Le basi della regolazione della temperatura dei mammiferi

Trovi sorprendente che le renne, che trascorrono gran parte del loro tempo in piedi sulla neve, non abbiano i piedi freddi? O quei delfini, le cui pinne sottili scivolano costantemente attraverso l'acqua fresca, riescono ancora a perseguire stili di vita molto attivi? Uno speciale adattamento circolatorio noto come scambio di calore in controcorrente consente a entrambi questi animali di mantenere la temperatura corporea adeguata alle loro estremità, e questo è solo uno dei tanti adattamenti intelligenti che i mammiferi si sono evoluti negli ultimi cento milioni di anni per aiutarli a gestire le variabili temperature.

I mammiferi sono endotermici

Tutti i mammiferi sono endotermici, cioè mantengono e regolano la propria temperatura corporea, indipendentemente dalle condizioni esterne. (I vertebrati a sangue freddo, come i serpenti e le tartarughe, sono ectotermici.) Vivendo in ambienti diffusi in tutto il mondo, i mammiferi affrontano fluttuazioni giornaliere e stagionali delle temperature e alcuni, ad esempio quelli indigeni che vivono in aspri habitat artici o tropicali, devono fare i conti freddo o caldo estremo. Per mantenere la corretta temperatura corporea interna, i mammiferi devono avere un modo per produrre e conservare il calore corporeo a temperature più fredde, nonché per dissipare il calore corporeo in eccesso a temperature più calde.

I meccanismi che i mammiferi hanno per produrre calore includono metabolismo cellulare, adattamenti circolatori e brividi semplici e vecchio stile. Il metabolismo cellulare è il processo chimico che si verifica costantemente all'interno delle cellule, mediante il quale le molecole organiche vengono scomposte e raccolte per la loro energia interna; questo processo rilascia calore e riscalda il corpo. Gli adattamenti circolatori, come lo scambio di calore in controcorrente di cui sopra, trasferiscono il calore dal nucleo del corpo dell'animale (cuore e polmoni) alla sua periferia attraverso reti appositamente progettate di vasi sanguigni. I brividi, che probabilmente hai fatto un po 'di te, sono i più facili da spiegare: questo processo grezzo genera calore dalla rapida contrazione e scuotimento dei muscoli. 

Se un animale diventa troppo caldo

E se un animale fosse troppo caldo, piuttosto che troppo freddo? Nei climi temperati e tropicali, il calore corporeo in eccesso può accumularsi rapidamente e causare problemi potenzialmente letali. Una delle soluzioni della natura è quella di posizionare la circolazione sanguigna molto vicino alla superficie della pelle, il che aiuta a rilasciare calore nell'ambiente. Un altro è l'umidità prodotta dalle ghiandole sudoripare o dalle superfici respiratorie, che evapora nell'aria relativamente più asciutta e raffredda l'animale. Sfortunatamente, il raffreddamento per evaporazione è meno efficace nei climi secchi, dove l'acqua è rara e la perdita d'acqua può essere un vero problema. In tali situazioni, i mammiferi, come i rettili, spesso cercano protezione dal sole durante le ore più calde della luce del giorno e riprendono la loro attività di notte.

L'evoluzione dei metabolismi a sangue caldo nei mammiferi non è stata una faccenda semplice, come testimonia il fatto che molti dinosauri erano apparentemente a sangue caldo, alcuni mammiferi contemporanei (tra cui una specie di capra) hanno in realtà qualcosa di simile ai metabolismi a sangue freddo, e anche un solo tipo di pesce genera il proprio calore corporeo interno.