الحشرات إما أن تكون من النوع ذو الدم البارد أو ذو الدم الحار. بالنسبة لذوات الدم البارد فهي تقوم بتنظيم الحرارة عن طريق رفرفة أجنحتها أو الدورة غير المجدية. أما ذات الدم الحار فهي تعتمد على الظروف البيئية المحيطة للتحكم في درجة حرارتها الداخلية.
الحشرات لا ترتدي الملابس، بالرغم مما تريدك ديزني أن تصدقه. حيث قد تمكنت الحشرات من التسلل إلى كل أركان الأرض بدون أي ملابس لمئات الملايين من السنين. حيث أن الحشرات تمتلك هيكل خارجي صلب لحمايتها من الحيوانات المفترسة والمخاطر البيئية، ولكن ماذا بشأن الطقس؟
كيف تحتفظ الحشرات بالدفء في الشتاء؟ وكيف تحتفظ بالبرودة في الصيف؟
إذا كنت قد سألت هذا السؤال من قبل، من المحتمل أنك كنت طفل بمخيلة كثيرة النشاط، وكنت تحدق في صرصور في المطبخ لفترة طويلة جدًا. ومع ذلك، يبقى سؤالا صحيحاً.
* كيف تتحكم الحشرات بدرجة حرارة جسدها؟
البشر معروفين بأنهم ذوات دم حار. يمكن أن تتحكم الحرارة المنزلية في درجة حرارة البشر وذلك كي تبقى ثابتة عند 37 درجة مئوية. الجسد البشري قام بتطوير عدة آليات للحفاظ على الحرارة وطردها عند الضرورة. التعرق والقشعريرة والرعشة كلها طرق تحاول من خلالها أجسادنا إبقائنا عند درجة حرارة مثالية. الثدييات الأخرى قامت بتطوير استراتيجيات أخرى، مثل الفراء واللهاث.
على عكس ذوات الدم الحار ، فهناك ال poikilotherms، والتي تعرف بإسم الحيوانات ذات الدم البارد، وهذا التصنيف يشمل الزواحف والبرمائيات. تتغير درجة حرارة أجسادهم بناء على درجة الحرارة المحيطة. هذا هو السبب في أن الثعابين والتماسيح هم أفضل من يستمتعون بحمام الشمس. بين هذين التصنيفين، أين تقع الحشرات؟
الشيء الرائع في الحشرات هو تنوعها. الحشرات تتوحد من خلال عدد أرجلها وأجسامها ثلاثية الأجزاء. ولكن من جوانب أخرى، فإن الحشرات هي كائنات هشه ، مع تنوع مذهل في الشكل والسلوك والتكيف. ولذلك، فمن المنطقي أن الحشرات لا تتناسب تماما مع فئات الحيوانات ذات الدم الحار أو البارد.
كان يعتقد تقليديا أن الحشرات هي متبلورة الحرارة. وهم بالفعل هكذا، ولكن ليس تماما. فبعض الحشرات تقع تحت رحمة درجة الحرارة الخارجية أكثر من غيرها. تنقسم الحشرات إلى ذات الدم الحار وذات الدم البارد. ذات الدم البارد هي تلك الحشرات التي تتكيف درجة حرارة جسمها مع درجات الحرارة المحيطة بها.
تستطيع الحشرات ذات الدم الحار تنظيم درجة حرارة جسمها الداخلي، وخاصة أجزاء معينة من الجسم، وذلك مع مراعاة الظروف الخارجية. يطلق على التسخين أو التبريد الإختياري لأجزاء معينة من الجسم اسم الحرارة غير المتجانسة (الإقليمية). الحشرات مثل الدبابير، النحل و العث والفراشات والخنافس تكون غير متجانسة الحرارة.
* الحشرات تستخدم أجنحتها للحفاظ على الحرارة.
تخيل أنك تلوح بذراعيك بسرعة عالية للتحليق (افترض أن ذراعيك على شكل أجنحة الخفاش أو طائر). هذا عمل شاق ويتطلب الكثير من الطاقة. من أجل إنتاج كل هذه الطاقة للتحليق، فيجب أن تتمتع الحشرات بمعدل أيض سريع، لكن التفاعلات الأيضية في أجسامنا ليست فعالة دائما.
هذه التفاعلات التي تنتج الطاقة في العضلات التي تتحكم في الأجنحة تقوم بإنتاج الكثير من الحرارة، وذلك إلى جانب الطاقة.
إحدى الطرق التي تقوم الحشرات بتبريد نفسها بها هي من خلال نفس الطريقة. يزيد الطيران من دوران الهيموليمف، وهو دم الحشرة، والذي يقوم بإزالة الحرارة في جميع أنحاء الجسم. حيث تنتقل الحرارة من القفص الصدري، حيث توجد الأجنحة، إلى البطن. وبعدها يتم فقدان حرارة البطن من خلال التبخر.
بهذه الطريقة، يعمل البطن كحوض للحرارة حيث يمكن "تخزين" الحرارة عندما يكون الجو باردا، ويعمل كموزع للحرارة عندما يكون الجو حارًا جدًا.
الحشرات تستخدم أيضا هذه الحرارة الغير مستخدمة أثناء الظروف الباردة. حيث أن درجات الحرارة الباردة ليست جيدة للطيران، لأن التفاعلات الأيضية اللازمة للطيران لا تعمل بسرعة كافية في درجات الحرارة المنخفضة.
للتغلب على هذا، تقوم الحشرات ببعض الإحماء الروتيني. حيث تقوم برفرفة أجنحتها بقوة ذهابًا وإيابًا، وهذا يكون مثل الارتعاش، وذلك لتوليد الحرارة بدون الطيران.
* الحشرات تزيد من نشاطها الأيضي.
لحسن الحظ، الارتعاش ليس هو الطريقة الوحيدة للتسخين. فقد اكتشفت العديد من الدراسات "الدورة غير المجدية" والتي تحدث في نحل العسل عندما يحاول الاحماء. الدورة غير المجدية هذه هي بالضبط ما يوحي به الاسم، غير مجدية. إنها دورة بين خطوتين متعاكستين من مسارين متعارضين، تحلل السكر، وتكسير الجلوكوز، وإستحداث السكر، والذي ينتج الجلوكوز.
يتم تحويل الفركتوز 6-فوسفات (F6P) إلى الفركتوز 1,6-ثنائي الفوسفات (F1,6P) بواسطة إنزيم فوسفوفركتوكيناز، أثناء تحلل السكر. يقوم الفركتوز 1,6-بيسفوسفاتيز (FbPase) بتجزئة الجزئين أثناء تكوين السكر. يستخدم التفاعل الأول جزيء الATP ، لكن التفاعل الثاني لا يشكل أي الATP.
الATP هي عملة الطاقة في الخلية، وتقوم الخلايا بتكسير الِATP لتوفير الطاقة. كما أن توليد المزيد من الATP يؤدي إلى إنتاج المزيد من الحرارة. سيؤدي إجراء هذه الدورة مرارا وتكرارا إلى استنفاذ الATP بسرعة، دون حدوث أي عمل فعليًا. ,ولذلك سيتعين على الخلية العمل لوقت إضافي للحفاظ على إمداد مرضي من الATP.
في ظل الظروف العادية ، لا تعمل ردود الأفعال تلك معا. إما أن تقوم الخلية بتحلل السكر أو تكوين الجلوكوز؛ حيث تتأكد الخلية من أنها لا تعمل معا. ومع ذلك، لدى بعض النحل القدرة على بدء هذه الدورة لإنتاج الحرارة، ولكن هناك بحثا متناقضا يشير إلى أن البعض الآخر من النحل لا يؤدي هذه الدورة. وقد ترك هذا مجالا للنقاش حول دور التمثيل الغذائي في التنظيم الحراري.
إرسال تعليق