Como os insetos ficam quentes?

1 semana ago
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Como os insetos ficam quentes?

Os insetos podem ser ectotérmicos ou endotérmicos. As endotérmicas termorregulam batendo as asas ou através do ciclo fútil. As ecotérmicas dependem das condições ambientais do ambiente para controlar sua temperatura interna.

Os insetos não vestem roupas, apesar do que a Disney quer que você acredite (quem fez essas roupas para você, Jiminy Cricket?). Eles conseguiram se infiltrar em todos os cantos da Terra sem roupas por centenas de milhões de anos. Eles têm um exoesqueleto rígido para protegê-los de predadores e riscos ambientais, mas e o clima?

Sem ovelhas generosas para lhes dar lã para cobertores minúsculos, como os insetos ficam quentes no inverno? E como eles se refrescam no calor do verão?

Se você já fez essa pergunta, provavelmente é aquele garoto esquisito, com uma imaginação hiperativa, que encarava uma barata na cozinha por muito tempo. No entanto, continua sendo uma pergunta válida.

Quente e frio

Os seres humanos são homeotérmicos, também conhecidos como animais de sangue quente. Os homeotérmicos podem controlar a temperatura do corpo para permanecer constante a 37 ° C. O corpo humano desenvolveu vários mecanismos para reter o calor e expulsá-lo quando necessário. Sudorese, arrepios e tremores são todas as maneiras pelas quais nosso corpo tenta nos manter a uma temperatura ideal. Outros mamíferos desenvolveram outras estratégias, como pêlos e ofegantes.

Ao contrário dos homeotérmicos, existem poiquilotérmicos, comumente conhecidos como animais de sangue frio, uma classificação que inclui répteis e anfíbios. Sua temperatura corporal varia com base na temperatura ambiente. É por isso que cobras e jacarés são os melhores banhistas do sol. Entre essas duas classificações, onde caem os insetos?

O maravilhoso dos insetos é sua diversidade. Os insetos são unificados pelo número de pernas e pelo corpo tri-segmentado. De outras maneiras, no entanto, os insetos são os flocos de neve finais – com uma diversidade impressionante de formas, comportamentos e adaptações. Faz sentido, portanto, que os insetos não se encaixem perfeitamente nas categorias de animais de sangue quente ou frio.

Tradicionalmente, os insetos eram poikilotherms. E eles são, mas não inteiramente. Alguns insetos estão mais à mercê da temperatura externa do que outros. Os insetos são divididos em ectotérmicos e endotérmicos . Ectotermas são os insetos cuja temperatura corporal se ajusta à temperatura ambiente.

As endotérmicas são capazes de regular sua temperatura corporal interna, especialmente certas partes do corpo, com relação às condições externas. O aquecimento ou resfriamento seletivo de certas partes do corpo é chamado de heterotermia (regional). Insetos como vespas, abelhas, mariposas, borboletas e besouros são heterotérmicos.

ilustração vetorial de fábula de formiga e cidada (volkanakmese) s

Insetos ectotérmicos que se refugiam durante os invernos. (Crédito da foto: volkanakmese / Shutterstock)

Asas – não apenas para voar

Imagine ter que balançar os braços em alta velocidade para voar (suponha que seus braços tenham a forma de asas de morcego ou pássaro). É um trabalho árduo e requer muita energia. Para produzir toda essa energia para o vôo, os insetos devem ter uma taxa metabólica rápida, mas as reações metabólicas em nosso corpo nem sempre são eficientes.

Essas reações que produzem energia nos músculos que controlam as asas produzem muito calor, juntamente com energia.

Uma maneira de os insetos esfriarem é através do mesmo voo. Voar aumenta a circulação da hemolinfa, o sangue do inseto, que dissipa o calor por todo o corpo. O calor do tórax, onde as asas estão localizadas, é transferido para o abdômen. O calor do abdômen é perdido por evaporação.

Dessa maneira, o abdômen serve como um dissipador de calor onde o calor pode ser “armazenado” quando está frio e como um dispensador de calor quando está muito quente.

Os insetos também usam esse calor desnecessário durante condições frias. Temperaturas frias não são boas para voar, pois as reações metabólicas necessárias para o vôo não funcionam rápido o suficiente em baixas temperaturas.

Para superar isso, os insetos realizam uma pequena rotina de aquecimento. Eles batem as asas vigorosamente para frente e para trás, como tremores, a fim de gerar calor sem voar. Eles basicamente ligam os motores por alguns minutos antes de estarem suficientemente quentes para decolar.

Warmin traça

Dê uma olhada neste vídeo mostrando uma mariposa se aquecendo antes do voo (Crédito da foto: Crespo j / Wikimedia Commons)

É tudo fútil …

Felizmente, tremer não é a única maneira de esquentar. Vários estudos descobriram um “ciclo fútil” que ocorre nas abelhas quando estão tentando se aquecer. Esse ciclo fútil (o nome científico) é exatamente o que o nome sugere – fútil. É um ciclo entre duas etapas opostas de duas vias opostas – glicólise, decomposição da glicose e gliconeogênese, que produz glicose.

O 6-fosfato de frutose (F6P) é convertido em 1,6-bifosfato de frutose (F1,6P) pela enzima fosfofructoquinase (PFK) durante a glicólise. A 1,6-bisfosfatase de frutose (FbPase) converte as duas moléculas durante a gliconeogênese. A primeira reação usa uma molécula de ATP, mas a segunda reação não forma nenhum ATP.

cópia da gliconeogênese e glicólise

O ciclo fútil entre glicólise e gliconeogênese

ATP é a moeda energética da célula, e as células quebram o ATP para disponibilizar energia. Gerar mais ATP também gera muito calor. Executar esse ciclo repetidas vezes esgotaria o ATP rapidamente, sem que nenhum trabalho acontecesse. A célula teria que trabalhar horas extras para manter um suprimento satisfatório de ATP.

Sob condições normais, essas duas reações não funcionam juntas. A célula realiza glicólise ou gliconeogênese; a célula garante que eles não funcionem juntos. Algumas abelhas, no entanto, têm a capacidade de iniciar esse ciclo para produzir calor, mas há pesquisas contraditórias que afirmam que outras abelhas não realizam o ciclo. Isso deixou espaço para debate sobre o papel do metabolismo na termorregulação.

abelha voadora (Feng Lu) s

As abelhas usam o ciclo fútil para se aquecer quando está frio lá fora. (Crédito da foto: Feng Lu / Shutterstock)

Está quente hoje?

Para utilizar todas essas maneiras legais de controlar a temperatura do corpo, o inseto deve primeiro saber se está quente ou frio lá fora. Eles fazem isso através de uma família de receptores em suas antenas, chamados canais potenciais de receptores transientes, ou canais TRP, para abreviar.

Os receptores são sensíveis a mudanças na temperatura ambiente e enviam essas informações ao sistema nervoso do inseto. O sistema nervoso, através de mecanismos que os cientistas ainda estão explorando, faz as mudanças corporais necessárias.

A pesquisa mostrou que o bloqueio de alguns receptores faz com que o inseto fique hipotérmico (a temperatura do corpo cai abaixo do normal), enquanto o bloqueio de outros canais de TRP os torna hipertérmicos (a temperatura do corpo aumenta acima do normal).

Curiosamente, esses canais TRP foram conservados através da evolução, o que significa que o DNA humano e de insetos tem alguns dos mesmos genes ou instruções para detectar a temperatura. Os cientistas evolucionistas estão muito interessados ​​em como os genes mudaram ao longo da estrada evolutiva, causando garfos fascinantes na estrada. Por meio dessas pequenas mudanças, os biólogos evolucionistas podem estimar quando e quanto tempo levou para que essas mudanças ocorressem.

No entanto, embora tenhamos genes semelhantes para detectar a temperatura, os insetos não precisam usar roupas ou suar devido ao seu pequeno tamanho corporal. O Grilo Falante, como se vê, não precisava ser vestido, embora ele parecesse bastante elegante.

Referências:

Gilvan Alves

22 Anos de idade, Técnico em Rede de Computadores, Sempre em busca de aprender algo novo todos os Dias!

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