Endotherme dieren zijn dieren die hun eigen warmte moeten opwekken om een optimale lichaamstemperatuur te behouden. In gewone taal worden deze dieren gewoonlijk 'warmbloedig' genoemd. De term endotherm komt uit het Grieks eindigt op, betekenis binnen, en thermosfles, wat betekent warmte. Een dier dat endotherm is, wordt gecategoriseerd als een endotherm, een groep die voornamelijk vogels omvat en zoogdieren. De andere grootste groep dieren is ectothermen- de zogenaamde "koudbloedige" dieren met lichamen die zich aanpassen aan de temperatuur in hun omgeving. Deze groep is ook erg groot, inclusief vis, reptielen, amfibieën en ongewervelde dieren zoals insecten.
Op zoek naar een ideale temperatuur
Voor endothermen komt de meeste warmte die ze genereren uit de inwendige organen. Mensen genereren bijvoorbeeld ongeveer tweederde van hun warmte in de thorax (de buik) met ongeveer vijftien procent gegenereerd door de hersenen. Endothermen hebben een hogere stofwisseling dan ectothermen, wat vereist dat ze meer vetten en suikers verbruiken om de warmte te creëren die ze nodig hebben om te overleven bij lage temperaturen. Het betekent ook dat ze bij lage temperaturen middelen moeten vinden om warmteverlies te voorkomen in dat deel van hun lichaam dat primaire warmtebronnen zijn. Er is een reden waarom ouders hun kinderen uitschelden om in de winter jassen en hoeden te dragen.
Alle endothermen hebben een ideale lichaamstemperatuur waarbij ze gedijen en ze moeten evolueren of verschillende manieren creëren om die lichaamstemperatuur te behouden. Voor mensen is het bekende kamertemperatuurbereik van 68 tot 72 graden Fahrenheit optimaal waardoor we actief kunnen werken en onze interne lichaamstemperatuur op of nabij de normale 98,6 kunnen houden graden. Deze iets lagere temperatuur stelt ons in staat om te werken en te spelen zonder onze ideale lichaamstemperatuur te overschrijden. Dit is de reden waarom erg heet zomerweer ons traag maakt - het is het natuurlijke middel van het lichaam om oververhitting te voorkomen.
Aanpassingen om warm te blijven
Er zijn honderden aanpassingen die zijn ontwikkeld in endothermen om verschillende soorten te laten overleven in verschillende klimaatomstandigheden. De meeste endothermen zijn over het algemeen geëvolueerd tot wezens die bedekt zijn met een soort haar of vacht om te beschermen tegen warmteverlies bij koud weer. Of, in het geval van mensen, ze hebben geleerd hoe ze kleding kunnen maken of brandstoffen kunnen verbranden om warm te blijven in koude omstandigheden.
Uniek voor endothermen is het vermogen om te rillen als het koud is. Deze snelle en ritmische samentrekking van skeletspieren creëert zijn eigen warmtebron door de fysica van spieren die energie verbranden. Sommige endothermen die in koude klimaten leven, zoals ijsberen, hebben een complexe set slagaders en aders ontwikkeld die dicht bij elkaar liggen. Deze aanpassing zorgt ervoor dat het warme bloed vanuit het hart naar buiten stroomt om het koudere bloed dat van de ledematen terug naar het hart stroomt voor te verwarmen. Diepzee-wezens hebben dikke lagen blubber ontwikkeld om te beschermen tegen warmteverlies.
Kleine vogels kunnen koude omstandigheden overleven door de opmerkelijke isolerende eigenschappen van lichtgewicht veren en dons, en door gespecialiseerde warmte-uitwisselingsmechanismen in hun blote benen.
Aanpassingen voor koeling van het lichaam
De meeste endotherme dieren hebben ook de mogelijkheid om zichzelf af te koelen om hun lichaamstemperatuur onder warme omstandigheden op een optimaal niveau te houden. Sommige dieren verliezen van nature veel van hun dikke haar of vacht tijdens seizoensgebonden warme periodes. Veel wezens migreren instinctief in de zomer naar koelere streken.
Om af te koelen als het te warm is, kunnen endothermen hijgen, waardoor het water verdampt - wat resulteert in een verkoelend effect door de thermische fysica van water dat in damp verdampt. Bij dit chemische proces komt opgeslagen warmte-energie vrij. Dezelfde chemie is aan het werk wanneer mensen en andere kortharige zoogdieren zweten - dit verkoelt ons ook door de thermodynamica van verdamping. Een theorie is dat de vleugels van vogels zich oorspronkelijk ontwikkelden als organen om overtollige warmte vroegtijdig af te voeren soorten, die pas geleidelijk de voordelen ontdekten die deze gevederde waaiers mogelijk maakten.
Mensen hebben natuurlijk ook technologische middelen om de temperatuur te verlagen om in hun endotherme behoeften te voorzien. In feite is een groot percentage van onze technologie door de eeuwen heen ontwikkeld vanuit de basisbehoeften van ons endotherm aard.