Trovi sorprendente che le renne, che trascorrono gran parte del loro tempo in piedi sulla neve, non abbiano i piedi freddi? O quello delfini, le cui pinne sottili scivolano costantemente attraverso l'acqua fresca, riescono ancora a perseguire stili di vita molto attivi? Uno speciale adattamento circolatorio noto come scambio di calore in controcorrente consente ad entrambi questi animali di mantenere la temperatura corporea adeguata nella loro estremità, e questo è solo uno dei tanti adattamenti intelligenti che i mammiferi si sono evoluti negli ultimi cento milioni di anni per aiutarli a gestire le variabili temperature.
I mammiferi sono endotermici
Tutti i mammiferi sono endotermici, ovvero mantengono e regolano la propria temperatura corporea, indipendentemente dalle condizioni esterne. (I vertebrati a sangue freddo, come serpenti e tartarughe, sono ectotermici.) Vivendo in ambienti diffusi in tutto il mondo, i mammiferi affrontano quotidianamente e fluttuazioni stagionali delle temperature e alcuni - per esempio quelli indigeni che vivono in aspri habitat artici o tropicali - devono fare i conti con freddo estremo o calore. Per mantenere la corretta temperatura corporea interna, i mammiferi devono avere un modo per produrre e conservare il calore corporeo a temperature più fredde, nonché per dissipare il calore corporeo in eccesso a temperature più calde.
I meccanismi che i mammiferi hanno per produrre calore includono metabolismo cellulare, adattamenti circolatori e brividi semplici e vecchio stile. Il metabolismo cellulare è il processo chimico che si verifica costantemente all'interno delle cellule, mediante il quale le molecole organiche vengono scomposte e raccolte per la loro energia interna; questo processo rilascia calore e riscalda il corpo. Gli adattamenti circolatori, come lo scambio di calore in controcorrente sopra menzionato, trasferiscono il calore dal nucleo del corpo dell'animale (cuore e polmoni) alla sua periferia tramite reti di sangue appositamente progettate vasi. I brividi, che probabilmente hai fatto un po 'di te stesso, sono i più facili da spiegare: questo rozzo processo genera calore dalla rapida contrazione e scuotimento dei muscoli.
Se un animale diventa troppo caldo
E se un animale fosse troppo caldo, piuttosto che troppo freddo? Nei climi temperati e tropicali, il calore corporeo in eccesso può accumularsi rapidamente e causare problemi potenzialmente letali. Una delle soluzioni della natura è quella di posizionare la circolazione sanguigna molto vicino alla superficie della pelle, il che aiuta a rilasciare calore nell'ambiente. Un altro è l'umidità prodotta dalle ghiandole sudoripare o dalle superfici respiratorie, che evapora nell'aria relativamente più asciutta e raffredda l'animale. Sfortunatamente, il raffreddamento per evaporazione è meno efficace nei climi secchi, dove l'acqua è rara e la perdita d'acqua può essere un vero problema. In tali situazioni, i mammiferi, come rettili, spesso cercano protezione dal sole durante le ore più calde della luce del giorno e riprendono la loro attività di notte.
L'evoluzione dei metabolismi a sangue caldo nei mammiferi non è stata una faccenda semplice, come testimonia il fatto che apparentemente molti dinosauri erano a sangue caldo, alcuni mammiferi contemporanei (tra cui una specie di capra) hanno in realtà qualcosa di simile ai metabolismi a sangue freddo e persino un tipo di pesce genera il proprio calore corporeo interno.