Gli adattamenti al caldo degli animali

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1 Gli adattamenti al caldo degli animali Innanzitutto, la temperatura corporea di un animale dipende dalla quantità di calore (calorie) contenuta per unità di massa. Il calore corporeo, a sua volta, dipende dall attività metabolica e dagli scambi termici tra l animale e l ambiente. Il metabolismo e quindi la produzione di calore possono essere aumentati rapidamente dall attività fisica o attraverso l attivazione di meccanismi nervosi riflessi, o più lentamente con l acclimatazione. Gli animali rispondono alle variazioni di temperatura del loro ambiente in modi piuttosto diversi. Molti animali assumono passivamente la temperatura ambientale, mentre altri regolano la loro temperatura corporea indipendentemente da quella dell ambiente. Secondo una terminologia consona, pesci, anfibi e rettili vengono definiti ectotermi quando la temperatura corporea dipende quasi esclusivamente da fonti di calore presenti nell ambiente, mentre uccelli e mammiferi vengono

2 definiti endotermi se la loro temperatura corporea dipende principalmente dal calore generato all interno dell organismo. Una situazione intermedia è chiamata eterotermia. Sono definiti eterotermi quegli animali capaci di graduare la produzione di calore interno, senza tuttavia regolare la temperatura corporea mantenendola in un ambiente ristretto come gli endotermi. Eterotermi locali (il tonno e alcuni squali) sono animali i cui tessuti periferici e le estremità hanno una temperatura vicina a quella dell ambiente, mentre i tessuti profondi possono raggiungere temperature elevate attraverso il calore prodotto dall attività muscolare. Eterotermi temporali sono una categoria di animali eterogenea, la cui temperatura corporea varia notevolmente in momenti diversi. Il colibrì ad esempio, durante il giorno è costretto a cibarsi frequentemente, mentre di notte, per ridurre il consumo di riserve energetiche, entra in uno stato di torpore durante il quale la temperatura corporea si avvicina a quella dell ambiente. Sebbene alcuni batteri e alcuni tipi di larve di mosche riescano a tollerare temperature prossima a C, gli animali non sperimentano mai temperature così estreme. Gli ectotermi (pesci, anfibi e rettili), hanno un massimo termico critico, cioè una temperatura al di sopra della quale la sopravvivenza non è possibile. Tra i pesci, quelli che tollerano meglio le temperature elevate sono alcuni ciprinodontiformi (Cyprinodon diabolis) che vivono nelle calde sorgenti della California a circa 45 C.

3 Cyprinodon diabolis Per assorbire più o meno calore, molti ectotermi terrestri si espongono al sole o all ombra, regolando con il comportamento la loro temperatura corporea. Le lucertole del deserto, dove la sabbia può raggiungere i 70 C e la temperatura dell aria può superare i 50 C, mantengono la temperatura corporea compresa tra 38 e 43 C. Per evitare il surriscaldamento, alcuni rettili aumentano la frequenza respiratoria (polipnea) favorendo l evaporazione dell acqua e quindi la perdita di calore. La loro pelle inoltre è ricca di piccoli pori attraverso i quali l acqua dell ambiente può essere assorbita e incanalata nella bocca dove viene inghiottita. Altri rettili ancora, come l iguana marina della Galápagos, sono in grado di regolare la velocità di raffreddamento del corpo.

4 Iguana marina della Galápagos Nei climi molto caldi e aridi, gli animali endotermi hanno bisogno di dissipare il calore in eccesso. Le lepri del deserto e il fennec, ad esempio, possono dissipare il calore attraverso le sottili pareti delle ampie orecchie che presentano una fitta anastomosi di venule e arterie. I pipistrelli, sfruttano la notevole superficie delle loro ali. I vasi sanguigni delle ali sono provvisti di particolari valvole che si aprono durante il volo, facendo affluire più sangue nelle membrane alari che, a contatto con l aria, si raffreddano. Un meccanismo analogo viene utilizzato dagli elefanti africani i quali, attraverso il movimento delle orecchie, possono dissipare quasi il 100% del calore in eccesso. Anche le corna di alcuni ungulati, tra cui capre e antilopi, funzionano come dilatatori di calore. Un altro efficace meccanismo è l evaporazione, e la perdita di calore può essere fortemente aumentata tramite sudorazione. Essa non è ugualmente sviluppata in tutti gli animali endotermi: nel cavallo può avvenire attraverso larga parte della superficie corporea, mentre il cane ha ghiandole sudoripare limitate ad alcune regioni delle zampe. Roditori e uccelli, infine, non possiedono ghiandole sudoripare. Una considerevole quantità di calore può essere ceduta dall epitelio respiratorio. Uccelli e mammiferi possono così aumentare la perdita di calore e raffreddare il

5 proprio corpo aumentando semplicemente la frequenza respiratoria (polipnea). Il cane è quindi in grado di passare rapidamente da una frequenza respiratoria di atti al minuto in un ambiente freddo a più di 200 atti in un ambiente caldo. I mammiferi di grossa taglia adottano strategie diverse. I cammelli, per esempio, possono sopportare quotidianamente temperature che arrivano anche a 55 C durante il giorno, mentre di notte sono esposti a temperature vicine allo zero. Questi animali sono provvisti di un folto pelo e di gobbe che, oltre a rappresentare una fonte lipidica, rappresentano un efficace isolante termico per le radiazioni solari a cui sono esposti. Alcuni animali domestici tra cui gatti, conigli e pecore, e selvatici come cammelli e antilopi africane, il cervello viene raffreddato attraverso un sistema di scambio controcorrente chiamato rete carotidea. Il sangue venoso freddo, proveniente dalle vie respiratorie nasali sottrae calore al sangue arterioso caldo che scorre verso il cervello attraverso la carotide. Alla base dell encefalo, la carotide si ramifica in numerose piccole arterie formando una rete vascolare che passa attraverso il seno cavernoso, formata da sangue venoso più freddo. Prima di arrivare al cervello, i rami della rete carotidea si riuniscono nel circolo di Willis, e in questo modo il sangue caldo arterioso cede parte del suo calore al sangue venoso prima di entrare nel cervello, la cui temperatura può risultare di 2-3 C inferiore al resto del corpo. Cammello della Battriana