Non importa quale sia la temperatura esterna, il tuo corpo, come una fornace vivente, lavora per mantenere una temperatura interna costante. Genera calore bruciando il cibo che mangi. Tutti i mammiferi e gli uccelli sono in grado di generare questo calore interno e sono classificati come omoioteri (ho-MOY-ah-therms), o animali a sangue caldo. La temperatura normale per i mammiferi va dai 97° F ai 104° F. La maggior parte degli uccelli ha una temperatura normale tra i 106° F e i 109° F.
Gli animali più grandi, come questi cani della prateria, non usano tanta energia per produrre il calore necessario a mantenere caldi i loro corpi più grandi.
Una parte del cervello nota come ipotalamo (hi-po-THAL-ah-mus) è il termostato che controlla il forno del corpo. Questo termostato è impostato a 98,6° F, ma un grado in più o in meno è nella norma per un essere umano. Infatti, la tua temperatura corporea varia con l’ora del giorno. È al suo minimo appena prima di alzarsi al mattino, sale fino a un picco nel pomeriggio, e poi scende di nuovo mentre si dorme la notte. Un’attività faticosa fa aumentare la temperatura corporea. Anche la malattia può causare un aumento o un calo maggiore della temperatura normale.
I nervi nella pelle e nel profondo del corpo inviano messaggi di temperatura all’ipotalamo. Questo confronta le temperature di queste aree con quelle del cervello e, se sono troppo basse o troppo alte, invia messaggi ai nervi e alle ghiandole per aumentare o diminuire il calore. Quando hai freddo, un messaggio dal cervello fa sì che i tuoi muscoli rabbrividiscano. Questo genera un po’ di calore e inizia a riscaldare il corpo. Quando si ha troppo caldo, un messaggio fa scattare le ghiandole sudoripare. L’evaporazione del sudore risultante raffredda la pelle. Un altro messaggio può dilatare (allargare) i vasi sanguigni sotto la pelle in modo che più sangue possa venire in superficie e più calore possa uscire attraverso la pelle verso l’aria.
Un piccolo colibrì deve rifornire la sua fornace corporea ogni dieci o quindici minuti durante il giorno per mantenere il suo calore corporeo.
Ansimare è un altro metodo di raffreddamento usato dai mammiferi con poche ghiandole sudoripare. L’umidità evapora dalla bocca e dalla lingua per raffreddare il corpo surriscaldato. Gli uccelli non possono sudare, ma si liberano del calore corporeo in eccesso respirandolo. Sacche d’aria speciali, che si estendono dai polmoni, aumentano la quantità di aria che gli uccelli possono respirare dentro e fuori.
Gli animali a sangue caldo possono essere attivi in inverno come in estate, ma i loro corpi devono avere molto cibo da bruciare per ottenere ulteriore calore. Gli uccelli, con la loro temperatura corporea più alta, spesso hanno difficoltà a trovare abbastanza cibo quando arrivano le temperature più basse dell’inverno, così la maggior parte di loro migra verso climi più caldi dove il loro corpo non deve lavorare così duramente per mantenere il calore.
Gli animali a sangue freddo non possono generare il proprio calore corporeo, ma lo regolano cambiando il loro ambiente. Gli alligatori e altri rettili si sdraiano spesso al sole per riscaldarsi. D’altra parte, si rinfrescano facendo un tuffo in acqua, spostandosi nell’ombra di una roccia o strisciando in una tana nel terreno.
Il calore esce dal corpo attraverso la pelle. Gli strati di vestiti aiutano a trattenere il calore corporeo in inverno. Altri mammiferi devono fare affidamento su strati di grasso o su una copertura di pelliccia per isolarsi dal freddo e trattenere il calore corporeo. In climi estremamente freddi, non troverai mammiferi con grandi orecchie o lunghe code. Sarebbe necessario molto cibo in più per sostituire il calore perso da queste grandi superfici, cibo che sarebbe estremamente difficile da trovare.
Gli animali più piccoli devono produrre più calore per mantenersi caldi di quelli più grandi. Per capire questo, facciamo finta che una scatola quadrata di 3 pollici sia un animale piccolo e una scatola quadrata di 6 pollici sia un animale più grande. Sui suoi sei lati esposti, il piccolo animale ha 54 pollici quadrati di pelle. L’animale più grande ha 216 pollici quadrati di pelle, o quattro volte tanto. L’area interna che produce calore del piccolo animale è di 27 pollici cubici, ma l’interno dell’animale più grande contiene 216 pollici cubici, che è otto volte più grande. Se ci vuole un’unità di energia per ogni pollice cubo per riscaldare 1 pollice quadrato di pelle, l’animale più piccolo deve bruciare il doppio dell’energia per mantenere la sua pelle alla temperatura della pelle dell’animale grande. Ciò significa che deve produrre il doppio del calore.
Quando le temperature scendono, gli animali a sangue freddo diventano meno attivi, persino pigri.
Perché i corpi piccoli devono produrre così tanto calore per rimanere caldi, la dimensione degli animali a sangue caldo è limitata. Se l’animale fosse troppo piccolo, non potrebbe digerire il cibo abbastanza velocemente per produrre calore con la stessa velocità con cui il calore potrebbe essere perso attraverso la pelle. Durante il giorno un piccolo colibrì rifornisce la sua fornace di cibo ogni dieci o quindici minuti. Se non fosse in grado di rallentare il suo corpo di notte a circa un ventesimo della sua energia diurna entrando in un torpore simile all’ibernazione, l’aria fredda della notte, anche in un clima caldo, metterebbe in pericolo la vita del colibrì.
Il torpore è un tipo di sonno da cui un animale non può essere svegliato rapidamente. La sua temperatura corporea scende a quella dell’ambiente circostante e il battito cardiaco e la respirazione sono molto rallentati. Se la temperatura scende troppo, l’animale si congela e non si risveglia più dal torpore. I veri ibernatori entrano ed escono dal torpore durante tutto l’inverno.
Gli animali che non possono generare calore interno sono conosciuti comepoikilotermi (poy-KIL-ah-therms), o animali a sangue freddo. Insetti, vermi, pesci, anfibi e rettili rientrano in questa categoria, tutte le creature tranne i mammiferi e gli uccelli. Il termine a sangue freddo è un po’ fuorviante perché i poikilotermi possono avere temperature corporee molto calde ai tropici. Un pesce che nuota in acqua a 40° F avrà una temperatura corporea molto vicina ai 40° F. Lo stesso pesce in acqua a 60° F avrà una temperatura corporea vicina ai 60° F.
Dopo una notte fredda, una cavalletta può essere troppo rigida e fredda per saltellare fino a quando il sole del mattino non riscalda il suo corpo.
Poiché gli animali a sangue freddo non possono generare il proprio calore, devono regolare la loro temperatura corporea spostandosi in ambienti diversi. Probabilmente avete visto una lucertola, una tartaruga o un alligatore sdraiati a crogiolarsi al sole. Lo fa per aumentare la sua temperatura corporea. Quando diventa troppo caldo, si sposta all’ombra, fa un tuffo in acqua, o si nasconde sotto una roccia o nel terreno per rinfrescarsi. Quando le temperature si abbassano, gli animali a sangue freddo diventano meno attivi, persino pigri. Se un insetto diventa troppo freddo, i suoi muscoli alari non possono muoversi abbastanza velocemente da permettergli di volare. Alcune falene fanno vibrare i loro muscoli alari, un’azione simile al tuo tremore, e i muscoli in contrazione producono abbastanza calore per il decollo. Dopo una notte fredda, una cavalletta spesso è troppo rigida e fredda per saltare. Tuttavia, una volta che i raggi del sole l’hanno riscaldata, può saltellare come al solito.
I cambiamenti estremi delle temperature ambientali possono essere fatali per l’animale a sangue freddo. Quando la temperatura dell’acqua aumenta, il contenuto di ossigeno si riduce. Aumentando la temperatura da 41° F a 95° F il livello di ossigeno si dimezza. Un pesce che sperimenta questo drastico aumento di temperatura deve pompare il doppio dell’acqua attraverso le branchie per ottenere la stessa quantità di ossigeno che riceveva quando la temperatura era più bassa. L’aumento dell’attività aumenta anche il bisogno di ossigeno del pesce, il che aggrava il problema. Di conseguenza, il pesce può morire per mancanza di ossigeno, non di calore.
Molti insetti muoiono quando le temperature si abbassano, ma il rifornimento del prossimo anno sverna in uova, bozzoli o qualche altro rivestimento protettivo. Emergono o si schiudono quando tornano le temperature primaverili o estive. I rettili si nascondono nel terreno o trovano una tana in cui vivere fino a quando le temperature di superficie sono più favorevoli. Infatti, le giornate soleggiate d’inverno portano molti di loro fuori per riscaldarsi e cercare cibo. Gli estremi del caldo e del freddo sono duri per tutti gli animali. Ma sia gli animali a sangue caldo che quelli a sangue freddo si sono adattati ai normali cambiamenti climatici.
Ilo Hiller
1983 Animali a sangue caldo e freddo. Giovane naturalista. The Louise Lindsey Merrick Texas Environment Series, No. 6, pp. 16-19. Texas A&M University Press, College Station.