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外溫動物

此條目介紹的是外溫動物（Ectotherm）。關於變溫動物（Poikilotherm），請見「變溫動物」。

外溫動物（英語：Ectotherm，來自希臘語 ἐκτός (ektós) 「外部」 和 θερμός (thermós) 「熱」），也被俗稱為冷血動物，[1]是一種內部生理熱源（例如血液）在控制體溫方面相對較小或可以忽略不計的動物。[2] 這些生物（例如青蛙）依賴環境熱源，[3]使它們能夠以非常經濟的代謝率運作。[4]

偽龜屬 烏龜（在此圖中為取暖而曬太陽）是外溫動物。
紅線表示空氣溫度。紫色線表示蜥蜴的體溫。綠線表示洞穴的基礎溫度。蜥蜴是外溫動物，通過行為適應來控制它們的溫度。它們根據外界溫度調整行為；如果溫暖，它們會出來直到某一點，然後根據需要回到洞穴。

其中一些動物生活在溫度幾乎恆定的環境中，如深海區域的典型情況，因此可以視為恆溫動物的外溫動物。相比之下，在溫度變化如此劇烈的地方，許多物種習慣性地尋找外部熱源或庇護以避開熱量；例如，許多爬行動物通過曬太陽來調節體溫，或在需要時尋找陰涼處，此外還有許多其他行為上的溫度調節機制。

與外溫動物相比，內溫動物主要依靠內部代謝過程產生的熱量，而中溫動物則使用中間策略。

由於動物使用的溫度控制方法不僅僅有兩種，因此溫血動物 (warm-blooded) 和冷血動物 (cold-blooded) 這些術語已經不再作為科學術語使用。

適應

各種行為模式使某些外溫動物能夠在一定程度上調節體溫。為了暖身，爬行動物和許多昆蟲會尋找陽光充足的地方並採取能最大化暴露的姿勢；在有害高溫時，它們會尋找陰涼處或較冷的水。在寒冷的天氣裏，蜜蜂會聚集在一起以保持溫暖。蝴蝶和飛蛾可能會調整翅膀以最大化暴露於陽光下，以便在起飛前積累熱量。[2]像森林天幕毛毛蟲（英語：Forest tent caterpillar）和美國白蛾這樣的群居毛毛蟲，通過大群體曬太陽來進行溫度調節。[5][6][7][8][9] 許多飛行昆蟲，如蜜蜂和大黃蜂，還會在飛行前內溫地提高其內部溫度，通過震動飛行肌肉而不劇烈振動翅膀。這種內溫活動顯示了像變溫動物和恆溫動物等術語的一致性應用困難。[2] 許多飛行昆蟲，如蜜蜂和大黃蜂，還會在飛行前內溫地提高其內部溫度，通過震動飛行肌肉而不劇烈振動翅膀。這種內溫活動顯示了像變溫動物和恆溫動物等術語的一致性應用困難。[2]

除了行為適應外，生理適應也有助於外溫動物調節溫度。潛水爬行動物透過熱交換機制來保存熱量，冷血從皮膚獲取從體內核心移出的熱量，重新利用並保存了本來會浪費的一些熱量。牛蛙的皮膚在炎熱時分泌更多黏液，使蒸發冷卻效果更好。[來源請求]

在寒冷期間，一些外溫動物進入休眠狀態，其新陳代謝減慢，或在某些情況下（如木蛙（英語：Wood frog））幾乎停止。休眠可能持續一晚、一個季節甚至數年，這取決於物種和環境。

爬行動物飼主可能會使用紫外線燈系統來幫助其寵物曬太陽。 [10]

優缺點

外溫動物主要依靠外部熱源（如陽光）來達到其各種身體活動的最佳體溫。因此，它們依賴環境條件來達到運作體溫。相比之下，內溫動物主要通過內部代謝活動（如肝臟、腎臟、心臟、大腦、肌肉）或專門的產熱器官（如棕色脂肪組織）維持接近恆定的高運作體溫。外溫動物在給定體重下通常具有較低的代謝率。因此，內溫動物通常依賴更高的食物消耗，並通常需要能量含量更高的食物。這種需求可能限制了一個環境對內溫動物的承載力，而對外溫動物的承載能力則不會。

由於外溫動物依賴環境條件來調節體溫，一般而言，它們在夜間和清晨會更遲鈍。當它們從庇護所出來時，許多晝行性外溫動物需要在早晨的陽光下加熱才能開始日常活動。在寒冷的天氣裏，這些物種的覓食活動因此限於白天，在寒冷氣候中，大多數無法生存。在蜥蜴中，例如，大多數夜行性物種是專門進行伏擊覓食的壁虎。這種策略不需要像主動覓食那樣多的能量，也不需要同等強度的狩獵活動。從另一個角度看，伏擊捕食可能需要非常長的非生產性等待時間。內溫動物通常不能承受這麼長時間沒有食物，但適當適應的外溫動物可以在不消耗太多能量的情況下等待。因此，內溫脊椎動物物種較少依賴環境條件，並且在其日常活動模式中（無論在物種內還是物種間）具有更高的變異性。[11]

在外溫動物中，波動的環境溫度可能會影響體溫。這種體溫變化稱為變溫性，儘管這個概念並不完全令人滿意，並且該術語的使用正在減少。在小型水生動物如輪蟲中，變溫性幾乎是絕對的，但其他生物（如蟹）有更廣泛的生理選擇，可以移動到喜好的溫度，避免環境溫度變化，或緩和其影響。[2][12] 外溫動物也可以顯示出恆溫性的特徵，尤其是在水生動物中。通常它們的環境溫度範圍相對穩定，並且嘗試維持更高內部溫度的數量很少，因為這樣做的成本很高。[13]

外溫動物與變溫動物的差異

儘管對於一般人來說，外溫動物與變溫動物是沒有什麼區別的。台灣國中生物課也將外溫動物視為變溫動物。這是因為大多數的外溫動物也是變溫動物，僅有少部分例外[來源請求]。

然而，外溫動物與變溫動物在定義上就不相同。

  • 外溫動物（Ectotherm）：體溫來源來自外界環境提供的熱量。與之相對的是「內溫動物」。
  • 變溫動物（Poikilotherm）：體溫較會波動，而非固定在一定值。與之相對的是「恆溫動物」。

參見

參考資料

  1. ^ Ectotherm | Definition, Advantages, & Examples | Britannica. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Davenport, John. Animal Life at Low Temperature. Springer. 1991. ISBN 978-0412403507. 
  3. ^ Jay M. Savage; with photographs by Michael Fogden and Patricia Fogden. The Amphibians and Reptiles of Costa Rica: a Herpetofauna Between Two Continents, Between Two Seas. Chicago, Ill.: University of Chicago Press. 2002: 409. ISBN 978-0-226-73538-2. 
  4. ^ Milton Hildebrand; G. E. Goslow, Jr. Principal ill. Viola Hildebrand. Analysis of vertebrate structure. New York: Wiley. 2001: 429. ISBN 978-0-471-29505-1. 
  5. ^ McClure, Melanie; Cannel, Elizabeth; Despland, Emma. Thermal ecology and behaviour of the nomadic social forager Malacosoma disstria. Physiological Entomology. June 2011, 36 (2): 120–127. S2CID 85188708. doi:10.1111/j.1365-3032.2010.00770.x. 
  6. ^ Schowalter, T. D.; Ring, D. R. Biology and Management of the Fall Webworm, Hyphantria cunea (Lepidoptera: Erebidae). Journal of Integrated Pest Management. 2017-01-01, 8 (1). doi:10.1093/jipm/pmw019  . （原始內容存檔於2017-11-15）. 
  7. ^ Rehnberg, Bradley. Heat Retention by webs of the fall webworm Hyphantria cunea (Lepidoptera: Arctiidae): infrared warming and forced convective cooling. Journal of Thermal Biology. 2002, 27 (6): 525–530. doi:10.1016/S0306-4565(02)00026-8. 
  8. ^ Loewy, Katrina. Life History Traits And Rearing Techniques For Fall Webworms (Hyphantria Cunea Drury) In Colorado (PDF). Journal of the Lepidopterists' Society. [2017-11-15]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-05-06）. 
  9. ^ Hunter, Alison F. Gregariousness and repellent defences in the survival of phytophagous insects. Oikos. 2000-11-01, 91 (2): 213–224. ISSN 1600-0706. doi:10.1034/j.1600-0706.2000.910202.x （英語）. 
  10. ^ Best Reptile UVA/UVB Light Bulbs (Reviewed + Best Deals From Amazon) – BuddyGenius. buddygenius.com. 4 January 2018 [6 May 2018]. （原始內容存檔於17 January 2018）. 
  11. ^ Hut RA, Kronfeld-Schor N, van der Vinne V, De la Iglesia H. In search of a temporal niche: environmental factors.. Progress in Brain Research 199. 2012: 281–304. ISBN 9780444594273. PMID 22877672. doi:10.1016/B978-0-444-59427-3.00017-4. 
  12. ^ Lewis, L; Ayers, J. Temperature Preference and Acclimation in the Jonah Crab, Cancer borealis. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2014, 455: 7–13. doi:10.1016/j.jembe.2014.02.013. 
  13. ^ Willmer, Pat; Stone, Graham; Johnston, Ian. Environmental Physiology of Animals. Hoboken: Wiley, 2009. Ebook Library. Web. 01 Apr. 2016.
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