Wie kann ein Warmblüter mit außenliegenden Kiemen Wärmeverluste im Meer vermeiden?

Sie könnten tatsächlich eine Methode verwenden, die Pinguine verwenden, um ihre Füße vor Wärmeverlust zu schützen. Machen Sie Blutgefäße einfach sehr nahe beieinander, um einen gleichzeitigen Fluss zu erhalten. Tatsächlich haben Menschen das auch:

Auf diese Weise ist das in die Kiemen eintretende Blut kalt, es tritt nur ein minimaler Wärmeverlust auf, und wenn es zum Körper zurückkehrt, sammelt das Blut Wärme von demjenigen, das gerade zu den Kiemen fließt.

Beachten Sie nun, dass es bei Menschen und Pinguinen unerlässlich ist, unsere Arme und Füße mit Sauerstoff zu versorgen und Kohlendioxid abzuführen. Das Problem, auf das Sie sich berufen, ist so gut wie nicht vorhanden - damit der Gasaustausch stattfinden kann, brauchen wir ein wirklich dünnes Epithel - deshalb ist der Gegenstrom in den Kiemen so effektiv, und deshalb sind Kiemen und Lungen so empfindlich. Auch die Blutgefäße in Kiemen und Lunge sind empfindlich.
Aber diejenigen, die zu ihnen führen und sie bilden, sind es nicht. Diese sind dick und robust und fast "luftdicht". Wenn Sie einen Beweis brauchen, bewegen Sie Ihren Finger. Wenn Sie es tun können, dann wissen Sie, dass Ihr Blut keinen Sauerstoff verloren hat, der zu Ihrer Hand geht. Blutgefäße haben eine innere Schicht, zwei elastische Membranen, eine Muskelschicht und eine äußere „Tunika“ – keine große Grenze für Hitze, aber für Sauerstoff viel schwieriger zu durchdringen als einige Zellschichten, die sich entwickelt haben, um für Sauerstoff leicht zu sein durchziehen.

Es funktioniert gut für Pinguine barfuß auf Eis. Es könnte also wahrscheinlich gut genug für Kiemen funktionieren, wenn es ein wenig optimiert wird.

Das schwer zu lösende Problem ist, dass Sie eine maximale Kiemenoberfläche für den Sauerstoffaustausch benötigen, aber diese Oberfläche lässt mehr Wärme verloren gehen. Die einzige Möglichkeit, dies zu lösen, besteht darin, sich irgendwie vorzustellen, wie Sie Ihre Kiemen mit einer wärmeisolierenden Substanz beschichten, die immer noch den Sauerstofftransport zulässt. Was wäre, wenn diese Substanz...

Luft. Gefangen in Mikropelz (ich mochte das Wort).

Luft ist ein guter Wärmeisolator und wir können davon ausgehen, dass Sauerstoff kein Problem damit hat, darin zu diffundieren. Ihr Außerirdischer muss seine äußeren Lungen mit einer dünnen Luftschicht überziehen. Wie? Mit mikroskopisch kleinen Haaren, die Luftblasen einschließen (etwas in der Nähe der Spinnennetzblasen der Taucherglocke , aber mit Haaren).

Tatsächlich nenne ich es Haare , weil mir das richtige Vokabular fehlt (Englisch ist nicht meine Muttersprache), aber "organische Mikroröhren" wäre eine bessere Beschreibung, denke ich.

Auf diese Weise bleibt Luft an Ihren Schläuchen haften und bildet eine Schicht von vielleicht einem halben Millimeter, die Ihren Atembereich vom kalten Wasser trennt, ihn ziemlich gut isoliert, während dennoch Sauerstoff aus dem sauerstoffreichen Wasser in die Luftschicht diffundiert. Siehe diesen Absatz über die im Netz der Taucherglockenspinne eingesperrten Luftblasen:

Wikipedia:

Taucherglocken sind unregelmäßig konstruierte Seidenblätter und ein unbekanntes Hydrogel auf Proteinbasis[9], das zwischen untergetauchten Wasserpflanzen gesponnen und dann mit Luft aufgeblasen wird, die vom Erbauer von der Oberfläche heruntergebracht wird. Studien haben die Gasdiffusion zwischen der Taucherglocke und der aquatischen Umgebung der Spinnen berücksichtigt. Obwohl die Seide wasserdicht ist, ermöglicht sie den Gasaustausch mit dem umgebenden Wasser; es gibt eine Nettodiffusion von Sauerstoff in die Glocke und eine Nettodiffusion von Kohlendioxid heraus. Dieser Prozess wird durch Unterschiede im Partialdruck angetrieben.

Also sollte zumindest der Diffusionsteil funktionieren.

Ich weiß nicht wirklich, ob der Rest meiner Idee biologisch realistisch ist, aber na ja ... ich würde es kaufen!

Sie beschreiben Roten Thunfisch, der ein wunderbares Netz von Blutgefäßen hat, das es ihm ermöglicht, Kerntemperaturen zu halten, die viel wärmer sind als das umgebende Wasser - und ohne den zirkulierenden Sauerstoff zu verlieren !

Aus Wikipedia , sie:

kann eine Körperkerntemperatur von 25–33 °C (77–91 °F) in bis zu 6 °C (43 °F) kaltem Wasser aufrechterhalten

und

Erzielen Sie Endothermie, indem Sie die durch den normalen Stoffwechsel erzeugte Wärme konservieren. Bei allen Thunfischen arbeitet das Herz bei Umgebungstemperatur, da es gekühltes Blut erhält und die Herzkranzgefäße direkt von den Kiemen zirkulieren.[42] Das rete mirabile („wunderbares Netz“), die Verflechtung von Venen und Arterien in der Körperperipherie, ermöglicht es, nahezu die gesamte Stoffwechselwärme aus dem venösen Blut „zurückzugewinnen“ und über einen Gegenstromaustausch auf das arterielle Blut zu übertragen System, wodurch die Auswirkungen der Oberflächenkühlung abgemildert werden.[43] Dies ermöglicht es dem Thunfisch, die Temperatur des hochaeroben Gewebes der Skelettmuskulatur, der Augen und des Gehirns zu erhöhen.

Nur weil Wärme ausgetauscht wird, heißt das nicht, dass zwangsläufig auch Sauerstoff ausgetauscht wird. Dies: "Das abgehende Blut würde dem zurückfließenden Blut den Sauerstoff entziehen und somit würde niemals Sauerstoff aus den Kiemen in den Körper gelangen." passiert nicht.

1. Wenn sie in den Tropen leben, dann ist der Wärmeverlust gering genug, um sie mit Kalorien zu kompensieren.

2. Verwenden Sie interne Kiemen im Vergleich zu externen. Wenn die Kiemen eingeschlossen und mit einem Rohrsatz mit Einwegströmung verbunden sind, können Sie den Wärmeaustausch an beiden Enden in Gang bringen, um Verluste zu mindern. Stellen Sie sich Fischkiemen vor, wenn sich der Auslass irgendwo in der Nähe des Schwanzes befände. Sie haben das gesamte nachgeschaltete Abgasrohr, um Wärme zurückzugewinnen. Dies wäre ohnehin für einen amphibischen Organismus von Vorteil, indem das Austrocknen der Kiemen an der Luft verlangsamt wird. Es könnte sich mit der Zeit sogar zu einem doppelten Lungen-Kiemen-System entwickeln.