Cosa rende un animale endotermico?

Gli animali endotermici sono quelli che devono generare il proprio calore per mantenere una temperatura corporea ottimale. Nel linguaggio ordinario, questi animali sono comunemente indicati come "a sangue caldo". Il termine endoterma deriva dal greco Endon, senso entro, e termos, che significa calore. Un animale endotermico è classificato come endotherm, un gruppo che comprende principalmente uccelli e mammiferi. L'altro più grande gruppo di animali è Ectotermi-i cosiddetti animali "a sangue freddo" con corpi che si adattano a qualsiasi temperatura sia presente nei loro dintorni. Questo gruppo è anche molto grande, tra cui pesci, rettili, anfibi e invertebrati come gli insetti. 

Cercando di mantenere una temperatura ideale

Per le endoterme, la maggior parte del calore che generano ha origine negli organi interni. Ad esempio, gli esseri umani generano circa i due terzi del loro calore nel torace (la sezione centrale) con circa il quindici percento generato dal cervello. Le endoterme hanno un tasso di metabolismo più elevato rispetto agli ectotermi, il che richiede che consumino più grassi e zuccheri per creare il calore di cui hanno bisogno per sopravvivere a temperature fresche. Significa anche che a basse temperature devono trovare mezzi per proteggersi dalla perdita di calore in quelle parti del loro corpo che sono fonti di calore primarie. C'è un motivo per cui i genitori rimproverano i loro figli di stare insieme con cappotti e cappelli in inverno. 

Tutte le endoterme hanno una temperatura corporea ideale alla quale prosperano e devono evolversi o creare vari mezzi per mantenere quella temperatura corporea. Per gli esseri umani, il noto intervallo di temperatura ambiente da 68 a 72 gradi Fahrenheit è ottimale per permetterci di lavorare attivamente e mantenere la nostra temperatura corporea interna a o vicino ai normali 98,6 gradi. Questa temperatura leggermente più bassa ci consente di lavorare e giocare senza superare la nostra temperatura corporea ideale. Questo è il motivo per cui un clima estivo molto caldo ci rende pigri: è il mezzo naturale del corpo per impedirci di surriscaldarci.

Adattamenti per stare al caldo

Esistono centinaia di adattamenti che si sono evoluti nelle endoterme per consentire a varie specie di sopravvivere in una varietà di condizioni climatiche. La maggior parte delle endoterme si sono generalmente evolute in creature coperte da qualche tipo di pelo o pelliccia per proteggere dalla perdita di calore nella stagione fredda. Oppure, nel caso degli umani, hanno imparato a creare vestiti o bruciare carburanti per stare al caldo in condizioni fredde. 

Unico alle endoterme è la capacità di rabbrividire quando fa freddo. Questa rapida e ritmica contrazione dei muscoli scheletrici crea la propria fonte di calore dalla fisica dei muscoli che bruciano energia. Alcune endoterme che vivono in climi freddi, come gli orsi polari, hanno sviluppato una complessa serie di arterie e vene che si trovano una accanto all'altra. Questo adattamento consente al sangue caldo che scorre verso l'esterno dal cuore di preriscaldare il sangue più freddo che scorre verso il cuore dalle estremità. Le creature di acque profonde hanno sviluppato spessi strati di grasso per proteggersi dalla perdita di calore.  

Piccoli uccelli possono sopravvivere a condizioni rigide grazie alle straordinarie proprietà isolanti di piume e piumini leggeri e ai meccanismi specializzati di scambio termico nelle gambe nude. 

Adattamenti per il raffreddamento del corpo

La maggior parte degli animali endotermici ha anche i mezzi per rinfrescarsi per mantenere la temperatura corporea a livelli ottimali in condizioni calde. Alcuni animali perdono naturalmente gran parte dei loro folti peli o peli durante i periodi caldi stagionali. Molte creature migrano istintivamente verso regioni più fredde in estate.

Per raffreddarsi quando è troppo caldo, le endoterme possono ansimare, facendo evaporare l'acqua, provocando un effetto di raffreddamento attraverso la fisica termica dell'acqua che evapora in vapore. Questo processo chimico provoca il rilascio di energia termica immagazzinata. La stessa chimica è al lavoro quando gli esseri umani e altri mammiferi a pelo corto sudano: anche questo ci raffredda attraverso la termodinamica dell'evaporazione. Una teoria è che le ali sugli uccelli si sono originariamente sviluppate come organi per dissipare il calore in eccesso per le prime specie, che hanno scoperto solo gradualmente i vantaggi del volo resi possibili da questi fan piumati.  

Gli umani, ovviamente, hanno anche mezzi tecnologici per abbassare le temperature per soddisfare i loro bisogni endotermici. In effetti, una grande percentuale della nostra tecnologia nel corso dei secoli è stata sviluppata in base ai bisogni fondamentali delle nostre nature endotermiche.