Termoregolazione

La termoregolazione è la capacità di regolare la temperatura di un sistema biologico.

Termogramma di un serpente tenuto in mano da un uomo. È evidente la differenza di temperatura tra il serpente (ectotermo) e l'uomo (endotermo).

Termini usati storicamente

I termini più antichi sono:

• A sangue caldo: animale cui la temperatura del sangue si credeva essere relativamente alta;
• A sangue freddo: animale cui la temperatura del sangue si credeva essere relativamente bassa.

Le misure oggettive della temperatura degli animali hanno smentito questa semplificazione, ma i termini permangono nell'uso comune per distinguere due categorie di animali con diverse caratteristiche di termofisiologia.

Altri due termini usati comunemente, anch'essi non completamente corretti, sono:

• Omeotermia: temperatura con poche variazioni nell'arco della vita;
• Pecilotermia: temperatura con grandi variazioni nell'arco della vita.

Infatti si verificò che, ad esempio, gli animali che vanno in letargo presentano comunque un'apprezzabile diminuzione della temperatura.

Oggi i termini più in voga sono:

• Endotermia: che regolano la temperatura prevalentemente con fenomeni interni o endogeni (sudorazione, vaso-dilatazione);
• Ectotermia: che regolano la temperatura prevalentemente con fenomeni esterni o esogeni (esposizione al sole, fuga all'ombra).

Principi

La principale fonte di calore per un organismo endotermico è il "lavoro" delle cellule: la quantità di calore prodotta da un organismo in un certo tempo (legata alla potenza generata) è quindi proporzionale al suo volume. Se, come avviene nella normalità, la temperatura del corpo è maggiore di quella ambientale, il calore perduto in un certo tempo (legato alla potenza dissipata) è proporzionale alla superficie del corpo e alla differenza di temperatura tra questo e l'ambiente.

Le regole di Bergmann e di Allen, per organismi omeotermi, descrivono il principio appena enunciato.

Negli animali

Lucertola al sole.

Ectotermia

Tutti gli invertebrati, i pesci, gli anfibi e i rettili hanno questo tipo di termoregolazione "passiva". Prevedono metodi attivi comportamentali: esposizione al Sole, fuga all'ombra, variazione della profondità per gli organismi acquatici. Di conseguenza questi animali non sono adatti a tutti i tipi di climi, e mal si adattano ad eccessivi sbalzi di temperatura, anche se lenti (variazione stagionale). In genere sono costretti all'inattività durante i periodi troppo freddi: infatti, temperature troppo basse limitano la velocità del metabolismo.

Il vantaggio però, è quello di non doversi nutrire tanto quanto gli Endotermi, essendo la biomassa consumata da questi bruciata per la produzione di calore, e non immagazzinata come scorte energetiche future.

Endotermia

Ingrandimento del piumaggio di un pappagallo.

È tipica solo dei Mammiferi, degli Uccelli e con probabilità, delle forme ancestrali di questi due: rispettivamente Terapsidi e Dinosauri, entrambi forme arcaiche di rettile del (Mesozoico).

Essi possiedono le piume, che formano i piumaggi, e i peli, che formano le pellicce, strati isolanti che rendono la temperatura corporea meno influenzabile da quella ambientale, grazie allo strato di aria isolante che si forma tra di loro e la pelle. L'attività delle loro cellule può essere regolata in modo da produrre più calore, se necessario. Possono inoltre dilatare i capillari sottocutanei in modo da disperdere meglio il calore corporeo (vasodilatazione periferica), oppure chiuderne gran parte per trattenerlo (vasocostrizione). I Mammiferi sono inoltre in grado di perdere calore attraverso il sudore che, evaporando, lo sottrae alla pelle, o dall'ansimare, se la pelliccia è folta, con acqua che evapora dal sistema respiratorio o dalla lingua (saliva).

Questi adattamenti permettono loro di trovarsi in uno stato ottimale anche in periodi freddi, mantenendo sempre una temperatura più elevata degli ectotermi. Il prezzo ovviamente è la quantità di alimenti che deve riuscire a procacciarsi un endotermo, per poter mantenere la temperatura del corpo costante.

Nelle piante

Le piante sono essenzialmente ectoterme (con grandissime variazioni), ma esistono comunque meccanismi che permettono loro di regolare la temperatura: ad esempio, tramite il fenomeno della traspirazione, l'acqua evaporata dagli stomi fa abbassare la temperatura della pianta (una specie di sudorazione).

Limiti della suddivisione tra ectotermi ed endotermi

Nel tempo si è compreso che alcuni degli animali precedentemente catalogati ectotermi, come il tonno o il pesce spada possiedono anche delle caratteristiche degli animali endotermi, ponendosi in una categoria intermedia.

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Collegamenti esterni

• (EN) thermoregulation, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• Termoregolazione, in sito istituzionale Junkers Bosch