Diferencia entre revisiones de «Endotermia»

19 568 bytes añadidos ,  hace 11 meses
Creado al traducir la página «Endotherm»
(Redirigiendo a «Sangre caliente»)
(Creado al traducir la página «Endotherm»)
 
#REDIRECCIÓN [[Sangre caliente]]
Un '''endotermo''' (del [[Griego antiguo|griego]] ἔνδον ''endon'' "dentro" y θέρμη ''thermē'' "calor") es un organismo que mantiene su cuerpo a una temperatura metabólicamente favorable, en gran parte por el uso de calor liberado por sus funciones corporales internas en lugar de depender casi exclusivamente del calor ambiental. Dicho calor generado internamente es principalmente un producto secundario del [[metabolismo]] rutinario del animal, pero en condiciones de frío excesivo o baja actividad, una endoterma puede aplicar mecanismos especiales adaptados específicamente a la producción de calor. Los ejemplos incluyen el ejercicio muscular de función especial, como los [[Shivering|escalofríos]], y el metabolismo oxidativo no [[Uncoupler|acoplado]], como en [[Grasa parda|el tejido adiposo marrón]] . Sólo las [[aves]] y los [[Mammalia|mamíferos]] son grupos de animales universalmente endotérmicos. Ciertos [[Pez|tiburones lagartos, atunes y peces picudos]] también son endotérmicos.
 
En el lenguaje común, las endotermas se caracterizan como " [[Sangre caliente|de sangre caliente]] ". Lo opuesto a la endotermia es la [[Sangre fría|ectotermia]], aunque en general, no existe una separación absoluta o clara entre la naturaleza de las endotermas y las ectotermas.
 
== Mecanismos ==
 
=== Generando y conservando el calor ===
[[Archivo:Homeothermy-poikilothermy.png|derecha|miniaturadeimagen| Salida de energía sostenida de un animal endotérmico ( [[Mammalia|mamífero]] ) y un animal ectotérmico ( [[Reptilia|reptil]] ) en función de la temperatura central ]]
[[Archivo:Thermal_Regulation_Graph.svg|miniaturadeimagen| Esta imagen muestra la diferencia entre los endotermos y los ectotermos. El ratón es endotérmico y regula su temperatura corporal a través de la homeostasis. El lagarto es ectotérmico y su temperatura corporal depende del ambiente. ]]
Muchos endotermos tienen un número mayor de [[Mitocondria|mitocondrias]] por [[célula]] que los ectotermos. Esto les permite generar calor al aumentar la velocidad a la que metabolizan las [[Grasa|grasas]] y los [[Azúcar|azúcares]]. En consecuencia, para mantener su metabolismo superior, los animales endotérmicos típicamente requieren varias veces más alimento que los animales ectotérmicos, y generalmente requieren un suministro más sostenido de combustible metabólico.
 
En muchos animales endotérmicos, un estado temporal controlado de [[hipotermia]] conserva la energía al permitir que la temperatura corporal descienda casi a los niveles ambientales. Dichos estados pueden ser [[Ritmo circadiano|ciclos circadianos]] regulares y breves, denominados [[Torpor|letargo]], o pueden ocurrir en ciclos mucho más largos, incluso estacionales, llamados [[hibernación]]. La temperatura corporal de muchas aves pequeñas (p. Ej., [[Trochilidae|Colibríes]]) y pequeños mamíferos (p. Ej., [[Tenrecidae|Tenrecs]]) desciende drásticamente durante la inactividad diaria, como las noches en animales [[Diurnalidad|diurnos]] o durante el día en animales [[Nocturnidad|nocturnos]], lo que reduce el costo energético de mantener la temperatura corporal. También se produce una reducción intermitente menos drástica de la temperatura corporal en otras endotermas más grandes; por ejemplo, el metabolismo humano también se ralentiza durante el sueño, causando una caída en la temperatura central, comúnmente del orden de 1 grado Celsius. Puede haber otras variaciones en la temperatura, generalmente más pequeñas, ya sea endógenas o en respuesta a circunstancias externas o esfuerzo vigoroso, y ya sea un aumento o una caída.<ref>{{Cita publicación|url=https://www.scribd.com/doc/44906363/The-Circadian-Rhythm-of-Body-Temperature|título=The circadian rhythm of body temperature|apellidos=Refinetti|nombre=Roberto|publicación=Frontiers in Bioscience|volumen=15|número=|páginas=564–594|doi=10.2741/3634|año=2010}}</ref>
 
El cuerpo humano en reposo genera aproximadamente dos tercios de su calor a través del metabolismo en los órganos internos del tórax y el abdomen, así como en el cerebro. El cerebro genera aproximadamente el 16% del calor total producido por el cuerpo.<ref>{{Cita web|url=http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/H/HeatTransport.html|título=Heat Transport|fechaacceso=2015-11-04|sitioweb=users.rcn.com}}</ref>
 
La pérdida de calor es una gran amenaza para las criaturas más pequeñas, ya que tienen una mayor proporción de [[Relación superficie-volumen|área]] de [[Relación superficie-volumen|superficie a volumen]]. Los animales pequeños de sangre caliente tienen [[Aislante térmico|aislamiento]] en forma de [[Pelaje|piel]] o [[Pluma|plumas]]. Los animales acuáticos de sangre caliente, como las [[Pinnipedia|focas]], generalmente tienen capas profundas de [[Blubber|grasa]] debajo de la [[piel]] y cualquier [[pelaje]] que puedan tener; Ambos contribuyen a su aislamiento. Los [[Spheniscidae|pingüinos]] tienen plumas y grasa. Las plumas de pingüino son similares a las escamas y sirven tanto para aislamiento como para simplificación. Las endotermias que viven en circunstancias o condiciones muy frías que predisponen a la pérdida de calor, como las aguas polares, tienden a tener [[Red maravillosa|estructuras especializadas de vasos sanguíneos en sus extremidades]] que actúan como [[Intercambiador de calor|intercambiadores de calor]]. Las venas están adyacentes a las arterias llenas de sangre caliente. Parte del calor arterial se conduce a la sangre fría y se recicla de nuevo en el tronco. Las aves, especialmente los [[Aves limícolas|vadeadores]], a menudo tienen [[Red maravillosa|mecanismos de intercambio de calor]] muy bien desarrollados en sus patas &#x2014; las patas de los [[Aptenodytes forsteri|pingüinos emperador]] son parte de las adaptaciones que les permiten pasar meses en el hielo invernal antártico.<ref>{{Cita publicación|url=|título=The heterothermic loophole exploited by penguins|apellidos=Thomas|nombre=D.B.|apellidos2=Fordyce|nombre2=R.E.|publicación=Australian Journal of Zoology|volumen=55|número=5|páginas=317–321|doi=10.1071/ZO07053|año=2008}}</ref><ref>Thomas, D.B., D.T. Ksepka and R.E. Fordyce. 2010. Penguin heat-retention structures evolved in a greenhouse Earth. Biology Letters (published online before print December 22, 2010, {{Doi|10.1098/rsbl.2010.0993)}}</ref> En respuesta al frío, muchos animales de sangre caliente también reducen el flujo de sangre a la piel por [[vasoconstricción]] para reducir la pérdida de calor. Como resultado, palidecen (se vuelven más pálidos).
 
=== Evitando el sobrecalentamiento ===
En [[Clima ecuatorial|climas ecuatoriales]] y durante los veranos [[Clima templado|templados]], el sobrecalentamiento ([[hipertermia]]) es una amenaza tan grande como el frío. En condiciones de calor, muchos animales de sangre caliente aumentan la pérdida de calor al jadear, lo que enfría al animal al aumentar la [[Evaporación|evaporación del]] agua en la respiración y/o el enrojecimiento, lo que aumenta el flujo de sangre a la piel para que el calor se [[Radiant energy|irradie]] al ambiente. Los mamíferos sin pelo y de pelo corto, incluidos los humanos, también [[Sudor|sudan]], ya que la evaporación del agua en el sudor elimina el calor. Los elefantes se mantienen frescos usando sus enormes [[Oído|orejas]] como [[Radiador|radiadores]] en automóviles. Sus orejas son delgadas y los [[Vaso sanguíneo|vasos sanguíneos]] están cerca de la piel, y aletearlos para aumentar el flujo de aire sobre ellos hace que la sangre se enfríe, lo que reduce su temperatura corporal central cuando la sangre se desplaza por el resto del sistema circulatorio.
 
== Pros y contras de un metabolismo endotérmico ==
La principal ventaja de la endotermia sobre la ectotermia es la disminución de la vulnerabilidad a las fluctuaciones de la temperatura externa. Independientemente de la ubicación (y, por lo tanto, de la temperatura externa), la endotermia mantiene una temperatura central constante para una actividad enzimática óptima.
 
Las endotermas controlan la temperatura corporal mediante mecanismos homeostáticos internos. En los mamíferos, hay dos mecanismos homeostáticos separados involucrados en la termorregulación: un mecanismo aumenta la temperatura corporal, mientras que el otro la disminuye. La presencia de dos mecanismos separados proporciona un grado muy alto de control. Esto es importante porque la temperatura central de los mamíferos se puede controlar para que esté lo más cerca posible de la temperatura óptima para la actividad de la enzima.
 
La tasa global del [[metabolismo]] de un animal aumenta en un factor de aproximadamente dos por cada 10 °C (18 °F) aumento de [[temperatura]], limitado por la necesidad de evitar la [[hipertermia]]. La endotermia no proporciona mayor velocidad de movimiento que la ectotermia (sangre fría): los animales electrotérmicos se pueden mover tan rápido como los animales de sangre caliente del mismo tamaño y se acumulan cuando el ectotermo está cerca o a su temperatura óptima, pero a menudo no pueden mantener un alto nivel de actvidad metabólica durante tanto tiempo como los endotermos. Los animales endotérmicos/homeotérmicos pueden estar óptimamente activos en más momentos durante el ciclo diurno en lugares con variaciones bruscas de temperatura entre el día y la noche y durante más del año en lugares con grandes diferencias [[Estaciones del año|estacionales]] de temperatura. Esto se acompaña de la necesidad de gastar más energía para mantener la temperatura interna constante y un mayor requerimiento de alimentos.<ref>{{Cita libro|apellidos=Campbell|nombre=N. A.|apellidos2=Reece|nombre2=J. B.|año=2002|título=Biology|edición=6th|editorial=Benjamin/Cummings|página=845|número-autores=etal}}</ref> La endotermia puede ser importante durante la reproducción, por ejemplo, al expandir el rango térmico en el que una especie puede reproducirse, ya que los embriones generalmente son intolerantes a las fluctuaciones térmicas que son fácilmente toleradas por los adultos.<ref>{{Cita publicación|título=Parental Care: The Key to Understanding Endothermy and Other Convergent Features in Birds and Mammals.|apellidos=Farmer|nombre=C. G.|fecha=2000-03-01|publicación=The American Naturalist|volumen=155|número=3|páginas=326–334|issn=0003-0147|doi=10.1086/303323|pmid=10718729}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Reproduction: The Adaptive Significance of Endothermy.|apellidos=Farmer|nombre=C. G.|fecha=2003-12-01|publicación=The American Naturalist|volumen=162|número=6|páginas=826–840|issn=0003-0147|doi=10.1086/380922|pmid=14737720}}</ref> La endotermia también puede proporcionar una protección contra la infección por [[Fungi|hongos]]. Mientras que decenas de miles de especies de hongos infectan a los insectos, solo unos pocos cientos de mamíferos objetivo, y con frecuencia solo aquellos con un [[Sistema inmunitario|sistema inmunológico]] comprometido. Un estudio reciente<ref>{{Cita publicación|url=https://web.archive.org/web/20161128044555/http://jid.oxfordjournals.org:80/content/200/10/1623.full|título=Vertebrate Endothermy Restricts Most Fungi as Potential Pathogens|apellidos=Robert, Vincent A. and [[Arturo Casadevall|Casadevall, Arturo]]|publicación=The Journal of Infectious Diseases|volumen=200|número=10|páginas=1623–1626|doi=10.1086/644642|pmid=19827944|año=2009}}</ref> sugiere que los hongos están fundamentalmente mal equipados para prosperar a temperaturas de mamíferos. Las altas temperaturas proporcionadas por la endotermia podrían haber proporcionado una ventaja evolutiva.
 
Los [[Sangre fría|ectotermos]] aumentarán la temperatura de su cuerpo principalmente a través de fuentes de calor externas, como la energía [[Luz solar|solar]], por lo que dependen de las condiciones ambientales que se presenten para alcanzar las temperaturas corporales operativas. Los animales endotérmicos utilizan principalmente la producción de calor interno a través de órganos y tejidos metabólicos activos (hígado, riñón, corazón, cerebro, músculo) o tejidos especializados que producen calor como el [[Grasa parda|tejido adiposo marrón]] (BAT). En general, las endotermas por lo tanto tienen tasas metabólicas más altas que las ectotermas en una masa corporal determinada. Como consecuencia, también necesitarían tasas de ingesta de alimentos más altas, lo que puede limitar la abundancia de endotermos más que los ectotermos.
 
Debido a que los ectotermos dependen de las condiciones ambientales para la regulación de la temperatura corporal, generalmente son más lentos por la noche y por la mañana cuando salen de sus refugios para calentarse con la primera luz solar. Por lo tanto, la actividad de alimentación está restringida a la hora del día (patrones de actividad diurna) en la mayoría de los ectotermos de vertebrados. En los lagartos, por ejemplo, se sabe que solo unas pocas especies son nocturnas (por ejemplo, muchos geckos) y en su mayoría utilizan estrategias de forrajeo "sentarse y esperar" que pueden no requerir temperaturas corporales tan altas como las necesarias para el forrajeo activo. Las especies de vertebrados endotérmicos son, por lo tanto, menos dependientes de las condiciones ambientales y han desarrollado una alta variabilidad (tanto dentro como entre las especies) en sus patrones de actividad diurna.<ref name="Hut">{{Cita libro|título=In search of a temporal niche: environmental factors|año=2012|volumen=199|páginas=281–304|doi=10.1016/B978-0-444-59427-3.00017-4|isbn=9780444594273}}</ref>
 
Se cree que la evolución de la endotermia fue crucial en el desarrollo de la diversidad de especies de mamíferos [[Eutheria|euterios]] en el período mesozoico. La endotermia les dio a los mamíferos tempranos la capacidad de estar activos durante la noche manteniendo pequeños cuerpos. Las adaptaciones en la [[Fotorreceptor|fotorecepción]] y la pérdida de protección UV que caracterizan a los mamíferos euterios modernos se entienden como adaptaciones para un estilo de vida originalmente nocturno, lo que sugiere que el grupo atravesó un cuello de botella evolutivo (la [[Nocturnal bottleneck|hipótesis del cuello de botella nocturno]]). Esto podría haber evitado la presión depredadora de los reptiles y dinosaurios diurnos, aunque algunos dinosaurios depredadores, al ser igualmente endotérmicos, podrían haber adaptado un estilo de vida nocturno para aprovecharse de esos mamíferos. <ref name="Hut">{{Cita libro|título=In search of a temporal niche: environmental factors|año=2012|volumen=199|páginas=281–304|doi=10.1016/B978-0-444-59427-3.00017-4|isbn=9780444594273}}</ref> <ref>{{Cita publicación|título=The nocturnal bottleneck and the evolution of activity patterns in mammals|apellidos=Gerkema|nombre=Menno P.|apellidos2=Davies|nombre2=Wayne I. L.|fecha=2013-08-22|publicación=Proc. R. Soc. B|volumen=280|número=1765|páginas=20130508|doi=10.1098/rspb.2013.0508|pmc=3712437|pmid=23825205|apellidos3=Foster|nombre3=Russell G.|apellidos4=Menaker|nombre4=Michael|apellidos5=Hut|nombre5=Roelof A.}}</ref>
 
== Endotermia facultativa ==
Muchas especies de [[Insecta|insectos]] pueden mantener una temperatura torácica por encima de la temperatura ambiente mediante el ejercicio. Estas son conocidas como endotermas facultativas o de ejercicio.<ref>{{Cita libro|apellidos=Davenport|nombre=J.|año=1992|título=Animal life at low temperature|ubicación=London|editorial=Chapman & Hall|isbn=}}</ref> La [[Apis (género)|abeja]], por ejemplo, lo hace contrayendo los músculos de vuelo antagónicos sin mover sus alas (ver [[Termorregulación de los insectos|termorregulación de insectos]]).<ref name="Kammer">{{Cita publicación|url=http://jeb.biologists.org/content/61/1/219.short|título=Metabolic rates related to muscle activity in bumblebees|apellidos=Kammer|nombre=A. E.|apellidos2=Heinrich|nombre2=B.|publicación=Journal of Experimental Biology|volumen=6|número=1|páginas=219–227|doi=|año=1974}}</ref><ref name="Lighton">{{Cita publicación|url=http://jeb.biologists.org/content/154/1/509.short|título=A temperature-induced switch from diffusive to convective ventilation in the honeybee|apellidos=Lighton|nombre=J. R. B.|apellidos2=Lovegrove|nombre2=B. G.|publicación=Journal of Experimental Biology|volumen=154|número=1|páginas=509–516|doi=|año=1990}}</ref><ref name="Kovac">{{Cita publicación|título=Respiration of resting honeybees|apellidos=Kovac|nombre=H.|apellidos2=Stabentheiner|nombre2=A.|publicación=Journal of Insect Physiology|volumen=53|número=12|páginas=1250–1261|doi=10.1016/j.jinsphys.2007.06.019|pmc=3227735|pmid=17707395|apellidos3=Hetz|nombre3=S. K.|apellidos4=Petz|nombre4=M.|apellidos5=Crailsheim|nombre5=K.|año=2007}}</ref> Esta forma de termogénesis es, sin embargo, solo eficiente por encima de un cierto umbral de temperatura, y por debajo de aproximadamente 9–14 °C (48–57 °F), la abeja vuelve a la ectotermia.<ref name="Lighton" /><ref name="Kovac" /><ref name="Southwick">{{Cita publicación|título=Temperature control in honey bee colonies|apellidos=Southwick|nombre=E. E.|apellidos2=Heldmaier|nombre2=G.|publicación=BioScience|volumen=37|número=6|páginas=395–399|doi=10.2307/1310562|año=1987}}</ref>
 
La endotermia facultativa también se puede ver en múltiples especies de serpientes que utilizan su calor metabólico para calentar sus huevos. ''Python molurus'' y ''Morelia spilota'' son dos especies de python donde las hembras rodean sus huevos y se estremecen para incubarlos <ref>{{Cita publicación|título=Effect of nest temperature on egg-brooding dynamics in Children's pythons|apellidos=Stahlschmidt|nombre=Z. R.|apellidos2=DeNardo|nombre2=D. F.|publicación=Physiology & Behavior|volumen=98|número=3|páginas=302–306|doi=10.1016/j.physbeh.2009.06.004|pmid=19538977|año=2009}}</ref>
 
== Endotermia regional ==
Se ha demostrado que algunos [[Sangre fría|ectotermos]], incluidas varias especies de [[Pez|peces]] y [[Reptilia|reptiles]], utilizan la endotermia regional, donde la actividad muscular hace que ciertas partes del cuerpo permanezcan a temperaturas más altas que el resto del cuerpo.<ref name=":0">{{Cita libro|título=Environmental Physiology of Animals|apellidos=Willmer|nombre=Pat|apellidos2=Stone|nombre2=Graham|apellidos3=Johnston|nombre3=Ian|editorial=Wiley|año=2009|isbn=9781405107242|ubicación=|páginas=190}}</ref> Esto permite una mejor locomoción y uso de los sentidos en ambientes fríos.<ref name=":0" />
 
== Contraste entre terminología termodinámica y biológica ==
Por accidente histórico,   estudiantes encuentran una fuente de posible confusión entre la terminología de la física y la biología. Mientras que los términos '''termodinámicos''' "[[Proceso exotérmico|exotérmicos]]" y "[[Reacción endotérmica|endotérmicos]]" se refieren respectivamente a procesos que emiten energía térmica y procesos que absorben energía térmica, en '''biología''' el sentido se invierte efectivamente. Los términos [[Metabolismo|metabólicos]] "ectotermo" y "endotermo" se refieren respectivamente a los organismos que dependen en gran medida del calor externo para alcanzar una temperatura de trabajo total, y a los organismos que producen calor desde dentro como un factor importante para controlar la temperatura corporal.
 
== Referencias ==
{{Listaref}}
[[Categoría:Fisiología animal]]
[[Categoría:Wikipedia:Páginas con traducciones sin revisar]]