Dieren: energie besparen

Om er voor te zorgen dat warmbloedige dieren niet al hun energie kwijt raken aan zichzelf warm houden, moeten zij er dus voor kunnen zorgen dat niet alle warmte die zij maken gelijk aan hun omgeving (lucht, stoel, bed, nest, grond, enz.) wordt afgegeven.

Daar hebben zij het volgende voor: Isolatie.

terwijl sommige stoffen zoals metaal of water ervoor zorgen dat de warmteenergie zich makkelijk verspreidt, zijn er ook stoffen die ervoor zorgen dat de warmteenergie zich heel moeilijk verspreid. Stoffen die makkelijk energie verspreiden geleiden. Stoffen die moeilijk energie verspreiden isoleren.

 

Dieren die dus energie kwijt zijn aan zichzelf warm houden willen dus stoffen om zich heen die isoleren. Iets dat isoleert noemen we isolatie. Voorbeelden hiervan zijn hout, stilstaande lucht en vet.

Warmbloedige dieren isoleren hun lichaam dus. Dit kunnen zij op verschillende manieren doen. Veel dieren doen het op een manier die je misschien al kent: ze trekken een trui aan. Hoewel niet veel dieren dit letterlijk doen (chihuahua's daar gelaten) gebruiken wel meerde soorten dieren dit principe. In een trui zit namelijk stilstaande lucht. Ook als de wind er langs blaast blijft de lucht in de trui stil staan. Deze stilstaande lucht isoleert en houdt de warmte dus binnen de trui. In de natuur zien wij dit bijvoorbeeld bij schapen en andere dieren met dikke vachten. Zij hebben deze isolatie nodig om in de winter warm te kunnen blijven. Daarom scheren we schapen pas in de lente, wanneer het als het goed is weer warmer wordt. Ook vogels maken gebruik van stilstaande lucht als isolatie: in de winter zijn vogels helemaal opgepoft. Op die manier slaan ze lucht op onder hun veren, kijk maar eens naar afbeelding 2.

Een andere stof die goed isoleert is vet. Dat is de reden dat dieren zo veel mogelijk vet proberen aan te maken voor de winter. Ook is dit vet eer reservestof die ze kunnen gebruiken als er in de winter minder voedsel te vinden is of als ze meer energie nodig hebben om zich warm te houden. 

 

Als we terug kijken naar waarom de hoge lichaamstemperatuur nodig is, om alle processen in het lichaam goed te laten verlopen, is er ook een andere oplossing voor dieren om een koude winter door te komen. Zij kunnen bijvoorbeeld deze processen een bepaalde tijd niet doen in hun lichaam of op een veel lager tempo. Om die reden gaan dieren in een winterslaap of winterrust. Als dieren slapen gaan de hartslag en ademhalingsfrequentie omlaag. De dieren zijn dus minder energie kwijt aan overleven. Hun enzymen hoeven daarom ook niet optimaal te werken en de lichaamstemperatuur kan dus ook wat afwijken van de optimumtemperatuur. 

Door in de winter te slapen hebben dieren minder energie nodig en hebben zij dus vaak genoeg aan de reservestoffen die zij in de rest van het jaar hebben opgebouwd. Dieren die in 1 keer door slapen houden een winterslaap. Dieren die af en toe wakker worden om weer even iets te eten, zij hebben dus niet genoeg reservestoffen in hun lichaam, houden een winterrust.

Onder het kopje 'Natuurkunde' heb je wat kunnen lezen over relatief lichaamsoppervlak. Je hebt dus gezien dat grotere voorwerpen, relatief minder oppervlak hebben. Dit heeft ook alles te maken met temperatuurregeling bij dieren. De plek waar dieren de meeste warmte kwijt raken is namelijk waar zij in contact komen met hun omgeving: de huid.

Een groot dier heeft dus relatief weinig (huid)oppervlak. Dit betekend dat een groot dier dus ook relatief minder warmte kwijt raakt. Kijk maar weer eens naar het voorbeeld van de soepkommen.

In plaats van de soepkommen hebben we nu 2 dieren in de vorm van een kubus. Het 1e dier weegt 1 kilogram en heeft een relatief grote lichaamsoppervlak. Het andere dier weegt 8 kilogram en heeft een relatief klein lichaamsoppervlak.

Hoewel het grote dier een grotere totale oppervlak heeft, heeft het wel 8 kilo aan spieren en organen die warmte aan kunnen maken. Het kleine dier heeft in totaal misschien minder oppervlak maar heeft maar 1 kilo aan spieren en organen. Om die reden kijken we dus naar het relatief lichaamsoppervlak en niet naar de totale lichaamsoppervlak.

Om deze reden van relatief lichaamsoppervlak is het dus handig voor dieren die weinig warmte kwijt willen raken aan hun omgeving om een groot lichaam te hebben. Op die manier raken ze per kilo dat ze wegen minder warmte kwijt.

Hoeveel energie een dier nodig heeft om zichzelf in leven te houden, door bijvoorbeeld de juiste temperatuur te bewaren, is goed te zien in het aantal hartslagen dat het dier heeft. Er is namelijk veel meer transport nodig als je veel moet verbranden om op temperatuur te blijven. Kleine dieren zijn dus meer energie kwijt aan op temperatuur blijven, Kijk in de figuur hieronder of je dat terug kunt zien in hun hartslag. (Het is een belgische afbeelding.)

 

De Tarieven van de hartslag Dieren
Schepsel Het gemiddelde Tarief van het Hart
(slaat per
notulen)
Gewicht
(gram)
Menselijk 60 90000
Kat 150 2000
Kleine hond 100 2000
Middelgrote hond 90 5000
Grote honden: 75 8000
Hamster 450 60
Kuiken 400 50
Kip 275 1500
Aap 192 5000
Paard 44 1200000
Koe 65 800000
Varken 70 150000
Konijn 205 1000
olifant 30 5000000
giraf 65 900000
grote walvissen 20 120000000

 

Maak opgave 3 tot en met 8 en 13 tot en met 16.