معلومة

هل توجد كائنات حية لها أجزاء مختلفة من درجة حرارة الجسم؟


كنت أتساءل عما إذا كانت هناك كائنات حية لها مقصورات (داخل الجسم) بدرجات حرارة مختلفة في الجسم. لتوضيح هل هناك كائنات حية لها أنسجة / أعضاء محاطة بشيء (خلايا وأنسجة أخرى) لها درجة حرارة أخرى. تقلب في درجة حرارة الجسم ، كما هو الحال في الكائنات الحية الخارجية. لم أسمع أبدًا عن شيء كهذا ولا يمكنني العثور على معلومات أو مقالات حول هذا (سبب عدم تقديم هذا السؤال الكثير من البحث في الخلفية). ومع ذلك ، ما زلت أتساءل عما إذا كانت هناك كائنات حية مثل هذه (أو على الأقل اقتربت من ذلك)؟
ملاحظة. يرجى تعديل هذا السؤال أو التعليق إذا كان بإمكانك تقديم المزيد من المعلومات الأساسية حول هذا الموضوع


بالنسبة لمعظم الكائنات الحية متعددة الخلايا ؛ يمكن أن يوجد جزء مختلف من الجسم في درجات حرارة مختلفة ؛ ومع ذلك ، هناك أمثلة أكثر تطرفًا / جذرية أيضًا.

خنافس بومباردييه مجموعة من الخنافس التي تحتوي على غرفة تفاعل متخصصة في الجسم ؛ حيث يمكنهم إنتاج خليط تفاعل ساخن وضار. يسلطونها على العدو. ويمكن أن ترمي عن طريق ثني منطقتهم القزمية إلى مجموعة واسعة من الاتجاهات. يفعلون ذلك كآلية دفاع.

صورة ويكيبيديا لخنفساء بومباردييه. هم بعض أعضاء القبائل Brachinini ، Paussini ، Ozaenini ، Metriini من عائلة Carabidae.

يمكن أن يصل خليط التفاعل إلى درجة حرارة تصل إلى 100 درجة مئوية ، وهي أكثر من كافية للتسبب في الموت الحراري للبروتوبلازم الطبيعي. لكن رد الفعل يحدث في حجرة متخصصة داخل أجسامهم ... ولا يحدث شيء آخر لحياة الخنفساء.

فيما يلي بعض الصور التشريحية لخنافس بومباردييه (من هنا) غدد قزم داخل بومباردييه بيتل ؛ تخطيطي للغاية.

رسم تخطيطي أكثر تفصيلا للغدة ، ومع ذلك ، تخطيطي.

هذا رسم تخطيطي أكثر واقعية للغدة في الخنافس كارابيد من نوع بومباردييه ؛ يتوفر رسم تخطيطي كامل يوضح أشكال هذه الغدد في الخنافس carabid من النوع الآخر في موقع الويب الرئيسي.

تتضمن هذه الورقة مخططًا مبسطًا للتفاعل الكيميائي في الغرفة. ملخص رد الفعل.

هذه صورة من بي بي سي تظهر خنفساء بومباردييه وهي تعمل.

المرجع: ويكيبيديا


كما اقترحkmm ، فإن كيس الصفن عبارة عن "حجرة" شائعة تكون عادةً أقل ببضع درجات من درجة الحرارة الأساسية.

المفهوم الرئيسي هو درجة الحرارة الأساسية. هذا فقط في الصميم.

لست متأكدًا مما إذا كنت أفهم استخدامك "للمقصورات". هل يمكن أن تكون الذراع أو الساق مقصورة؟ بالتعريف ، هو كذلك. المقصورة هي قسم. جزء من الجسم يناسب هذا التعريف.

منذ عقود ، أدركت شيئًا رائعًا حول أجزاء الجسم ودرجة حرارة الجسم.

لقد أنقذت قطة سيامية حامل. في القمامة التي ولدت ، كانت كل قطة ذات لون عاجي فاتح في كل مكان. خلال الأسابيع القليلة التالية ، أغمق لون أطراف وأذنين وذيل ووجه كل قطة. في ذلك الوقت ، كان مجال عملي هو علم الأحياء الجزيئي ، وكانت نظريتي بسيطة: كان التلوين في هذا الصنف ناتجًا عن إنزيم حساس لدرجة الحرارة. جاءت القطط من بيئة ذات درجة حرارة ثابتة (النواة) في جميع أنحاء: الرحم. لذلك فإن الإنزيم الحساس لدرجة الحرارة المنخفضة سيكون غير نشط. بعد الولادة ، كانت أطرافهم أكثر برودة ، مما يسمح للإنزيم بإنتاج الميلانين في الشعر النامي حديثًا.

بينما لم أتمكن من إثبات ذلك في قططي ، بعد بعض البحث وجدت أن شخصًا آخر قد أثبت ذلك بالفعل في الأرانب ذات الألوان المتشابهة.

لذلك ، نعم ، يمكن أن تختلف درجات حرارة أقسام (أو مقصورات) الجسم المختلفة.

ارى طفرات Tyrosinase المرتبطة بالأنماط السيامية والبورمية في القط المنزلي (Felis catus)، ليونز لوس أنجلوس وآخرون. الرسوم المتحركة جينيه. 2005.


مقدمة في آليات الاستتباب والتغذية الراجعة

ضع في اعتبارك كيف تقوم بتدفئة منزلك وتبريده. لديك أنظمة تدفئة وتكييف. عندما تكون درجة الحرارة بالخارج ساخنة ، يقوم مكيف الهواء بتبريد منزلك. على العكس من ذلك ، عندما تكون درجة الحرارة بالخارج باردة ، يقوم الفرن بتدفئة منزلك.

الهدف من هذه الأنظمة هو الحفاظ على داخل منزلك عند درجة حرارة ثابتة ومريحة على الرغم من التغيرات في درجة الحرارة بالخارج.

يمكن استدعاء حالة الظروف الثابتة هذه حالة توازن, أو حالة مستقرة. في هذا المثال ، حالة التوازن هي درجة حرارة ثابتة داخل المنزل.

وبالمثل ، فإن جسمك لديه أنظمة مطبقة للحفاظ على حالة ثابتة من بيئته الداخلية للعديد من العوامل المختلفة ، مثل درجة حرارة الجسم ، أو مستوى الجلوكوز في الدم. تسمى قدرة الكائن الحي على الحفاظ على بيئة داخلية ثابتة استجابة للتغيرات البيئية الاستتباب.

مثل أنظمة التدفئة وتكييف الهواء في المنزل ، يمتلك جسمك أنظمة تستجيب للتغيرات في البيئة للحفاظ على التوازن. تسمى هذه الآليات آليات التغذية الراجعة.

ركز على آليات التغذية الراجعة

1. ردود فعل سلبية

فكر الآن فيما يحدث عندما يؤدي الطقس الحار إلى تدفئة المنزل. تصبح درجة الحرارة بالداخل غير متوازنة. يرتفع فوق نقطة ضبط منظم الحرارة. تؤدي هذه الزيادة في درجة الحرارة إلى تشغيل منظم الحرارة الذي يعمل على تشغيل مكيف الهواء. يقوم التكييف بتبريد المنزل حتى يصل لدرجة الحرارة المحددة ، ثم يتوقف عن العمل. عاد المنزل الآن إلى درجة حرارته الأصلية.

هذا مثال على ردود فعل سلبية. في ردود الفعل السلبية ، تعمل الآلية في الاتجاه المعاكس للتغيير الأولي بحيث تتم استعادة الحالة المستقرة. معظم آليات الاستتباب هي ردود فعل سلبية.

2. ردود فعل إيجابية

افترض الآن أن فني HVAC عبر الأسلاك في النظام. تم عبور الأسلاك بحيث عندما ارتفعت درجة حرارة المنزل أدى ذلك إلى تشغيل الفرن بدلاً من مكيف الهواء. قام الفرن بتسخين المنزل ، مما أدى إلى زيادة درجة الحرارة بشكل أكبر. استمرت درجة الحرارة المتزايدة في إبقاء الفرن قيد التشغيل ، مما أدى إلى زيادة تدفئة المنزل. يمكنك أن ترى من هذا السيناريو أن المنزل يزداد سخونة بشكل متزايد ، بدلاً من العودة إلى نقطة ضبط منظم الحرارة.

هذا مثال على ردود الفعل الإيجابية. في ردود الفعل الإيجابية ، تعمل الآلية في نفس اتجاه التغيير الأولي. لا يتم استعادة الحالة المستقرة أبدًا ، ويتم تفضيل الظروف القاسية. لا يوجد سوى عدد قليل من الحالات التي تكون فيها آليات الاستتباب عبارة عن حلقات ردود فعل إيجابية. أحد الأمثلة على ذلك هو المخاض والولادة. أثناء المخاض ، يتم إطلاق هرمون يسمى الأوكسيتوسين الذي يزيد من سرعة الانقباضات. تؤدي الزيادة في الانقباضات إلى إطلاق المزيد من الأوكسيتوسين وتستمر الدورة حتى ولادة الطفل. تنهي الولادة إطلاق الأوكسيتوسين وتنتهي آلية التغذية الراجعة الإيجابية.

أجزاء من آلية التغذية الراجعة

دعنا نواصل التفكير في أنظمة التدفئة والتبريد للمنزل. يكتشف المستشعر ، مثل المزدوج الحراري ، درجة الحرارة داخل المنزل ويرسل المعلومات إلى منظم الحرارة. يقارن منظم الحرارة درجة الحرارة بنقطة التحديد. إذا كانت درجة الحرارة أعلى من النقطة المحددة ، يقوم منظم الحرارة بتشغيل مكيف الهواء. إذا كانت درجة الحرارة أقل من نقطة التحديد ، يتم تشغيل منظم الحرارة في الفرن. إذا كانت درجة الحرارة تتطابق مع النقطة المحددة ، فلن يتم فعل أي شيء.

تتكون آليات التغذية الراجعة من أجهزة استشعار ومتكامل ومؤثرات:

  • المستشعر: يراقب البيئة (خارجية أو داخلية) ويرسل المعلومات إلى وحدة التكامل.
  • متكامل: يعالج المعلومات من المستشعرات ويرسل إشارات أو أوامر إلى المستجيبين.
  • المستجيب: يتخذ إجراءات لإعادة البيئة إلى حالة مستقرة.

ملحوظة: تسمى أجهزة الاستشعار مستقبلات في النظم البيولوجية.


مقدمة

تؤثر درجة الحرارة بشكل عميق على النمو والعمليات الأساسية له (von Bertalanffy 1960 Cossins & Bowler 1987 Hochachka & Somero 1984 Gillooly وآخرون. 2001). بالنسبة إلى درجات الحرارة المتغيرة ، يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى زيادة معدلات العمليات الكيميائية الحيوية والعمليات الفسيولوجية (مثل معدل ضربات القلب) وخصائص تاريخ الحياة مثل وقت التطور ومعدل البحث عن الطعام. العامل الثاني ، التركيب الكيميائي (على وجه الخصوص C: N: P stoichiometry) ، يبدو الآن أيضًا أنه مرتبط بمعدلات النمو (Elser وآخرون. 1996 ستيرنر وإلسر 2002). لتزويد الأنسجة بالمواد المناسبة بمعدلات عالية ، يجب أن تحافظ الكائنات الحية سريعة النمو على تركيزات عالية من الوحدات التحفيزية في خلاياها ، وخاصة البروتينات الغنية بالنيتروجين والرنا الريباسي الغني بالفوسفور. تحتوي البروتينات على حوالي 17٪ N بالكتلة وغالبًا ما تشكل جزءًا كبيرًا من إجمالي الكائن الحي N (Elser وآخرون. 1996). وبالمثل ، فإن الحمض النووي الريبي هو حوالي 10٪ من الفوسفور من حيث الكتلة وغالبًا ما يمثل معظم الفوسفور العضوي الكلي (Elser وآخرون. 2000 ب ستيرنر وإلسر 2002). وبالتالي ، غالبًا ما تحتوي الكائنات الحية سريعة النمو على نسبة عالية من N و P (Elser وآخرون. 2000 ب).

السؤال المهم الذي لم يتم حله هو مدى تفاعل هذه العوامل - هل يؤدي تغير درجة الحرارة ، بشكل عام ، إلى تغيير التركيب الكيميائي؟ أثبتت الأدبيات الغنية أن الكائنات المسببة للحرارة التي تتأقلم مع درجات الحرارة المنخفضة غالبًا ما تُظهر إعادة تنظيم داخلية واسعة النطاق (Hochachka & Somero 1984) ، بما في ذلك حجم الخلية الأكبر أو حجم الجسم (Atkinson 1994 Partridge) وآخرون. 1994 Van Voorhies 1996) ، وزيادة نشاط الإنزيم وتغيير تكوين الغشاء (Hazel & Prosser 1974 Hazel 1995) ، وانتشار الميتوكوندريا داخل الخلايا وقطرات الدهون (Sidell 1998). ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح ما إذا كانت هذه التأثيرات الفردية ، بشكل إجمالي ، تؤدي إلى إشارات متكافئة قوية على مستوى الكائن الحي بأكمله. الإجابة مهمة لفهم العمليات الكيميائية الحيوية الأساسية التي تحدث في الكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كانت درجة الحرارة تغير التركيب الكيميائي للأفراد بشكل منهجي ، فقد تظهر هذه التأثيرات بسهولة في الأنماط والعمليات البيئية التي تتضمن N و P. هنا نقوم بفحص هذا السؤال باستخدام بيانات عن التركيب العضوي تم تجميعها من مسح أدبي.


حياة بدون نمو

ميزة أخرى للخلايا التي يدرسها معظم علماء بيولوجيا الخلية هي أنك تجد أن لديك المزيد منها عندما تعود إلى المختبر في الصباح. هذا بالطبع مفيد للغاية ، لكنه يعني أنه تم إنجاز القليل نسبيًا من العمل في بيولوجيا الخلية للخلايا ما بعد الانقسام أو الخلايا الهادئة. تشكل هذه الخلايا غالبية أنسجتنا ، بالإضافة إلى ميزاتها الخاصة بنوع الخلية ، فإن افتقارها للنمو يجعل من المحتمل أن تشترك أنظمة الهيكل الخلوي والحركة الغشائية في ميزات مختلفة عن تلك الموجودة في الخلايا التي يجب أن تتوسع باستمرار حتى الانقسام.


درجة حرارة الجسم

درجة الحرارة أو البرودة المعقولة ، معبراً عنها بمقياس معين. انظر جدول معادلات درجات الحرارة في الملاحق. تُقاس درجة حرارة الجسم بميزان حرارة سريري وتمثل التوازن بين الحرارة التي ينتجها الجسم والحرارة التي يفقدها. على الرغم من أن إنتاج الحرارة وفقدان الحرارة يختلفان باختلاف الظروف ، إلا أن الجسم ينظمهما ، ويحافظ على درجة حرارة ثابتة بشكل ملحوظ. يسمى الارتفاع غير الطبيعي في درجة حرارة الجسم بالحمى.

تنظيم درجة الحرارة . للحفاظ على درجة حرارة ثابتة ، يجب أن يكون الجسم قادرًا على الاستجابة للتغيرات في درجة حرارة محيطه. عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية ، تستشعر النهايات العصبية الموجودة بالقرب من سطح الجلد التغيير وتنقله إلى منطقة ما تحت المهاد. ثم تشير خلايا معينة في منطقة ما تحت المهاد إلى زيادة في إنتاج حرارة الجسم. يتم توصيل هذه الحرارة إلى الدم وتوزع في جميع أنحاء الجسم. في الوقت نفسه ، يعمل الجسم على الحفاظ على حرارته. تنقبض الشرايين بحيث يقل تدفق الدم بالقرب من سطح الجسم. يصبح الجلد شاحبًا وباردًا. في بعض الأحيان يأخذ لونًا مزرقًا ، نتيجة تغير لون الدم ، والذي يحدث عندما يتدفق الدم ببطء أكثر من المعتاد. تحفز إشارة أخرى من الدماغ النشاط العضلي الذي يطلق الحرارة. الارتعاش هو شكل من أشكال هذا النشاط و mdasha المنعكس العضلي الذي ينتج الحرارة.

عندما ترتفع درجة الحرارة الخارجية ، يتم تشغيل نظام تبريد الجسم. يفرز العرق من الغدد العرقية تحت الجلد ، وعندما يتبخر ، يبرد الجلد. يتم التخلص من الحرارة أيضًا عن طريق تبخر الرطوبة في الرئتين. يتم تسريع هذه العملية عن طريق اللهاث.

منظم مهم لحرارة الجسم هو نظام الشعيرات الدموية المحيطية. تشكل أوعية هذا النظام شبكة تحت الجلد مباشرة. عندما تتمدد هذه الأوعية ، فإنها تسمح بتدفق المزيد من الدم الدافئ من داخل الجسم من خلالها ، حيث يتم تبريده بواسطة الهواء المحيط.


البيئة الصحراوية والاستوائية

5.2.1 الأيض الحراري و ماص للحرارة

البشر كائنات ماصة للحرارة. وهذا يعني أنه على عكس الحيوانات الخارجية (المتغيرة الحرارة) مثل الأسماك والزواحف ، فإن البشر أقل اعتمادًا على درجة حرارة البيئة الخارجية [6 ، 7]. تتمتع الكائنات الماصّة للحرارة باستهلاك طاقة أساسي أعلى بكثير ، وهو أمر ضروري بشكل أساسي للحفاظ على درجة حرارة أجسامها ثابتة ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة البيئية المختلفة. في قلب الجسم (تجاويف الجمجمة والصدر والبطن) ، تبلغ درجة حرارة جسم الإنسان حوالي 37 درجة مئوية. في الأطراف (الأطراف) ، هو أقل ويظهر اختلافات إقليمية (28-36 درجة مئوية) (الشكل 5.2). في ظل الظروف البيئية المحيطة ، يتم الحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية البالغة 37 درجة مئوية عن طريق الأعضاء الداخلية النشطة الأيضية الدائمة مثل الدماغ والقلب والكبد والجهاز الهضمي من خلال نظام تنظيم حراري دقيق يضبط بشكل أساسي التروية المحيطية للجلد والتبخر بواسطة الغدد العرقية لاحتياجات الجسم الحرارية [6 ، 8]. يحدث فقدان الحرارة ، في ظروف الراحة ، بشكل رئيسي عن طريق الإشعاع. في بيئة دافئة / حارة وتحت تمرين شاق ، يعتمد الكائن الحي على مسار التبخر (الشكل 5.2).

الشكل 5.2. درجات حرارة قلب الجسم وقشرة الجسم تحت درجات حرارة محيطة مختلفة في جو بارد (20 درجة مئوية ، اللوحة اليسرى) وبيئة ساخنة (35 درجة مئوية ، اللوحة اليمنى).

ومع ذلك ، فإن درجة حرارة الجسم الأساسية ليست منتظمة باستمرار. على مدار اليوم ، تُظهر درجة حرارة الجسم الأساسية تغيرات دورية (إيقاع الساعة البيولوجية) ، وفي النساء يحدث نمط شهري بسبب الدورة الشهرية. في الكائنات الحية الخارجية (البرمائيات ، الزواحف ، الأسماك) ، يكون التدرج الحراري مقارنة بالبيئة منخفضًا (أقل من 5 درجات مئوية). تعتمد درجة حرارة أجسامهم ، وبالتالي نشاطهم ، إلى حد كبير على الظروف البيئية الخارجية السائدة (التوافق الحراري). وبالتالي ، تظل هذه الكائنات الحية قابلة للحياة (eurytherm) على نطاق واسع من درجات الحرارة ، وبسبب انخفاض التمثيل الغذائي (التمثيل الغذائي) ، فإنها يمكن أن تتغلب على مراحل أطول من نقص الغذاء. يمكن تقسيم مجال درجة حرارة الإنسان إلى قشرة جسم ولب جسم (شكل 5.2) [6 ، 8 ، 9]. تُعرف درجة حرارة الجسم الأساسية التي تزيد عن 37.5 درجة مئوية على أنها ارتفاع حرارة أقل من 35.5 درجة مئوية يُعرف باسم انخفاض حرارة الجسم. بحكم التعريف ، تعتبر أجزاء الجسم التي تظهر فيها درجات حرارة الأنسجة في الغالب 37 درجة مئوية جوهر الجسم (الحرارة المثلية). يتم إنتاج الحرارة بشكل دائم ، خاصة في الأعضاء النشطة الأيضية مثل القلب والدماغ والكبد. في الأطراف والجلد ، يمكن أن يختلف متوسط ​​درجة حرارة الأنسجة على نطاق واسع (قشرة الجسم شديدة الحرارة). تنخفض درجة حرارة نسيج قشرة الجسم مع زيادة المسافة من قلب الجسم ، وتزدحم القشرة حولها مثل طبقات البصل (متساوي الحرارة). تعمل قشرة الجسم من ناحية كعزل حراري لجوهر الجسم. من ناحية أخرى ، يحدث التبادل الحراري مع البيئة على السطح. علاقة قلب الجسم بالصدفة لا تبقى ثابتة. في حالة انبعاث الحرارة ، يتمدد قلب الجسم إلى مستوى الجلد ، وبالتالي يسهل نقل الحرارة عبر طبقة الأوعية الدموية المتضخمة تحت الجلد. في البيئة الباردة ، يجب تقليل فقد الحرارة لمنع انخفاض درجة حرارة الجسم. وبالتالي ، يجب توسيع قشرة الجسم عن طريق تضيق الأوعية ، مما يؤدي إلى عزل القلب بشكل أفضل (الشكل 5.2). يحتاج البشر إلى درجة حرارة جسم أساسية عالية باستمرار (حرارة متجانسة = دافئة متساوية) بين 36.4 و 37.4 درجة مئوية. لا يتم تحمل التغيرات في درجة حرارة الجسم الأساسية إلا في نطاق صغير جدًا (خنق الحرارة). من أجل ضمان ثبات درجة حرارة الجسم الأساسية في بيئة باردة ، فإن الطبقات العازلة ضرورية لتقليل فقد الحرارة [8]. علاوة على ذلك ، يلزم إنتاج حرارة عالية مقابل ذلك عن طريق امتصاص الحرارة و tachymetabolism. هذا يتسبب في أن يكون معدل التمثيل الغذائي للكائنات الماصة للحرارة أعلى بثلاث إلى أربع مرات من معدل التمثيل الغذائي للكائنات الحرارية. تتطلب التقلبات في درجة حرارة الهواء ، والرطوبة النسبية للهواء ، وتدفق الهواء ، وكذلك إنتاج الحرارة الداخلية ، نظامًا فعالًا للتنظيم الحراري. من خلال هذه الآليات ، تحافظ الكائنات الماصة للحرارة على تدرج درجة حرارة عالية مقارنة بدرجات حرارة البيئة. وهذا يمكّنهم من أن يكونوا أكثر نشاطًا من الكائنات الحية الخارجية على حساب استهلاك طاقة أعلى [8 ، 10].


درجة حرارة الجسم: الحيوانات ذوات الدم الحار (حرارة المنزل)

في البشر والثدييات الأخرى ، يمثل تنظيم درجة الحرارة التوازن بين إنتاج الحرارة من مصادر التمثيل الغذائي وفقدان الحرارة من التبخر (العرق) وعمليات الإشعاع والحمل والتوصيل. في البيئة الباردة ، يتم الحفاظ على حرارة الجسم أولاً عن طريق انقباض الأوعية الدموية بالقرب من سطح الجسم وبعد ذلك عن طريق موجات من تقلصات العضلات ، أو الارتعاش ، مما يؤدي إلى زيادة التمثيل الغذائي. يمكن أن يؤدي الارتعاش إلى زيادة في التمثيل الغذائي بمقدار خمسة أضعاف. أقل من 40 درجة مئوية (4 درجات مئوية) لا يستطيع الشخص العاري زيادة معدل الأيض بشكل كافٍ ليحل محل الحرارة المفقودة في البيئة. آلية أخرى للحفاظ على الحرارة ، قشعريرة ، أو انتفاخ الشعر ، ترفع شعر الجسم على الرغم من أنها ليست فعالة بشكل خاص في البشر ، إلا أنها في الحيوانات تزيد من سماكة طبقة الفراء أو الريش العازلة.

في بيئة دافئة ، يجب تبديد الحرارة للحفاظ على درجة حرارة الجسم. في البشر ، تعمل زيادة تدفق الدم السطحي ، وخاصة إلى الأطراف ، على تبديد الحرارة على السطح. في درجات حرارة أعلى من 93 درجة مئوية (34 درجة مئوية) ، أو في درجات حرارة منخفضة عندما يتم زيادة التمثيل الغذائي عن طريق العمل ، يجب فقدان الحرارة من خلال تبخر الماء في العرق. قد يفقد الأشخاص في العمل النشط ما يصل إلى 4 ليترات في الساعة لفترات قصيرة. ومع ذلك ، عندما تكون درجة الحرارة والرطوبة مرتفعة ، يتباطأ التبخر ، ولا يكون التعرق فعالاً. لا تحتوي معظم الثدييات على غدد عرقية ولكنها تحافظ على البرودة باللهث (التبخر عبر الجهاز التنفسي) وعن طريق زيادة إفراز اللعاب ولعق الجلد والفراء.

تعمل آليات تنظيم درجة الحرارة من خلال الجهاز العصبي اللاإرادي ويتم التحكم فيها إلى حد كبير عن طريق منطقة ما تحت المهاد في الدماغ ، والتي تستجيب للمنبهات من المستقبلات العصبية في الجلد. ينتج عن التعرض المستمر للحرارة أو البرودة بعض التأقلم البطيء ، على سبيل المثال ، تعرق أكثر نشاطًا استجابةً للحرارة المستمرة وزيادة رواسب الدهون تحت الجلد استجابةً للبرودة المستمرة.

قد تؤدي الظواهر البيئية المتطرفة إلى الفشل في الحفاظ على درجة حرارة الجسم الطبيعية. في كل من ارتفاع درجة حرارة الجسم ، أو ارتفاع الحرارة ، وانخفاض درجة حرارة الجسم ، أو انخفاض درجة حرارة الجسم ، قد ينتج عن ذلك الوفاة (انظر الإنهاك الحراري). يُستخدم انخفاض حرارة الجسم الخاضع للتحكم في بعض أنواع الجراحة لتقليل معدل الأيض مؤقتًا. الحمى ، التي تسببها إعادة ضبط آلية تنظيم درجة الحرارة ، هي استجابة للمواد المسببة للحمى أو مسببة للحرارة ، مثل السموم الداخلية البكتيرية أو مستخلصات الكريات البيض. الحد الأعلى لدرجة حرارة الجسم المتوافقة مع البقاء على قيد الحياة هو حوالي 107 درجة مئوية (42 درجة مئوية) ، في حين أن الحد الأدنى يختلف.

عند البشر ، تتناوب درجة حرارة الجسم الداخلية في دورات النشاط اليومية ، وعادة ما تكون أقل في الصباح الباكر وتكون أعلى قليلاً في وقت متأخر بعد الظهر. في الإناث ، هناك أيضًا تباين شهري في درجة الحرارة مرتبط بدورة التبويض. تظهر درجة حرارة الجسم في كثير من الثدييات والطيور اختلافات دورية أكثر وضوحًا من البشر. على سبيل المثال ، في حالة السبات ، قد تنخفض درجة حرارة الجسم إلى درجات قليلة فقط فوق درجة حرارة البيئة خلال فترات الخمول ، تستيقظ ثدييات السبات من جديد تلقائيًا وفي فترة نشاطها تكون الحرارة المثلية.

موسوعة كولومبيا الإلكترونية ، الطبعة السادسة. حقوق النشر © 2012 ، مطبعة جامعة كولومبيا. كل الحقوق محفوظة.

شاهد المزيد من مقالات الموسوعة حول: علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء


موارد تفاعلية للمدارس

الرئيسية / الاستتباب - سكر الدم ودرجة الحرارة

درجة الحرارة الأساسية

درجة الحرارة في قلب الجسم ليست على سطح الجلد

سكر الدم

السكر (الجلوكوز) المذاب في الدم المعدل الطبيعي هو 4.0 - 7.8 مليمول / لتر

التوازن

المحافظة على بيئة داخلية ثابتة في الجسم

جلوكاجون

هرمون يفرزه البنكرياس. إنه يجعل الكبد يحول الجليكوجين مرة أخرى إلى الجلوكوز ويطلق الجلوكوز في مجرى الدم.

قائمة المصطلحات

قائمة بالكلمات التي غالبًا ما تكون صعبة أو متخصصة مع تعريفاتها.

الأنسولين

هرمون يفرزه البنكرياس. يسمح لخلايا الجسم بامتصاص الجلوكوز وتخزينه.

إنزيم

جزيئات بروتين قابلة لإعادة الاستخدام تعمل كمحفزات بيولوجية ، وتغير معدل التفاعلات الكيميائية في الجسم دون أن تتأثر نفسها

بلوغ

وقت التطور التدريجي للخصائص الجنسية الثانوية والنضج الجنسي.

الجلوكوز

نوع من السكر: سكريد أحادي يحتوي على 6 ذرات كربون (سكر سداسي).

الوحدة الأساسية التي تتكون منها جميع الكائنات الحية ، وتتكون من غشاء خلوي يحيط بالسيتوبلازم ونواة.

التوازن - توازن السكر والتحكم في درجة الحرارة

يصف التوازن الداخلي وظائف جسمك التي تعمل على الحفاظ على بيئتك الداخلية ثابتة ضمن نطاق ضيق للغاية. جانبان مهمان من جوانب التوازن هما موازنة مستويات السكر في الدم والحفاظ على درجة حرارة الجسم.

يتكون جسمك من ملايين الخلايا التي تحتاج إلى أن تكون الظروف داخل جسمك ثابتة قدر الإمكان حتى تتمكن من العمل بشكل صحيح. لكن كل ما تفعله يميل إلى تغيير ظروفك الداخلية.

تأخذ ملايين الجزيئات الجديدة إلى جسمك عندما تأكل الطعام وهضمه. ترتفع مستويات السكر في الدم بعد تناول وجبة - لكن خلاياك تستهلك الجلوكوز بسرعة عندما تمارس الرياضة بقوة. أنت تطلق الطاقة الحرارية في كل مرة تتحرك فيها ، تختلف كمية الماء التي تتناولها وتفقدها من جسمك طوال الوقت وتنتج خلاياك نفايات سامة باستمرار (انظر التوازن - الكلى وتوازن الماء).

يتم تنسيق مستويات السكر في الدم عن طريق الهرمونات والمواد الكيميائية التي تنظم وتوازن عمل الأعضاء والخلايا. تصنع الهرمونات في الغدد الصماء ويتم نقلها في جميع أنحاء الجسم إلى الأعضاء المستهدفة في مجرى الدم.

بعض الهرمونات لها تأثيرات طويلة المدى ، على سبيل المثال ، الهرمونات التي تتحكم في كيفية نموك والتغيرات التي تحدث عند البلوغ. الهرمونات الأخرى لها تأثيرات قصيرة المدى. إن هرمونات الأنسولين والجلوكاجون التي تتحكم في مستويات السكر في الدم هي على هذا النحو.

من المهم أن تظل درجة الحرارة الأساسية لجسمك ضمن نطاق صغير جدًا حتى تعمل الإنزيمات الموجودة في خلايا الجسم بشكل صحيح. بشرتك من أهم الأجهزة التي تتحكم في درجة حرارة الجسم.


محتويات

ما هو الكرش البقري (وأجزاء أخرى من معدة البقر)؟

الأبقار (من فصيلة البقريات) فريدة من نوعها بحيث تحتوي على أربع حجرات معدة لهضم طعامها. هذه المقصورات هي الكرش ، والشبكية ، والأومسوم ، والأوماسوم. من بين هؤلاء ، الكرش هو أكبر حجرة ، ويمكنه استيعاب ما يصل إلى 50 جالونًا من الطعام والمواد الأخرى التي يتم تناولها. أهم جزء في الكرش هو أنه يحتوي على كمية هائلة من الميكروبات المختلفة ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والأوليات وغيرها. شبكية ، أو "قرص العسل" ، هو الجزء المسؤول عن الاجترار (أو مضغ الجتر) وحبس المواد الصلبة غير القابلة للهضم مثل الصخور أو المسامير أو الأسلاك التي قد يتم ابتلاعها عن طريق الصدفة أثناء رعي الأبقار. إذا تم ثقب الشبكية أو جرحها من المعدن أو الأشياء الحادة الأخرى ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى التهاب الشبكية الرضحي ، أو "مرض الأجهزة" ، ومن المهم جدًا ألا يحدث هذا (1). أوماسوم ، أو "الأكوام المتعددة" ، عبارة عن حجرة على شكل طيات تشبه الأوراق تعمل كبوابة إلى المنسدلة. يتمثل دورها الرئيسي في إعادة المواد الكبيرة إلى الكرش والشبكية مع السماح للمواد الأصغر المفككة جيدًا بالمرور إلى المنسدلة. ومن ثم ، فإن abomasum ، التي تسمى أيضًا "المعدة الحقيقية" ، تشبه إلى حد بعيد معدة الإنسان ، حيث إنها مسؤولة عن إنتاج الأحماض والإنزيمات لتفكيك البروتينات ، وترسل الكيموس إلى الأمعاء الدقيقة (2).

في الكرش ، هناك بلايين من الميكروبات تعيش بطريقة تكافلية. يوجد حوالي 25 إلى 50 مليار بكتيريا و 200 إلى 500 ألف من البروتوزوا. تساعد هذه الميكروبات الأبقار على تكسير الطعام المبتلع ، بينما يوفر لها الأبقار المأوى والمغذيات. بدونها ، ستواجه الأبقار صعوبة في هضم الألياف النباتية والنشويات وإنتاج الأحماض الدهنية المفيدة. يمكن أن تأكل الأبقار مجموعة واسعة من الأعلاف لأن لديها أنواعًا مختلفة من الميكروبات لمساعدتها على الهضم. يأكلون ويجترون / يجترون البلعة التي تم مضغها بشكل غير كامل في الفم حتى يتمكنوا من المضغ مرة أخرى. تساعد هذه العملية الميكروبات في الوصول إلى المزيد من الأطعمة التي تمضغ جيدًا من أجل تسهيل الهضم الميكروبي. يمكنهم حتى أكل اليوريا لأن الميكروبات يمكن أن تستخدم النيتروجين غير البروتيني لإنتاج الأحماض الأمينية. تنتج الميكروبات أيضًا مواد أساسية أخرى مثل الفيتامينات B و C (2).

على الرغم من أن نظام الكرش الميكروبي هو مصنع قوي لاستهلاك الغذاء ، إلا أنه حساس أيضًا للتغيرات المفاجئة في أنواع العلف. على سبيل المثال ، إذا كان الأبقار معتادًا على التغذية على مستويات عالية من الألياف ومستويات منخفضة من النشا ، فإن الكرش مجهز بميكروبات أكثر هضمًا للألياف. ثم ، إذا تم تغيير محتوى الطعام فجأة إلى نسبة عالية من النشا وقليلة الألياف ، فلن يتمكن الأبقار من هضم الأعلاف بشكل صحيح. قد يؤدي هذا إلى انخفاض مفاجئ في درجة الحموضة ، حيث أن النشا يجلس فقط في الكرش ويتخمر ، ويمكن أن يسبب أمراضًا ضارة مثل الحماض. لذلك ، من الضروري الحفاظ على تغذية الأبقار ثابتة ، خاصة للأبقار والثيران الداجنة (2).

الأبقار مسؤولة أيضًا عن إنتاج كميات كبيرة من غاز الميثان ، بسبب العديد من الميثانوجينات مثل سلالات ميثانوبريفيباكتير ، ميثانوميكروبيوم ، ميثانوبكتيريوم، و ميثانوسارسينا الذين يعيشون في الكرش. حوالي 6٪ مما يأكلونه يُفقد على شكل غاز الميثان. لقد تم طرح هذا في القضايا المتعلقة بالاحترار العالمي ، ويتم حاليًا البحث في آثار الميثان البقري في البيئة (3).

الحالة الجسدية

يميل الكرش داخل الأبقار إلى الحصول على الرقم الهيدروجيني عند حوالي 6.5 إلى 7.2. يمكن أن يؤدي سوء التغذية ، مثل الإفراط في تناول النشا ، إلى انخفاض مستوى الأس الهيدروجيني بشكل كبير ويمكن أن يكون ضارًا جدًا للأبقار. 20-35 جالونًا من اللعاب يتم إنتاجه يوميًا يوفر بيكربونات الصوديوم للحفاظ على درجة الحموضة ثابتة لنمو الميكروبات. لا يُهدر معظم الماء الموجود في اللعاب ، بل يُعاد تدويره في الجسم (2).

نظرًا لوجوده داخل تجويف جسم الأبقار ، يكون مستوى الأكسجين منخفضًا أو غائبًا في الكرش ، لذا فهو حالة لا هوائية. يتم امتصاص الكربوهيدرات والأحماض الدهنية المتطايرة بواسطة ظهارة الكرش ، مما يسمح لعصارة الكرش بالتسرب بين الخلايا. لزيادة مساحة السطح للامتصاص ، يحتوي الغشاء المخاطي في الكرش على العديد من الحليمات المخروطية (1).

تتراوح درجة حرارة الأبقار الصحية من 37.8 درجة مئوية إلى 40.0 درجة مئوية ، وتكون الأعضاء الأساسية حول الطرف الأعلى. تعتمد درجة حرارة الأبقار بشكل أساسي على جزء الجسم والوقت من اليوم. بالنسبة لفرق أجزاء الجسم ، كلما اقتربنا من القلب ، ارتفعت درجة الحرارة. وبذلك تكون درجة حرارة الكرش حوالي 40.0 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، تميل محتويات الكرش إلى التخمر عند 40.0 درجة مئوية ، لذلك يعمل هذا كنظام تدفئة ذاتي مركزي. يمكن أن تقل درجة حرارة الجلد بمقدار 10 إلى 20 درجة مئوية عن درجة الحرارة الأساسية. علاوة على ذلك ، فإن الوقت من اليوم يحدث فرقًا في درجة حرارة جسم الأبقار. عادة ما تكون درجة الحرارة أكثر برودة في الصباح بعد الراحة وتكون أكثر دفئًا في الليل بعد يوم طويل من النشاط العضلي. أظهرت الدراسات الحديثة أن التفاعلات الهرمونية بعد الولادة يمكن أن تؤثر على درجة حرارة جسم البقرة أيضًا. نطاق درجة حرارة الجسم الصحية ضيق إلى حد ما ، وبالتالي من المهم للغاية الحفاظ على هذا النطاق من أجل القيام بوظائف التمثيل الغذائي والميكروبات الطبيعية (4).

تُظهر هذه الظروف أن الميكروبات الموجودة في الكرش تلتزم بحبيبات الوسط اللاهوائية التي تنمو فقط في ظروف غير قاسية.

البيئة (موطن الأبقار)

يمكن للبيئة التي تعيش فيها الأبقار المختلفة أن تحدث فرقًا كبيرًا في وظيفة الكرش وعلم وظائف الأعضاء. المثال الأكثر شهرة للأبقار بالنسبة للأمريكيين هو البقرة المحلية. نظرًا لأن هذه الحيوانات يتم تدجينها ، فإنها توجد في مناطق الزراعة في جميع أنحاء العالم. يتم الاحتفاظ ببعضها في مزارع مكتظة بإحكام والبعض الآخر قادر على الرعي عبر الأراضي العشبية. لا يتم تخصيب هذه المراعي لإنتاج أي مصدر غذاء للماشية. عادة ما تأكل الماشية التي ترعى العشب والسيقان والمواد النباتية الأخرى (5). يحتوي كرش البقرة على درجة حموضة قياسية جدًا من 5.8 إلى 6.2 ودرجة حرارة من 100 إلى 108 درجة فهرنهايت. يعتمد الرقم الهيدروجيني على عدد الميكروبات الموجودة في الكرش والذي يتم تحديده حسب نوع وكمية الطعام الذي يتم استهلاكه من البيئة. يساعد الكرش الحمضي مع الميكروبات التي تعيش هناك على تخمير وتحطيم السليلوز في العشب. تؤثر البيئة أيضًا على حجم الكرش ، الذي يتراوح حجمه في بقرة منزلية من 60 إلى 80 لترًا. نظرًا لأن الماشية تأكل الكثير من العشب ، فإن الأمر يتطلب كرشًا كبيرًا لاستيعاب كمية كبيرة من الطعام (6).

مثال آخر محدد للأبقار هو الياك البري. يعيش الياك البري في مناطق المرتفعات مثل التلال والسهول والمناطق الجبلية ، وكلها تفتقر إلى الأشجار. توجد بشكل عام في مناطق الجبال في جنوب غرب الصين ، وكذلك هضبة التبت (7). تميل الياك إلى تناول طعام أقل من الأبقار الأخرى ، مما يمنح الياك كرشًا أصغر بكثير. الكرش الأصغر يعطي الياك معدل تدفق أقل لسائل الكرش من الأبقار النموذجية. هذا المعدل هو فقط 3.1 إلى 3.5 لتر في الساعة. يعتمد معدل التدفق هذا على العديد من العوامل البيئية ، وبعض هذه العوامل هي صلابة الطعام ودرجة حرارة الهواء وحجم جزيئات الطعام. ينتج الياك أيضًا أحماض دهنية متطايرة أكثر من اجترار الأنواع الأخرى. يمكن أن تؤثر هذه الأحماض الدهنية على قدرة التخمير داخل الكرش. يرتبط هذا الإنتاج العالي من الأحماض الدهنية المتطايرة ارتباطًا مباشرًا بالخشونة التي يتغذى عليها الياك (8).

نوع آخر من الأبقار هو جاموس الماء ، المعروف أيضًا باسم الجاموس الآسيوي البري. تم العثور على هذه الجاموس حيث تتوفر المياه بسهولة ، عادةً في الأراضي العشبية المنخفضة أو الغابات أو الغابات المجاورة لجسم مائي (9). يتغذى جاموس الماء على مجموعة أكبر من الطعام من الماشية. يميلون إلى أكل الأعشاب الجافة مع النباتات المائية ، حتى أنهم يغوصون حتى عمق مترين تحت مياه الفيضانات فقط للرعي. تمامًا كما يفعل الثور ، ينتج جاموس الماء كمية أعلى من الأحماض الدهنية المتطايرة وينتجها بسرعة أكبر من الأبقار. هذا أيضًا بسبب الخشونة المتوفرة في البيئة (10). بالمقارنة مع الماشية ، تمتلك جاموس الماء درجة حموضة متشابهة جدًا ، ومع ذلك هناك عدد أكبر من البكتيريا داخل الكرش. More specifically, water buffalo rumen containes more bacteria and fungus, but lower amounts of protozoa. Since water buffalo have a more diverse feed, they use a higher diversity of organisms in the rumen to digest the food (11).

The environment is a huge determinant on the physical properties of the rumen among different bovine species. The amount of nutrition a species consumes can determine the size of the rumen. The types of food available in the environment can change the pH as well as the microbes living in the rumen. Some species often have different rate of outflow coming out of the rumen. All these differences are determined by the environment in which the specific bovine lives.

Nutrition

When a bovine eats, billions of bacteria, protozoa, yeast, and molds in the rumen help the animal to be able to eat and digest the great amount of grasses (protozoa and bacteria doing most of the work). They all live in a symbiotic manner with the cow, helping to breakdown difficult substances while living in a suitable niche. These microbes can aid in the digestion of many foods such as hay, grass, grain, corn, and even urea. When microbes breakdown and digest plant fiber they produce volatile fatty acids which are then absorbed into the rumen, supplying about 60 to 80% of the cow’s energy. The microbes also produce essential amino acids from the proteins in which the cow consumes (2).

A proper nutrition is important for bovine heath, especially for domestic cows raised for their milk or beef. Inadequate or unbalanced nutrition can lead to many problems including poor growth, increased cases of illness, and lower rates of reproduction. As previously described, bovine nutrition consists mostly of grasses, weeds and plants, but proper nutrition is not that simple. For example, the domestic cow requires a strict diet to remain healthy and maintain a well-functioning rumen. Some rules that producers must abide by are that diets should contain no wore than 5% fat, fiber should be kept between 30 to 70% of daily intake, and cattle that graze in fields with high concentration of legumes must be supplied with ionophores or poloxolene. All these rules were created so to promote a health rumen (2).

Nutrition can even be manipulated to manage milk composition. By maximizing the function of the rumen through feeding, milk component percentages and production are also optimized. A producer of milk cows can increase the feed intake of his cattle and cause an increase in milk production. Producers can also manage other factors so to manipulate the protein and fat percentages of the milk. For example, by decreasing the amount of fiber or by increasing the nonfiber carbohydrates, milk fat is decrease and protein is increased. When fiber is rationed, rumen fermentation causes an increase in propionic acid, causing and decrease in the percentage of milk fat. Also, by decreasing the crude proteins intake, a producer can cause a decrease in milk protein. By adjusting the nutrition of the cow, rumen function can be manipulated so to increase or decrease the percentage of milk fat and protein (12).


Which bacteria hang out in belly buttons? Here’s a who’s who

What’s in your belly button? Not just lint. A teen did some science to find out what microbes were living in people’s navels.

شارك هذا:

PITTSBURGH, Pa. — For Kathleen Schmidt, 18, the biggest challenge in her research was finding people willing to swab their belly buttons. Her tiny town of Ashley, N.D., has only 600 residents — and most weren’t too willing to bare their bellies for science. “I got a lot of no’s,” the teen recalls. “Even my sister wouldn’t let me swab hers.” But with a lot of begging, the senior at Ashley Public School got her volunteers. She used swabs of their belly buttons to create a who’s who of the microbes living on — and in — our navels.

Belly buttons — or navels — are leftovers. They mark the spot where the umbilical cord once linked mother and child. As the baby was developing in the womb, the umbilical cord served as the pipeline delivering food and oxygen. It also carried away wastes.

Educators and Parents, Sign Up for The Cheat Sheet

Weekly updates to help you use Science News for Students in the learning environment

After birth, the umbilical cord gets cut, leaving behind a scar affectionately known as the belly button. Some people have navels that are little hollows, sometimes called “innies.” Others have belly buttons that stick out, called “outies.” All are good spots for bacteria to hang out. “Because it’s warm and moist,” Kathleen notes, “a belly button is the perfect place for bacteria to grow, especially innies.”

Scientists Say: Microbiome

The microbes living in navels are part of their hosts’ microbiome — the community of microscopic organisms such as bacteria, viruses and fungi that live on and in all animals and plants. Some types of microbes can cause illness. Many can help protect the body from other, nasty bacteria.

“I love people and I also love bacteria a lot,” Kathleen says, and “I wanted to do a project where I could combine them both.” While she was reading scientific papers, she came across a study by Robert Dunn. He’s an ecologist at North Carolina State University in Raleigh. And in 2012, his team published a paper in the journal PLOS ONE. They, too, had been studying the microbes that lived in belly buttons. “It inspired me, the stuff he found,” Kathleen explains. “I wanted to find some of this stuff!”

After asking around her town for three weeks, the teen came up with 40 volunteers. There was an even mix of males and females. Kathleen also selected her navels carefully, dividing them into four age groups, with 10 people in each. The recruits swabbed their belly buttons. Kathleen then rubbed the swabs on agar plates — plastic disks filled with a gel that bacteria like to eat.

The teen kept her plates in an incubator for three days at roughly body temperature: 37.5° Celsius (or 99.5° Fahrenheit). Then she drove her plates several hours to the University of Mary in Bismarck, N.D. There, with the help of biologist Christine Fleischacker, Kathleen used a microscope to identify and count the microbes growing on her plates.

“I found a lot of bacteria,” she says. “Most of it was Bacillus [a genus of bacteria] which is very good. If you want a bacterium in your bellybutton — and you do — it’s Bacillus. It…fights off bad bacteria.” Kathleen also found bacterial from other genuses, which are groups of closely related species. These included المكورات العنقودية (or staph). This germ can cause disease if it gets into the wrong places. Many of the bacteria she found in her navel samples were similar to bacteria that Dunn and his group had reported before.

Who has which belly button bugs?

Most of the time, there was no difference between males and females, the teen found. The exception? Women ages 14 to 29 harbored fewer bacteria than did men in their age group. And for good reason. “When I asked how many of [the volunteers] cleaned their bellybuttons, all 5 females said they did,” Kathleen recalls. “Only two of the males said they cleaned on the daily.”

The biggest differences were not a matter of whether the hosts were clean or dirty, but instead their age. Adult volunteers had many more types of bacteria in their navels. But while the communities inhabiting adult navels were more diverse, children had belly buttons with many more individual bacteria.

And what about the outies and innies? “Outies primarily only have Bacillus and staph,” she says. Innies tended to have more diverse mixes of bacteria. One even harbored a fungus.

Kathleen shared her navel results here, this week, at the Intel International Science and Engineering Fair (ISEF). Created by Society for Science & the Public, or SSP, and sponsored by Intel, the competition this year brought together students from 81 countries. The nearly 1,800 competitors showed off the science-fair projects that won them a spot as a finalist at this year’s event. (SSP also publishes Science News for Students and this blog).

It may seem like silly science, but in fact it’s important to figure out which bacteria live on our skin. “People should be aware of what’s on their body, how it affects them and the world,” Kathleen says.

“This is amazing,” Dunn says, after learning of the work he inspired in Kathleen. “I love that she thought to focus in on things we missed.”

The teen’s project has only made her love of microbes stronger. “This is what I’m going to do for the rest of my life,” she says. “I love it so much.” She’s already gotten a job for the fall, when she starts college at North Dakota State University in Fargo. She’ll be working in a microbiology lab, of course.

Power Words

agar A gelatinous material made from certain marine algae used as a material (and food source) in which to grow bacteria.

bacteria (singular: bacterium) Single-celled organisms. These dwell nearly everywhere on Earth, from the bottom of the sea to inside other living organisms (such as plants and animals).

bacterial Having to do with bacteria, single-celled organisms. These dwell nearly everywhere on Earth, from the bottom of the sea to inside animals.

مادة الاحياء The study of living things. The scientists who study them are known as biologists.

blog Short for web log, these internet posts can take the form of news reports, topical

colleague Someone who works with another a co-worker or team member.

ecology A branch of biology that deals with the relations of organisms to one another and to their physical surroundings. A scientist who works in this field is called an ecologist.

engineering The field of research that uses math and science to solve practical problems.

fungus (plural: fungi) One of a group of single- or multiple-celled organisms that reproduce via spores and feed on living or decaying organic matter. Examples include mold, yeasts and mushrooms.

gel A gooey or viscous material that can flow like a thick liquid.

genus (plural: genera) A group of closely related species. For example, the genus Canis &mdash which is Latin for &ldquodog&rdquo &mdash includes all domestic breeds of dog and their closest wild relatives, including wolves, coyotes, jackals and dingoes.

Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF) Initially launched in 1950, this competition is one of three created (and still run) by the Society for Science & the Public. Each year now, approximately 1,800 high school students from more than 75 countries, regions, and territories are awarded the opportunity to showcase their independent research at Intel ISEF and compete for an average of $4 million in prizes.

journal (in science) A publication in which scientists share their research findings with experts (and sometimes even the public). Some journals publish papers from all fields of science, technology, engineering and math, while others are specific to a single subject. The best journals are peer-reviewed: They send all submitted articles to outside experts to be read and critiqued. The goal, here, is to prevent the publication of mistakes, fraud or sloppy work.

ميكروب Short for microorganism. A living thing that is too small to see with the unaided eye, including bacteria, some fungi and many other organisms such as amoebas. Most consist of a single cell.

microbiology The study of microorganisms, principally bacteria, fungi and viruses. Scientists who study microbes and the infections they can cause or ways that they can interact with their environment are known as microbiologists.

microbiome The scientific term for the entirety of the microorganisms &mdash bacteria, viruses, fungi and more &mdash that take up permanent residence within the body of a human or other animal.

microscope An instrument used to view objects, like bacteria, or the single cells of plants or animals, that are too small to be visible to the unaided eye.

microscopic An adjective for things too small to be seen by the unaided eye. It takes a microscope to view objects this small, such as bacteria or other one-celled organisms.

organism Any living thing, from elephants and plants to bacteria and other types of single-celled life.

Society for Science & the Public A nonprofit organization created in 1921 and based in Washington, D.C. Since its founding, SSP has been not only promoting public engagement in scientific research but also the public understanding of science. It created and continues to run three renowned science competitions: the Regeneron Science Talent Search (begun in 1942), the Intel International Science and Engineering Fair (initially launched in 1950) and Broadcom MASTERS (created in 2010). SSP also publishes award-winning journalism: in Science News (launched in 1922) and Science News for Students (created in 2003). Those magazines also host a series of blogs (including Eureka! Lab).

محيط A group of similar organisms capable of producing offspring that can survive and reproduce.

staph Short for Staphylococcus aureus. It's a species of bacteria that is responsible for a number of serious human infections. It can cause surface abscesses, or boils. If it gets into the bloodstream, where it can be carried throughout the body, it may also cause pneumonia and infections of the joints or bones.

waste Any materials that are left over from biological or other systems that have no value, so they can be disposed of as trash or recycled for some new use.

womb Another name for the uterus, the organ in mammals in which a fetus grows and matures in preparation for birth.

About Bethany Brookshire

Bethany Brookshire was a longtime staff writer at Science News for Students. She has a Ph.D. in physiology and pharmacology and likes to write about neuroscience, biology, climate and more. She thinks Porgs are an invasive species.

Classroom Resources for This Article Learn more

Free educator resources are available for this article. Register to access: