متغير الحرارة: كيف تتأثر الكائنات بحرارة البيئة؟

متغير الحرارة هو كائن لا يحافظ على درجة حرارة داخلية ثابتة نسبيًا طوال الوقت، بل تتبدل حرارة جسمه تبعًا للبيئة وحالته الفسيولوجية. ويشمل ذلك كثيرًا من الحيوانات التي تكتسب الحرارة من الشمس أو الهواء أو الماء أو الأسطح التي تلامسها.

ولا يعني هذا أن حرارة الحيوان تطابق حرارة الجو دائمًا؛ فقد تكون أعلى منها بعد التعرض للشمس، أو أقل منها عندما يختبئ في مكان رطب ومظلل. كما يختلف مقدار التغير بين الأنواع، وبين أجزاء الجسم، وبحسب الوقت والنشاط.

يُستخدم المصطلحان أحيانًا كأنهما مترادفان، لكنهما يصفان جانبين مختلفين. فتصنيف الكائن وفق ثبات حرارة جسمه يختلف عن تصنيفه وفق مصدر الحرارة التي يعتمد عليها.

• متغير الحرارة: تتبدل درجة حرارة جسمه بدرجة واضحة.
• ثابت الحرارة نسبيًا: يحافظ على حرارة داخلية ضمن نطاق ضيق رغم تغير البيئة.
• خارجي الحرارة: يعتمد بدرجة كبيرة على مصادر خارجية لاكتساب الحرارة.
• داخلي الحرارة: ينتج معظم الحرارة التي يحتاجها من عمليات الأيض داخل الجسم.

قد يعيش حيوان خارجي الحرارة في مياه مستقرة الحرارة، فتظل حرارة جسمه مستقرة نسبيًا أيضًا. وفي المقابل، قد تسمح بعض الثدييات الداخلية الحرارة بانخفاض حرارة أجسامها أثناء السبات أو الخمول. لذلك فالتصنيفات ليست مجموعتين متطابقتين تمامًا.

تضم هذه المجموعة معظم الزواحف والبرمائيات والأسماك وكثيرًا من اللافقاريات. ومع ذلك، توجد تكيفات واستثناءات تجعل التعميم المطلق غير دقيق؛ فبعض الأسماك تستطيع الحفاظ على أجزاء من جسمها أدفأ من الماء المحيط.

• السحالي والثعابين: تتنقل بين الأماكن المشمسة والمظللة لتنظيم اكتساب الحرارة وفقدها.
• الضفادع: تتأثر بحرارة البيئة ورطوبتها، وقد تلجأ إلى الماء أو المخابئ المناسبة.
• معظم الأسماك: ترتبط حرارة أجسامها بدرجة كبيرة بحرارة الماء الذي تعيش فيه.
• كثير من الحشرات: يتأثر نشاطها بالحرارة، مع قدرة بعض الأنواع على تدفئة عضلاتها قبل الطيران.

أما التعبير الشائع «ذوات الدم البارد» فقد يكون مضللًا؛ لأن دم هذه الحيوانات ليس باردًا دائمًا، وقد ترتفع حرارة أجسامها كثيرًا تحت الشمس.

عدم إنتاج حرارة داخلية كبيرة لا يعني غياب التنظيم. فكثير من الحيوانات تستخدم سلوكيات دقيقة للوصول إلى مجال حراري يساعدها على الحركة والهضم والتكاثر. وقد يكون اختيار المكان والوقت وسيلة تنظيم أساسية لا تقل أهمية عن التغيرات الفسيولوجية.

التنقل وتغيير توقيت النشاط

قد يخرج الحيوان إلى الشمس صباحًا، ثم يختبئ وقت الظهيرة. وقد ينشط ليلًا في البيئات الحارة، أو ينتقل إلى عمق مختلف في الماء. كذلك يمكن أن يغير وضعية جسمه لزيادة المساحة المعرضة للشمس أو تقليلها.

الخمول عند الظروف غير المناسبة

تلجأ بعض الأنواع إلى خفض النشاط خلال فترات البرد أو الجفاف والحر الشديد. وتختلف آليات الخمول بين الكائنات، ولا تعني قدرتها على تحمل أي درجة حرارة. فلكل نوع حدود قد يؤدي تجاوزها إلى اضطراب وظائفه أو موته.

تعتمد التفاعلات الكيميائية وعمل الإنزيمات والعضلات على درجة الحرارة. لذلك قد تصبح حركة الحيوان أبطأ ويقل تناوله للطعام عندما يبرد جسمه. وعندما ترتفع الحرارة ضمن مجاله الملائم، قد يزداد نشاطه وسرعة هضمه.

لكن العلاقة ليست زيادة مستمرة بلا حدود؛ فالحرارة المفرطة قد تعطل الوظائف الحيوية وتزيد فقد الماء. كما يؤثر البرد الشديد في قدرة الحيوان على الهرب أو البحث عن الغذاء. ويختلف المجال الحراري المناسب بحسب النوع وبيئته ومرحلة نموه.

ومن مزايا الاعتماد على حرارة البيئة أن الاحتياج إلى الغذاء لإنتاج الحرارة قد يكون أقل مقارنة بحيوان داخلي الحرارة مماثل في الحجم. لكن المقابل هو ارتباط النشاط بدرجة أكبر بتوفر الظروف البيئية المناسبة.

الإنسان داخلي الحرارة، ويحافظ عادة على حرارة داخلية مستقرة نسبيًا. ويسهم الوطاء، أو تحت المهاد في الدماغ، في تنسيق استجابات الجسم اعتمادًا على إشارات الحرارة القادمة من الجلد وداخل الجسم.

• في الحر، يزداد تدفق الدم إلى الجلد، ويساعد تبخر العرق على فقد الحرارة.
• في البرد، تضيق الأوعية الدموية الجلدية لتقليل فقد الحرارة، وقد يحدث الارتعاش لإنتاجها.
• تساعد السلوكيات اليومية، مثل ارتداء الملابس واختيار الظل، على دعم التنظيم الطبيعي.

ولا تبقى حرارة الإنسان رقمًا واحدًا طوال اليوم؛ فهي تتأثر بالنشاط ووقت القياس وموضعه وبعض التغيرات الهرمونية. وهذه الاختلافات الطبيعية لا تجعله متغير الحرارة بالمعنى الحيواني.

تختلف الحمى عن فرط الحرارة. ففي الحمى يرفع الجسم نقطة الضبط الحراري، غالبًا استجابة لعدوى أو التهاب. أما فرط الحرارة فيحدث عندما يتجاوز اكتساب الحرارة أو إنتاجها قدرة الجسم على التخلص منها، كما قد يحدث أثناء المجهود في الطقس الحار.

وقد تنخفض الحرارة الداخلية بصورة خطرة بعد التعرض للبرد، خصوصًا مع البلل والرياح. ونادرًا ما تؤثر إصابات أو أمراض عصبية في مراكز تنظيم الحرارة، فيصبح الحفاظ على استقرارها أصعب. ولا يمكن تشخيص ذلك من الشعور بالبرد أو الحر وحده؛ إذ يحتاج إلى تقييم طبي.

• في الحر، اختر مكانًا جيد التهوية أو مبردًا، وخفف المجهود في أوقات الحرارة الشديدة.
• اشرب الماء بانتظام، واتبع توجيهات الطبيب إذا كان لديك تقييد للسوائل بسبب مرض مزمن.
• في البرد، ارتد طبقات مناسبة وحافظ على جفاف الملابس، خاصة عند البقاء خارج المنزل.
• راقب الأطفال وكبار السن ومن لديهم أمراض مزمنة؛ فقد يكونون أكثر عرضة لاضطراب الحرارة.
• اسأل الطبيب أو الصيدلي عن الأدوية التي قد تؤثر في التعرق أو تحمل الحر، ولا توقفها بنفسك.

اطلب تقييمًا طبيًا إذا تكرر تغير الحرارة دون سبب واضح، أو استمرت الحمى، أو ظهرت معها أعراض مقلقة. ويستدعي قياس حرارة يبلغ 38 درجة مئوية أو أكثر لدى رضيع أصغر من ثلاثة أشهر تقييمًا عاجلًا.

اتصل بالإسعاف عند حدوث ارتباك أو تشنجات أو فقدان وعي بعد التعرض للحر، حتى لو كان المصاب يتعرق. انقله إلى مكان بارد وابدأ تبريد جسمه بالماء ووسائل التهوية أثناء الانتظار، ولا تعطِ فاقد الوعي سوائل بالفم.

كذلك تُعد الحرارة الداخلية الأقل من 35 درجة مئوية، أو النعاس الشديد واضطراب الكلام بعد التعرض للبرد، علامات طارئة. انقل المصاب إلى مكان محمي، وانزع الملابس المبللة وغطه بأغطية جافة، وتجنب فرك الأطراف أو استخدام حرارة مباشرة شديدة.