Om fåglar med kalla fötterFåglar i kalla klimat kan verkligen ha kalla fötter. Fottemperaturen kan understiga 5 grader Celsius, medan temperaturen i bålen är cirka 40 grader. Precis som vi däggdjur, så håller fåglarna en konstant och hög temperatur i kroppens kärna, det vill säga i det inre av huvudet och bålen. Men benen ställer till med problem för en fågel när det är kallt. Deras nedre, obefjädrade delar är dåligt isolerade. Deras yta utgör en stor del av kroppsytan och är dessutom mycket stor i förhållande till deras volym. En stor yta ger en stor värmeavgivning. En liten volym ger en liten värmeproduktion. Ett ben kan därför knappast producera tillräckligt med värme själv för att hålla en hög temperatur i en kall miljö. I stället kan det fungera som en värmeradiator som vid kyla avger stora mängder av den värme kroppskärnan producerar till omgivningen. Lösningen på detta problem är att hålla benens temperatur väsentligt lägre än kroppskärnans. Värmeavgivningen blir nämligen mindre, om temperaturskillnaden mellan benet och omgivningen är liten. Benet värms upp av varmt arteriellt blod som flödar ner i det från bålen. Djur kan kyla benen genom att minska blodflödet till dem. När bentemperaturen minskar så minskar ämnesomsättningen och därmed benets syrgasbehov. Benet kan då klara sig med ett mindre blodflöde. Men hos många fåglar och däggdjur hittar man värmeväxlare vid benens bas som kyler benen på ett effektivare sätt. I värmeväxlarna löper artärer med varmt syrgasrikt blod parallellt med vener med kallt syrgasfattigt blod. Artärerna löper från bålen ut till benet, venerna från benet in till bålen. En del värme överförs från det varma artärblodet till det kalla venblodet. Denna värme transporteras inte ut i benet, utan blir kvar i bålen. Bentemperaturen blir då lägre. Ju längre kärlen i värmeväxlaren är, ju mer värme kan överföras från artärer till vener. En längre värmeväxlare ger alltså en lägre bentemperatur. Avståndet mellan det arteriella och det venösa blodet i värmeväxlaren är så stort att syrgas inte kan transporteras mellan de båda blodbanorna. En värmeväxlare kan således kyla ett ben utan att minska syrgastillförseln till det. Blodkärlen i värmeväxlaren är så pass vida att blodet relativt lätt kan ta sig igenom dem. Med andra ord, så har de en relativt låg resistans. Därmed går endast en liten del av blodets tryckenergi förlorad när det passerar värmeväxlaren och det behövs inget extra hjärta i benet. Det kan vara svårt för muskler att fungera i kyla. Men det finns nästan inga muskler i de obefjädrade nedre delarna av fågelbenet. Nästan alla de muskler som påverkar benet finns i bålen eller i benets övre fjäderklädda del, där temperaturen är relativt hög. Dessa muskler manövrerar benet via långa senor som löper i skidor längs med benet. Den obefjädrade delen av benet består mest av hud, ben, brosk och bindväv. Dessa vävnader tål kyla relativt bra. Benets nedre del har också ett känselsinne. Det innehåller sinnesreceptorer som reagerar på bland annat tryck och temperatur. Det innehåller nervfibrer som förmedlar sinnesintrycken till ryggmärgen och hjärnan. Dessa nervfibrer är utskott från nervcellkroppar som finns i bålen nära ryggraden. Det är mycket märkligt att en och samma nervfiber kan fungera vid cirka 5 grader Celsius i foten och vid cirka 40 grader Celsius i bålen. Olika delar av samma cell är alltså anpassade till radikalt skilda temperaturer! Värmeväxlare finns inte bara i fågelben. De finns bland annat i hundens ben, valarnas fenor, bäverns svans och till och med i våra egna armar. Fast vi klarar förstås inte av att hålla en handtemperatur på 5 grader Celsius. Många djur kan, när de är överhettade, stänga av värmeväxlarna och samtidigt öka blodflödet till extremiteternas hud. Extremiteterna förvandlas då till radiatorer som avger överskottsvärme från kroppen. Värmeväxlarna stängs av genom att venblodet leds tillbaka via ytliga vener, i stället för via värmeväxlarnas djupa vener. Sådana ytliga vener syns som blåa streck på våra egna armar. Dr Anders Lundquist Department of Cell and Organism Biology (Formerly: Dept of Animal Physiology) Lund University Post: Dept of Cell and Organism Biology, Animal Physiology Building, Helgonav 3b, S-223 62 Lund, SWEDEN
|