Termisk ekologi

Termisk ekologi är studiet av växelverkan mellan temperatur och organismer. Sådana interaktioner inkluderar effekterna av temperatur på en organisms fysiologi, beteendemönster och förhållande till dess omgivning. Även om att vara varmare vanligtvis förknippas med bättre kondition, kostar det en betydande mängd energi att bibehålla denna värmenivå. Organismer kommer att göra olika avvägningar så att de kan fortsätta att arbeta vid sina föredragna temperaturer och optimera metaboliska funktioner. Med framväxten av klimatförändringar undersöker forskare hur arter kommer att påverkas och vilka förändringar de kommer att genomgå som svar.

Historia

Även om det inte är känt exakt när termisk ekologi började erkännas som en ny gren av vetenskapen, utvecklade Savanna River Ecology Laboratory (SREL) 1969 ett forskningsprogram om termisk stress på grund av att uppvärmt vatten som tidigare använts för att kyla kärnreaktorer släpptes ut i olika närliggande vattendrag. SREL tillsammans med DuPont Company Savanna River Laboratory och Atomic Energy Commission sponsrade det första vetenskapliga symposiet om termisk ekologi 1974 för att diskutera denna fråga såväl som liknande tillfällen och det andra symposiet hölls nästa år 1975.

Djur

Temperaturen har en anmärkningsvärd effekt på djur, vilket bidrar till kroppstillväxt och storlek, och beteendemässiga och fysiska anpassningar. Sätt som djur kan kontrollera sin kroppstemperatur inkluderar att generera värme genom daglig aktivitet och kyla ner genom långvarig inaktivitet på natten. Eftersom detta inte kan göras av marina djur, har de anpassat sig för att ha egenskaper som ett litet förhållande mellan ytarea och volym för att minimera värmeöverföringen med sin omgivning och skapandet av frostskyddsmedel i kroppen för att överleva under extrema kalla förhållanden.

Kalifornien fläckuggla ( Strix occdentalis )

Endotermer

Endotermer förbrukar en stor mängd energi för att hålla sin kroppstemperatur varm och kräver därför ett stort energiintag för att kompensera för det. Det finns flera sätt som de har utvecklats för att lösa detta problem. Till exempel, enligt Bergmanns regel , tenderar endotermer i kallare klimat att vara större än de i varmare klimat som ett sätt att bevara intern värme. Andra metoder inkluderar att sänka inre temperaturer och ämnesomsättningshastigheter genom daglig vånda och viloläge.

Strix occidentalis

Strix occidentalis, eller Kalifornien fläckig uggla , har ett föredraget temperaturområde på runt 18,20-35,20 °C och är mindre tolerant mot värme än de flesta andra fåglar, uppvisar beteenden som att vingarna hänger och ökad andning vid 30-34 °C. På grund av detta tenderar de att leva i miljöer som är resistenta mot temperaturförändringar, såsom gammal skog.

Ektotermer

Italiensk väggödla ( Podarcis siculus )

Eftersom den huvudsakliga värmekällan för ektotermer kommer från deras miljö, ändras termiska krav från art till art beroende på geografisk plats. På grund av att vissa arter har en statisk föredragen kroppstemperatur genom generationer, har de visat sig uppvisa beteendeanpassningar i situationer med drastiska miljöförändringar med justeringar i fysiologi som en sista utväg. Dessutom är ektotermer, i likhet med endotermer, i allmänhet större i storlek när de lever i kallare klimat, enligt temperatur- storleksregeln .

Podarcis siculus

Podarcis siculus , annars känd som den italienska väggödlan, har ett föredraget temperaturområde på cirka 28,40-31,57 °C för både hanar och honor. Ett starkt direkt samband har observerats mellan deras kroppstemperatur och lufttemperatur på sommaren och en svag korrelation har observerats på våren. För att kontrollera deras inre temperatur har det visat sig vara effektivt att söka skugga under stenar och löv.

Växter

Jack i predikstolen (Arum maculatum) kan använda termogenes för att locka flugor. De fångas sedan och täcks av pollen innan de så småningom släpps ut.

Många processer under växtreproduktion arbetar vid specifika temperaturintervall vilket gör temperaturen viktig för reproduktionsframgång. Att höja temperaturen på reproduktionsorganen i växter resulterar i tätare besök från pollinatörer och en ökning av hastigheten för metaboliska processer. Faktorer som påverkar uppfångningen och upprätthållandet av värme i växter inkluderar blommors orientering, storlek och form, färg, öppning och stängning, pubescens och termogenes .

Klimatförändring

På grund av den senaste tidens globala klimatförändringar har termisk ekologi blivit ett ämne av intresse för forskare angående ekologisk respons. Genom observation har det visat sig att organismer vanligtvis reagerar på förändringar i väder och temperatur genom att antingen flytta till en miljö där dessa faktorer matchar vad de redan är vana vid eller att vistas i sin nuvarande miljö och följaktligen vänjer sig vid de nya förhållandena. I en studie av fiskarten Galaxias platei drogs slutsatsen att de direkta effekterna av klimatförändringar såsom ökade temperaturer sannolikt inte skulle utgöra ett betydande hot, men indirekta effekter som förlust av livsmiljöer kan vara skadliga.