认识恒温动物和变温动物有什么区别?理解对养鱼的作用有哪些?
养鱼人一般都知道鱼是变温动物或者冷血动物,与其相对应的是恒温动物或者温血动物,比如我们人类就属于"恒温动物"。至于对恒温动物和变温动物的具体概念和有什么区别,也许对水产养殖来说有必要了解一下,对养鱼的作用也不小。
一、恒温动物与变温动物的概念
恒温动物与变温动物,两者都涉及一个"温"字,通俗一点的理解,就是以"温度"为切入点,但这个"温度"指的是体温。体温即动物机体的温度,通常指机体内部的温度,人有体温,猪牛等畜禽都有体温,鱼也有体温。一般来说,对所有生物来说,体温过高或者过低都可能致于死命。
因此,为了生存,一切有生命的生物---动物必须具有保持体温相对恒定的能力,这也是动物在长期进化过程中获得的一种较高级的调节功能。所以,按照体温是否随外界温度的变化而变化,我们把有生命的动物分为两大类:即恒温动物和变温动物。
二、恒温动物
恒温动物,又叫做温血动物,是指体温不因外界环境温度的改变而改变,始终保持相对稳定体温的动物。也就是说,无论热天还是冷天,它都是温度稳定、永不变温的动物。我们人类和较高等的脊椎动物比如鸟类以及哺乳动物都属于这类,因为体温调节机制比较完善,能在环境温度变化的情况下保持体温的相对稳定。陆地环境多变,温度变化大,体温恒定有利于代谢的正常进行,减少动物对环境的依赖性,有利于动物的生存和繁衍,同时也影响了动物的分布、生理和繁殖。
恒温动物的特征是产热的能力大,比如有些动物有厚厚的皮毛、发达的汗腺和皮下脂肪等的隔热构造,呼吸和循环系统发达,体温能随体内外的温度条件通过产热或散热进行自主性调节。恒温性是体内平衡调节的典型特征,能获得这种性能的动物其分布范围就能扩大,可以一年四季进行活动。不过在极端严寒的季节或者食物不足时,由于体温保持困难,有的动物比如蛙、龟、鳖、候鸟等等,就采取冬眠、迁徙的方式以适应这种环境的变化。
恒温动物的体温是恒定的。体温随种类而异,大多在36℃-42℃的范围内,我们人体的温度就是大约36.5℃左右。一般小型动物较大型动物的体温要高,但体温调节能力高的动物,比如食肉类,马、人类等,一天之内体温变幅不宜超过1 ℃。一般来说,鸟类的体温在37.0℃-44.6℃之间,哺乳动物的体温则介于25℃~37℃之间。恒定的体温使这些动物对环境的依赖程度减少了很多。
三、变温动物
变温动物又叫做冷血动物,是指体温随着外界温度的改变而改变的动物。也就是说,到了热天时体温升高,到了冷天的体温就下降,它就是温度不稳定、温度要变化的动物。除鸟类和哺乳类之外,地球上的动物大部分是冷血动物,比如较低等的脊椎动物中的爬行类、两栖类和鱼类以及所有的无脊椎动物。冷血动物并不是需要寒冷,而是其体温与其所生活的环境相接近。由于体内缺乏维持一定体温的生理机能,它们不能直接控制自己的体温,其体温只能随着环境的改变而改变。这类动物不仅代谢率较低,其身体的隔热效果也很差。
由于对环境温度变化的适应能力较差,到了寒冷的冬季,它们的体温非常低,各种生理活动也都降到最低的水平,于是有些动物进入冬眠或者迁徙状态。但它们体内的酶系统能适应较宽的温度变化,让它们有办法来对付过低或过高的气温,即可以通过改变自己的行为来适应环境温度的变化。
作为冷血动物的水生动物,大部分鱼类没法让自己暖和起来,除了繁殖比如鲑鱼为了产卵而迁徙外,为了应对寒冷,有些鱼类也会象鸟类一样迁徙,特别是生活在海洋里的鱼类经常会选择洄游迁徙,它们的移动里程甚至比鸟类更加惊人,有的算得上是环游世界,因为水温是它们移动的导向性因素。
四、恒温动物实现恒温的机制
恒温动物之所以能够维持稳定的体温,原因是恒温动物机体的产热量和散热量能够保持动态平衡,使得体温维持相对恒定。当然要通过神经调节和体液调节来完成。
(体温调节示意图。图源:王甫荣)
例如:
1.恒温动物在寒冷季节时,会通过以下方式产热来保持体温:
(1)皮肤中微血管收缩,减少流经皮肤的血液,以达到减少体热的散失;
(2)增加代谢的物质氧化功能,以获得能量;
(3)肌肉颤抖增加产热。
2.恒温动物在天气炎热或运动后,则通过以下方式散热来调节体温:
(1)皮肤血管扩张,使血液大量流入皮肤,有助于体热的发散;
(2)透过皮肤的汗腺排出汗液,汗液蒸发有助散热。
(心脏结构示意力图。图源:王甫荣)
恒温动物和变温动物的不同,还和心脏有很大的关系,心脏输送氧气能力的差异导致产热的能力强弱,比如上图分别是鱼类、两栖类、鸟类和哺乳类的心脏结构图,只有鸟类和哺乳类的心脏结构决定了动脉血和静脉血是完全分开的。
五、变温动物和恒温动物的区别
自然界中典型的恒温动物,他们的身体机能可以通过自身的调节和控制达到体温的固定。常见的恒温动物种类有三种:鸟类、水生和陆生哺乳动物,这些动物身体中热量产生的原动力都来自于所摄入的食物,而不同的是在于它们对于温度的保存手段。
鸟类可以通过羽毛和绒毛的替换更迭来实现温度控制;水生动物例如鱼类主要依靠厚厚的脂肪保暖,一些特殊的鱼类(比如月鱼)还会通过反复拍打胸鳍将热量传递至全身这种方式保暖。人类作为最具代表性的陆生哺乳动物,主要依靠衣服的加减等方式来进行保暖和散热,而这也是众多陆生哺乳动物中保持温度最高效最便捷的方式,是其它动物很难做到的。
变温动物和恒温动物的区别就在于:变温动物不能依靠自身调节控制体内温度,只能依赖于外界的环境变化,环境温度高则自身温度高,环境温度低则自身温度低,体温和水温是差不多持平的,比如鱼的体温仅仅比环境温度相差0.5℃到1℃左右。
(冬眠。图源:怪罗科普)
由于变温动物缺乏体温的自我调节机制,这就导致它们需要关注环境的变化来改变自身的行为,常见的变温动物比如蛙和蛇类等,在低温时它们必须寻找温度适合的地方来冬眠,从而满足自身生理的需要。变温动物的生存范围比较有限,在南北极、高纬度的地方就少有甚至没有变温动物这类生物的存在,例如鳄鱼作为变温动物就主要生活在热带、亚热带地区。
相对而言,恒温动物适应的范围比较多,原因也在于这些动物只要摄入足够热量的食物,就可以保持温度的固定,维持生理需要。然而,恒温动物和变温动物实际上是各有所长的,尽管变温动物的活动范围有限,但它们有自己独特的优势,它们不仅可以调节体温,还可以像植物一样通过光合作用储存能量,以应对气候变化带来的挑战。
六、鱼类的"感冒"和"冬眠"
鱼和人都可能有"感冒"病,但两者的感冒还是有区别的。人是温血生物,感冒的原因虽然有"一冷一热"的冷热不定引起,但大多数情况下还是因为寒冷造成的。鱼类是常说的冷血动物,其体温无法自己调节,只能随环境的变化而变化,但也要尽量保持水温的恒定。因此,除了水温变化太快会造成鱼类感冒外,如果水温和鱼的体温差异太大也会引起鱼类感冒。所以,当我们在投苗、运送苗种等生产操作时,一定要注意水温和体温的接近,不要大起大落的变温,尽量要慢慢综合水温后再行下一步的操作,以免鱼类因适温不及时而引发不当后果。
(图源:怪罗科普)
冬眠是冷血动物的惯用伎俩,蛙、蛇等到了冬天必须冬眠,真正的鱼类理论上不会冬眠,但会进入一种类似冬眠的休眠状态。除了冷水鱼类因其生理特性"喜冷怕热"而不"冬眠";温水鱼类到了冬天低温时,不吃不长或者少吃少长,活动力减弱,新陈代谢变慢,这就是我们在冬春季节时见到鱼儿类似冬眠的状况;热带鱼类因"喜热怕冷"遇到温度低下时还会"冬眠"致死。
七、温度对冷血变温鱼类的影响
对鱼有所了解的人应该都知道,绝大多数的鱼是冷血的动物是变温动物的典型,正因为鱼是冷血动物,除了热带鱼类以外的大多数鱼类是不怕冷的,既使到了冬天只要水不结冰它就没事,只要冰面以下有水它就能活。鱼类的体温都是随着环境温度的变化而变化的,水温升高时其体温也随之升高,所以,在温热季节的鱼,生命活力强,吃料多,长势也快;水温降低了鱼就会降低自己的体温,同时也启动降低新陈代谢功能来应对寒冷,因此,在冬天的鱼类生命活力减弱,少吃料甚至不吃料。
寒冷冬天和酷热夏天,对水中的鱼来说是狠艰难的,水中的鱼类需要各种技巧才能生存,事实上大多数鱼会使用迁徙,休眠和改造自己的三种策略来应对不利的寒冷和酷热。它们的做法大多是先迁移到湖底或者水越深的地方,因为那里的温度比较稳定,少于受制于水面以上的空气温度影响。所以,养鱼必须要有一定深度的水,水深了水浅了都不恰当。水浅了保温或者散热能力都很弱,火辣太阳会把水晒热晒烫,严寒冰雪会把水冻住成雪;水深了会影响光照的射入,特别是底层水体会减弱甚至没有光合作用,影响整个水体和底质的生物能量循环。因此,养鱼水深要达到1.2-3.0米,以2.5米左右为宜。
另外,冷血变温的鱼类,因为是低等动物对外界环境变化的顺应度很迟缓,具有延迟性。因此,在每年的由冷到热的"大麦黄"变更时节和由热变冷的"白露"更替季节时,在这两个冷热更替时期的鱼类对外抵抗能力很弱很差,对温度变化的适应有一个延缓过程,如果一旦有病原生物侵袭就容易引发鱼病,所以,在"大麦黄"和"白露"两个发病高峰期时,首要工作是防范鱼病的发生。
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