Ar jus nustebina tai, kad šiaurės elniai, kurie didžiąją laiko dalį praleidžia stovėdami sniege, negauna šaltų pėdų? Arba tai delfinai, kurių ploni plazdeliai nuolat slidinėja per vėsų vandenį, vis tiek sugeba laikytis labai aktyvaus gyvenimo būdo? Speciali kraujotakos adaptacija, vadinama priešpriešiniu šilumos mainu, leidžia abiems šiems gyvūnams palaikyti tinkamą kūno temperatūrą galūnių, ir tai yra tik vienas iš daugelio protingų adaptacijų, kurių žinduoliai vystėsi per pastaruosius šimtą milijonų metų, kad padėtų jiems susidoroti su kintamaisiais temperatūros.
Žinduoliai yra endoterminiai
Visi žinduoliai yra endoterminiai, tai yra, jie palaiko ir reguliuoja savo kūno temperatūrą, nepriklausomai nuo išorinių sąlygų. (Šaltakraujiški stuburiniai gyvūnai, kaip gyvatės ir vėžliai, yra ektotermiški.) Gyvendami plačiai paplitusiose aplinkose visame pasaulyje, žinduoliai kasdien susiduria su sezoniniai temperatūros svyravimai ir kai kurie, pavyzdžiui, vietinių ar atšiaurių arktinių ar atogrąžų buveinių gyventojai, turi susidurti su ypač šaltu ar šiluma. Norėdami išlaikyti teisingą vidinę kūno temperatūrą, žinduoliai turi turėti būdą, kaip gaminti ir išsaugoti kūno šilumą šaltesnėje temperatūroje, taip pat išsklaidyti kūno perteklių šilumoje temperatūroje.
Tarp žinduolių šilumos gamybos mechanizmų yra ląstelių metabolizmas, kraujotakos adaptacija ir paprastas, senamadiškas drebulys. Ląstelių metabolizmas yra cheminis procesas, nuolat vykstantis ląstelėse, kurio metu organinės molekulės suskaidomos ir surenkamos jų vidinei energijai gauti; šis procesas išskiria šilumą ir sušildo kūną. Kraujotakos adaptacija, tokia kaip aukščiau paminėti priešpriešinio šilumos mainai, perduoda šilumą iš gyvūno kūno šerdis (jo širdis ir plaučiai) periferijoje per specialiai jam sukurtus kraujo tinklus indai. Drebėjimą, kurį tikriausiai padarėte patys, lengviausia paaiškinti: šis grubus procesas sukuria šilumą greitai susitraukdamas ir sukrėsdamas raumenis.
Jei gyvūnas pasidaro per šiltas
Ką daryti, jei gyvūnas yra per šiltas, o ne per šaltas? Esant vidutinio klimato ir atogrąžų klimatams, kūno perteklius gali greitai kauptis ir sukelti gyvybei pavojingų problemų. Vienas iš gamtos sprendimų yra kraujo cirkuliacija šalia odos paviršiaus, o tai padeda išleisti šilumą į aplinką. Kita yra drėgmė, kurią sukuria prakaito liaukos ar kvėpavimo takų paviršiai ir kuri išgaruoja palyginti sausu oru ir atvėsina gyvūną. Deja, garuojamasis aušinimas yra mažiau efektyvus esant sausam klimatui, kur vanduo yra retas ir vandens praradimas gali būti tikra problema. Tokiose situacijose žinduoliai mėgsta ropliai, dažnai siekia apsaugos nuo saulės karštesniu dienos metu ir atnaujina savo veiklą naktį.
Žinduolių šiltakraujų metabolizmų raida nebuvo paprastas reikalas, kaip liudija faktas, kad daugelis dinozaurų buvo šiltakraujiški, kai kurie šiuolaikiniai žinduoliai (įskaitant ožkų rūšis) iš tikrųjų turi kažką panašaus į šaltakraujų metabolizmą ir net vieną apie žuvis generuoja savo vidinę kūno šilumą.