten Wirbeltiere der Erde.

Evolution der Vögel

Dank erstaunlicher neuer Fossilienfunde in China ist die Evolutionsgeschichte der Vögel klarer geworden, obwohl Vogelknochen nicht so gut versteinern wie die anderer Wirbeltiere. Wie wir bereits gesehen haben, sind Vögel stark modifizierte Diapsiden, aber anstatt zwei Fenster oder Öffnungen in ihren Schädeln hinter dem Auge zu haben, sind die Schädel moderner Vögel so spezialisiert, dass es schwierig ist, Spuren des ursprünglichen Diapsidenzustandes zu erkennen.

Vögel gehören zu einer Gruppe von Diapsiden, die Archosaurier genannt werden, zu der drei weitere Gruppen gehören: lebende Krokodile, Flugsaurier und Dinosaurier. Überwältigende Beweise zeigen, dass sich Vögel innerhalb der Clade Dinosauria entwickelt haben, die weiter in zwei Gruppen unterteilt ist, die Saurischia („Eidechsenhüfte“) und die Ornithischia („Vogelhüfte“). Trotz der Namen dieser Gruppen waren es nicht die Vogelhüft-Dinosaurier, die moderne Vögel hervorbrachten. Saurischia teilte sich vielmehr in zwei Gruppen: Eine umfasste die langhalsigen pflanzenfressenden Dinosaurier, wie z Apatosaurus. Die zweite Gruppe, zweibeinige Raubtiere, die Theropoden genannt werden, brachte Vögel hervor. Dieser Evolutionsverlauf wird durch zahlreiche Ähnlichkeiten zwischen späten (maniraptorischen) Theropoden-Fossilien und Vögeln hervorgehoben, insbesondere in der Struktur der Hüft- und Handgelenksknochen sowie dem Vorhandensein des Querlenkers, der durch die Verschmelzung der Schlüsselbeine gebildet wird.

Die Klade Neornithes umfasst die Vogelkronengruppe, die alle lebenden Vögel und die Nachkommen ihres jüngsten gemeinsamen maniraptoranischen Vorfahren umfasst. Ein bekanntes und wichtiges Fossil eines Tieres, das als „Zwischenprodukt“ zwischen Dinosauriern und Vögeln erscheint, ist Archaeopteryx (Abbildung 29.35), die aus der Jurazeit (200 bis 145 MYA) stammt. Archaeopteryx hat Eigenschaften sowohl von Maniraptoran-Dinosauriern als auch von modernen Vögeln. Einige Wissenschaftler schlagen vor, ihn als Vogel zu klassifizieren, aber andere ziehen es vor, ihn als Dinosaurier zu klassifizieren. Merkmale in Skeletten von Archaeopteryx wie die eines Dinosauriers umfasste ein Kiefer mit Zähnen und einen langen knöchernen Schwanz. Wie Vögel hatte es flugfähige Federn, sowohl an den Vorderbeinen als auch am Schwanz, eine Eigenschaft, die nur mit Vögeln unter modernen Tieren verbunden ist. Es gibt Fossilien älterer gefiederter Dinosaurier, aber die Federn hatten möglicherweise nicht die Eigenschaften moderner Flugfedern.

Die Evolution des Fluges bei Vögeln

Es gibt zwei grundlegende Hypothesen, die erklären, wie sich der Flug bei Vögeln entwickelt haben könnte: die baumbewohnende („Baum“)-Hypothese und der terrestrische („Land“) Hypothese. Die Baumhypothese geht davon aus, dass baumbewohnende Vorläufer moderner Vögel von Ast zu Ast sprangen, indem sie ihre Federn zum Gleiten nutzten, bevor sie voll in der Lage waren, flattern zu können. Im Gegensatz dazu geht die terrestrische Hypothese davon aus, dass das Laufen (vielleicht das Verfolgen aktiver Beute wie kleine Lauftiere) der Auslöser für die Flucht war. In diesem Szenario könnten Flügel verwendet werden, um Beute zu fangen und waren für Gleichgewichts- und Schlagflug vorbereitet. Strauße, die große flugunfähige Vögel sind, strecken ihre Flügel aus, wenn sie laufen, möglicherweise um das Gleichgewicht zu halten. Dieser Zustand kann jedoch ein Verhaltensrelikt der Gruppe der fliegenden Vögel darstellen, die ihre Vorfahren waren. Es ist wahrscheinlicher, dass kleine gefiederte Baumdinosaurier in der Lage waren, von Baum zu Baum und Ast zu Ast zu gleiten (und zu flattern), um die Chancen zu verbessern, Feinden zu entkommen, Partner zu finden und Beute wie fliegende Insekten zu finden. Dieses frühe Flugverhalten hätte auch die Möglichkeit zur Artenverbreitung stark erhöht.

Obwohl wir ein gutes Verständnis davon haben, wie sich Federn und Flug entwickelt haben könnten, bleibt die Frage unbeantwortet, wie sich die Endothermie bei Vögeln (und anderen Linien) entwickelt hat. Federn isolieren, aber das ist nur von Vorteil für thermoregulatorische Zwecke wenn Körperwärme intern produziert wird. Ebenso ist die interne Wärmeproduktion für die Entwicklung der Endothermie nur dann sinnvoll, wenn Isolierung ist vorhanden um diese Infrarotenergie zu behalten. Es wurde vermutet, dass sich das eine oder andere – Federn oder Endothermie – zuerst als Reaktion auf einen anderen selektiven Druck entwickelt hat (z. B. die Fähigkeit, nachts aktiv zu sein, Tarnung zu bieten, Wasser abzustoßen oder als Signale für die Partnerwahl zu dienen). Es scheint wahrscheinlich, dass Federn und Endothermie gemeinsam entstanden sind, wobei die Verbesserung und evolutionäre Weiterentwicklung der Federn die evolutionäre Weiterentwicklung der Endothermie verstärkt und so weiter.

Während der Kreidezeit (145 bis 66 MYA) war eine Gruppe, die als Enantiornithes bekannt ist, der vorherrschende Vogeltyp (Abb. 29.36). Enantiornithes bedeutet "Gegenvögel", was darauf hinweist, dass bestimmte Knochen der Schulter anders verbunden sind als die Knochen bei modernen Vögeln. Mögen Archaeopteryx, diese Vögel behielten Zähne in ihren Kiefern, hatten aber einen verkürzten Schwanz, und zumindest einige Fossilien haben "Fächer" von Schwanzfedern erhalten. Diese Vögel bildeten eine von modernen Vögeln getrennte Evolutionslinie und überlebten die Kreidezeit nicht. Zusammen mit den Enantiornithes entstand jedoch eine andere Gruppe von Vögeln - die Ornithurae ("Vogelschwänze") mit einem kurzen, verschmolzenen Schwanz oder Pygostyl - aus der evolutionären Linie, die moderne Vögel umfasst. Diese Klade war auch in der Kreidezeit vorhanden.

Nach dem Aussterben von Enantiornithes wurden die Ornithuren die vorherrschenden Vögel, mit einer großen und schnellen Strahlung, die nach dem Aussterben der Dinosaurier während des Känozoikums (66 MYA bis heute) auftrat. Die molekulare Analyse auf der Grundlage sehr großer Datensätze hat unser aktuelles Verständnis der Beziehungen zwischen lebenden Vögeln hervorgebracht. Es gibt drei große Kladen: die Paleognathae, die Galloanserae und die Neoaves. Die Paleognathae ("alter Kiefer") oder Laufvögel (polyphyletisch) sind eine Gruppe flugunfähiger Vögel, darunter Strauße, Emus, Nandus und Kiwis. Zu den Galloanserae zählen Fasane, Enten, Gänse und Schwäne. Die Neoaves ("neue Vögel") umfassen alle anderen Vögel. Die Neoaves selbst wurden auf fünf Kladen verteilt: 3 Strisores (Nachtschwalben, Mauersegler und Kolibris), Columbaves (Turakos, Trappen, Kuckucke, Tauben und Tauben), Gruiformes (Kraniche), Aequorlitornithes (Tauchvögel, Watvögel und Küstenvögel) ) und Inopinaves (eine sehr große Schar von Landvögeln, darunter Falken, Eulen, Spechte, Papageien, Falken, Krähen und Singvögel). Trotz des aktuellen Klassifikationsschemas ist es wichtig zu verstehen, dass phylogenetische Revisionen, auch für die vorhandenen Vögel, immer noch stattfinden.

Karriereverbindung

Tierarzt

Tierärzte befassen sich mit Krankheiten, Störungen und Verletzungen bei Tieren, vor allem Wirbeltieren. Sie behandeln Haustiere, Nutztiere und Tiere in Zoos und Labors. Tierärzte behandeln oft Hunde und Katzen, kümmern sich aber auch um Vögel, Reptilien, Kaninchen und andere Tiere, die als Haustiere gehalten werden. Tierärzte, die mit Farmen und Ranches arbeiten, kümmern sich um Schweine, Ziegen, Kühe, Schafe und Pferde.

Tierärzte müssen ein Studium der Veterinärmedizin absolvieren, das unter anderem Kurse in vergleichender Zoologie, Tieranatomie und -physiologie, Mikrobiologie und Pathologie sowie viele andere Kurse in Chemie, Physik und Mathematik umfasst.

Tierärzte sind auch in der Durchführung von Operationen an vielen verschiedenen Wirbeltierarten ausgebildet, was ein Verständnis der sehr unterschiedlichen Anatomien verschiedener Arten erfordert. Zum Beispiel hat der Magen von Wiederkäuern wie Kühen vier „Abteile“ gegenüber einem Abteil für Nichtwiederkäuer. Wie wir gesehen haben, haben Vögel auch einzigartige anatomische Anpassungen, die das Fliegen ermöglichen, was zusätzliches Training und Pflege erfordert.

Einige Tierärzte forschen im akademischen Umfeld und erweitern so unser Wissen über Tiere und Medizin. Ein Forschungsbereich umfasst das Verständnis der Übertragung von Tierkrankheiten auf den Menschen, die als Zoonose bezeichnet werden. Ein Bereich mit großer Besorgnis ist beispielsweise die Übertragung des Vogelgrippevirus auf den Menschen. Eine Art des Vogelgrippevirus, H5N1, ist ein hochpathogener Stamm, der sich bei Vögeln in Asien, Europa, Afrika und im Nahen Osten ausgebreitet hat. Obwohl das Virus nicht leicht auf den Menschen übergeht, gab es Fälle von Vogel-zu-Mensch-Übertragung. Es bedarf weiterer Forschung, um zu verstehen, wie dieses Virus die Artenbarriere überwinden kann und wie seine Ausbreitung verhindert werden kann.


Neuronale Kontrolle der Thermoregulation

Das Nervensystem ist wichtig für Thermoregulierung. Die Prozesse der Homöostase und Temperaturkontrolle sind im Hypothalamus des fortgeschrittenen Tiergehirns zentriert.

Übungsfrage

Abbildung 1. Der Körper ist in der Lage, die Temperatur als Reaktion auf Signale des Nervensystems zu regulieren.

Wenn Bakterien durch Leuckozyten zerstört werden, werden Pyrogene ins Blut freigesetzt. Pyrogene setzen den Thermostat des Körpers auf eine höhere Temperatur zurück, was zu Fieber führt. Wie können Pyrogene die Körpertemperatur ansteigen lassen?

Der Hypothalamus hält den Sollwert für die Körpertemperatur durch Reflexe, die bei zu warmem Körper Gefäßerweiterung und Schwitzen oder bei zu kaltem Körper Gefäßverengung und Zittern verursachen. Es reagiert auf Chemikalien aus dem Körper. Wenn ein Bakterium durch phagozytische Leukozyten zerstört wird, werden Chemikalien, die als endogene Pyrogene bezeichnet werden, in das Blut freigesetzt. Diese Pyrogene zirkulieren zum Hypothalamus und setzen den Thermostat zurück. Dadurch kann die Körpertemperatur ansteigen, was allgemein als Fieber bezeichnet wird. Eine Erhöhung der Körpertemperatur führt dazu, dass Eisen eingespart wird, wodurch ein von Bakterien benötigter Nährstoff reduziert wird. Eine Erhöhung der Körperwärme erhöht auch die Aktivität der Enzyme und Schutzzellen des Tieres, während die Enzyme und die Aktivität der eindringenden Mikroorganismen gehemmt werden. Schließlich kann auch Hitze selbst den Erreger abtöten. Fieber, das früher als Komplikation einer Infektion galt, gilt heute als normaler Abwehrmechanismus.