探索生命《生物學》65
Dvorak Cello Concerto : Rostropovich Part 4
1. 細胞進行代謝時會吸取碳水化合物、脂質和蛋白質氧化釋放出來的能量,並且將這些能量轉化成ATP的磷原子團化學鍵中。不過,儲存在食物的能量,超過60%無法被細胞吸收,大部分的能量以熱的形式釋放出去。
2. 絕大部分的動物,跟植物一樣,將大部分的熱能釋放到周遭環境中。變溫型ectothermic有機體身體的熱能絕大部分來自於外在環境,他們的體溫隨著周遭環境溫度變動;變溫有機體休息時,他們的體溫幾乎與周遭的媒介一樣,特別是水。
3. 有機體的代謝與環境緊密相連。在有機體能夠容忍的溫度範圍內,有機體的代謝速率有秩序地隨著溫度上升而加速,溫度下降而減慢;因此變溫動物的活動深受周遭環境溫度的影響。
4. 環境溫度上升,變溫動物行動活躍,環境溫度下降,變溫動物就無精打采、沒有活動力。
5. 變溫動物的的棲息地十分受限,因為牠們靠周遭環境的溫度來維持生命,舉例來說,極地區域沒有昆蟲或爬蟲類(不過有魚類),靠近極圈的區域,昆蟲或爬蟲類的數量稀少。
6. 變溫動物包括爬蟲類、二棲類和大部分的魚類及無脊椎動物,雖然變溫動物也仰賴環境溫度,不過大部分的變溫動物可用行動控制他們的體溫,例如蛇和蜥蜴會在寒冷的日子出來曬太陽。
7. 有些變溫動物非常擅長溫度調節,舉例來說,沙漠蜥蜴靠著在陽光與陰涼處來回移動,使自己的體溫在白天保持恆溫(體溫變化在0.1℃),到了夜晚沙漠蜥蜴靠躲藏在夠深的地洞裡保持體溫不至於變得變得過冷。
8. 此外,變溫動物的體型大小、外型構造、顏色和活動都會影響他們的體溫調節,小動物表面積與體積相比之下,表面積的比例較大,因此小動物流失體溫的速度比大動物快。
9. 雖然變溫動物流失熱能的速度很快,不過他們吸收熱能的速度也很快。身體的顏色、體型、姿勢會影響熱的交換,總之,幾乎所有的動物都能稍微調整他們的體溫以適應環境。
10. 少數動物,例如哺乳動物和鳥類,能利用身體代謝進行放能反應釋放出來的熱能來保持體溫,牠們演化出一些保溫構造,包括脂肪、頭髮、羽毛……,阻止身體的熱能流失到周遭環境,這類動物稱為內溫型endothermic。
11. 有些一般認為是變溫的有機體,實際上常利用代謝的熱能暖和他的身體(這是恆溫動物的能力),例如馬加鯊Mako sharks、鮪魚tuna、蜜蜂honeybees、蛾moths,與某些植物,例如臭鼬白菜skunk cabbage和番紅花crocuses,他們增加代謝活動就會產生.熱。
12. 內溫動物體內的溫度相當高,通常比環境溫度還高,而且當周遭環境的溫度大幅變動時,這類動物的體內溫度仍然會保持恆定。內溫動物能夠維持體內一致且高速的代謝速率,使身體一直保持活力。
13. 內溫動物跟變溫動物相比,是比較不仰賴周遭環境的,因此能夠成功地在那些對變溫動物來說太冷的棲息地生存。
14. 另一種分辨動物差異的方法是看他們是否隨時都讓體溫保持在恆溫。當然,沒有動物能夠讓體溫保持在完美的恆定狀態,舉例來說,人類的體溫在早晨時比下午時略低。
15. 有些動物會定期地降低體溫,例如熊、土撥鼠在冬眠時體溫下降,蜂鳥和蝙蝠一天當中某些時刻體溫會下降。
16. 動物如果體溫大致都維持一定的溫度稱為恆溫動物homeotherms。有機體的體溫如果會按照一定的規律變化,稱為異溫動物heterotherms。
17. 簡而言之,依據有機體調控溫度的方式還可以再分門別類。大部分的鳥類和哺乳類動物都是內溫型endothermic與恆溫型homeothermic的動物;但其中有些是內溫型endothermic與異溫型heterothermic動物。
18. 相反地,絕大多數的無脊椎動物、魚類、兩棲類和爬蟲類是變溫型ectothermic和異溫型heterothermic動物,但是有些生活在熱帶的爬蟲類是變溫型ectothermic和恆溫型homeothermic動物。
19. 雖然生物保持內溫endothermy有很多好處,但這是要付出相當代價的。鳥類和哺乳類動物的代謝速率是同體型的變溫動物的五倍。這代表內溫性動物必須獲取五倍的食物,大約80%的代謝用於維持他們的高體溫。
20. 不太需要維持高體溫的動物,例如兩棲類或爬蟲類,若是生活在熱帶地區的話,就比內溫型動物更佔優勢了,因為牠們的能量運用更為經濟。
n 翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》
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