Informacija

Ar keičiasi ląstelės vidinė temperatūra, reaguodama į išorinės temperatūros pokyčius?

Ar keičiasi ląstelės vidinė temperatūra, reaguodama į išorinės temperatūros pokyčius?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Fonas

Kai kurios rūšys yra homeoterminės (vidinės temperatūros neturi įtakos išorės temperatūros pokytis), o kai kurios – poikiloterminės (vidinės temperatūros pokyčiai, reaguojant į išorės temperatūrą). Šios sąvokos taikomos atskiriems lygmenims.

O kaip su ląstelėmis (vienaląsčių ląstelėmis, taip pat daugialąsčio organizmo ląstelėmis)? Žinau, kad ląstelės reaguoja į temperatūros pokyčius. Pavyzdžiui, cholesterolio kiekis ląstelės membranoje gali skirtis priklausomai nuo temperatūros, kad membranos sklandumas būtų maždaug pastovus (nuoroda). Tačiau tai netrukdo keisti vidinės temperatūros.

Klausimas

Kai keičiasi ląstelės išorinė temperatūra, ar tai turi įtakos vidinei temperatūrai? Tikiuosi, kad procesas yra pakankamai bendras, kad man nereikėtų nurodyti konkretaus organizmo. Jei reikia kalbėti apie konkretų organizmą, apsvarstykite, pavyzdžiui, mieles. Kaip vidinė mielių temperatūra kinta kintant išorinei temperatūrai?

REDAGUOTI

Kadangi mano žinios fizikos srityje yra labai ribotos, net negalvojau apie Furjė dėsnį prieš skaitydamas @Eli Korvigo atsakymą ir komentarą bei @AMR komentarą. Taigi atlikime keletą skaičiavimų:

Jei svarstysime sferinę ląstelę, kurios plotas $4pi r^2$, kur $r$ yra spindulys, tai šilumos nuostoliai yra $4pi r^2 cdot Delta T cdot K$ (Furjė dėsnis), kur $Delta T$ – temperatūros skirtumas, o $K$ – šilumos laidumo koeficientas. Tada šilumos gamybos $H$ ir šilumos laidumo $K$ santykis (kad būtų galima susidoroti su šiuo $Delta T$ °C pokyčiu) yra $frac{H}{K} = 4 pi r^2 Delta T$. Jei $r = 10^{-6}$ metrų ir $Delta T = 2$ °C, tada $frac{H}{K} ≈ 10^{-11}$. Ar aš teisus?

Ar tikrai šis santykis nėra realus ląstelėje? Vandens šilumos laidumas yra $k = 0,56 frac{W}{mcdot K} $ (nuoroda), o šilumos gamyba vienam elementui yra $ 34 cdot 10^{-12} $ W (nuoroda). Taigi santykis taip pat yra 10^{-11}$! Ar aš teisus?

Taigi ar tikrai ląstelei neįmanoma reguliuoti temperatūros?


Homeoterminiai daugialąsčiai organizmai turi specialius audinius, kurie degina išteklius, kad sušiltų (dažniausiai tai susiję su elektronų pernešimo grandinės nutraukimu paskutinėse kvėpavimo stadijose, kad visa cheminė energija būtų paversta šilumine energija). Ir jie turi specialius audinius (riebalus) ir pakankamai kūno masės (tai daugiau apie tūrio/ploto santykį), kad ši energija neišsisklaidytų. Prisiminus fiziką, bet kurio vienaląsčio organizmo kūno masė yra nepakankama, kad galėtų kaupti šiluminę energiją bet kurį juntamą laiką, todėl nenaudinga deginti išteklius, kuriuos jis gali išleisti prisitaikydamas prie žemesnės temperatūros, ty sintetinti šalto šoko baltymus, modifikuoti membranas, pertvarkyti. medžiagų apykaitą. Iš esmės tai yra ta pati priežastis, kodėl maži žinduoliai ir paukščiai turi valgyti visą laiką, kad išliktų gyvi.

Kaip matote, kuo mažiau gaunate, tuo daugiau energijos jums reikia sudeginti (taigi padidinti suvartojimą ${O}_{2}$), kad išlaikytumėte kūno temperatūrą. Štai kodėl mes nematome tikrai homeoterminių vabzdžių (kai kurie iš jų gali sušilti trumpą laiką) ar kitų smulkių gyvūnų.


Žiūrėti video įrašą: STEAM Lastelių modeliai (Rugpjūtis 2022).