A rovarok hőszabályozása a rovarok azon képessége, hogy bizonyos határok között tartsák a testhőmérsékletet, még akkor is, ha a külső hőmérséklet nagyon eltérő.
A rovarokat hagyományosan poikiloterm organizmusoknak tekintik (amelyek testhőmérséklete változó és a környezeti hőmérséklettől függ), szemben a melegvérűekkel (amelyek a külső hatásoktól függetlenül stabil belső testhőmérsékletet tartanak fenn). A "hőszabályozás" kifejezést azonban jelenleg arra használják, hogy leírják a rovarok azon képességét, hogy testük legalább egy részében fiziológiai vagy viselkedési eszközökkel fenntartsák a stabil hőmérsékletet (a környezeti hőmérséklet felett vagy alatt) [1] .
Míg sok rovar ektoterma (olyan állatok, amelyek hőforrása a környezet), más rovarok lehetnek endotermek (olyan állatok, amelyek biokémiai folyamatok révén önállóan is képesek hőt termelni a testükben). Az endoterm rovarokat helyesebben heterotermeknek nevezik, mivel nem teljesen endotermek. Hőtermeléskor a rovarok különböző testrészei eltérő hőmérsékletűek lehetnek, például a lepkék a mellkasban hőt termelnek a repüléshez, de a hasuk nem melegszik fel jelentősen [2] .
A repülés nagyon energiaigényes közlekedési mód, amely magas szintű anyagcserét igényel. A repüléshez az állatnak nagy mechanikai erő generálására képes izomzattal kell rendelkeznie, ami viszont a biokémiai folyamatok hatástalansága miatt nagy mennyiségű hőtermeléshez vezet [3] . Így a rovar repülés közben felmelegszik, ami addig elfogadható, amíg a hőmérséklet egy bizonyos érték alatt marad. Ha azonban a rovar külső hőforrásnak van kitéve (például napfény), vagy a környezeti hőmérséklet magas, akkor képesnek kell lennie a hőmérséklet szabályozására, hogy a komfortzónáján belül maradjon.
A rovar a környezettel való egyszerű hőcserével hőt veszíthet, nagyobb sebességnél megnő a hőkiáramlás. A repülési sebesség növekedése azonban a hőmérséklet növekedéséhez, nem pedig csökkenéséhez vezet [4] . Az ok valószínűleg abban rejlik, hogy az izmok keményebben dolgoznak, és ez fokozza a hőtermelést a rovar mellkasában.
A rovarok repülés közbeni hőszabályozására az első bizonyítékot olyan kísérletek során szerezték meg, amelyek azt mutatták, hogy a magasabb rendű lepkéknél a hemolimfa mellkasból a hasba való mozgása miatt következik be a hőelvonás [5] . A lepkék szíve hemolimfát pumpál át a mellkas közepén, ami elősegíti a hőcserét és a hasat hőkibocsátóvá alakítja, ami lehetővé teszi a rovar számára, hogy a mellkas stabil hőmérsékletét tartsa fenn különböző környezeti hőmérsékleteken. Így azt hitték, hogy a hőszabályozás csak a hőveszteség szabályozásával érhető el, mielőtt bizonyítékot szereztek volna a méhek hőtermelésének szabályozására. [6] Ekkor felvetették, hogy a hőmérséklet állandóságát a méhekben és valószínűleg sok más heterotermikus rovarban elsősorban a hőtermelés megváltoztatásával érik el. Még mindig vita tárgya, hogy a rovarok a hőtermelés szabályozásával vagy csak a hőveszteség változtatásával képesek-e szabályozni a mell hőmérsékletét.
Egyes nagy rovarok megtanultak felmelegedni repülés előtt, hogy lehetséges legyen egy olyan energiaigényes folyamat, mint a repülés. [7] A rovarok izmai "tétlenül" dolgoznak, nagy mennyiségű hőt termelnek, ezáltal elérik azt a hőmérsékleti tartományt, amelyben az izmok a leghatékonyabban működnek. A repülési izmok nagy mennyiségű kémiai energiát fogyasztanak, de ennek csak nagyon kis része megy hasznos mechanikai munkára (szárnymozgatás). [8] Ennek a kémiai energiának a fennmaradó része hővé alakul, ami jóval a környezeti hőmérséklet feletti testhőmérsékletet eredményez.
Az a tény, hogy a repülési izmok magas hőmérsékleten működnek a legjobban, problémákat okoz az alacsony hőmérsékletű felszállásnál, mivel a nyugalomban lévő izmok környezeti hőmérséklete nem optimális a teljesítményükhöz. Ezért a heterotermikus rovarok alkalmazkodtak ahhoz, hogy a repülési izmaik által termelt hőt használják fel mellkasuk hőmérsékletének emelésére repülés előtt. Mind a szárnyakat lefelé húzó, mind a szárnyakat felhúzó izmok részt vesznek a repülés előtti bemelegítésben, de kicsit másképpen, mint a repülés során. Repülés közben antagonistaként működnek, hogy fenntartsák a stabil repülés biztosításához szükséges szárnymozgást. A bemelegítés során azonban ezek az izmok egyidejűleg (vagy egyes rovaroknál szinte egyidejűleg) [9] összehúzódnak , hogy a szárnyak (vagy alig) mozogjanak, és a lehető legtöbb hőt termeljék.
Érdekes módon a Helicoverpa zea fajba tartozó hím lepkék repülés előtti felmelegedése , amint látható, a kapott szaglási információktól függ. [10] [11] [12] Sok más lepkéhez hasonlóan ennek a fajnak a hímjei is úgy reagálnak a nőstények által kibocsátott feromonokra, hogy a nőstény felé repülnek, és megpróbálnak párosodni vele. A repülési izmok felmelegedése során a levegőben lévő feromonok jelenlétében a hímek több hőt termelnek, hogy korábban felszálljanak, és megelőzzék azokat a hímeket, akik szintén érezték a feromonokat.
A fent leírt megemelkedett hőmérsékletet "fiziológiai hőszabályozásnak" nevezik, mivel a hőt a rovaron belüli élettani folyamatok termelik. A hőszabályozás egy másik leírt módszerét "viselkedési hőszabályozásnak" nevezik, amelyben a testhőmérsékletet a rovar speciális viselkedése szabályozza, mint például a napon sütkérezés. A pillangók jó példák az ilyen rovarokra, szinte kizárólag a napból nyerik hőjüket. [13]
Egyes trágyaevő bogarak a mellhőmérséklet növekedésével megnövelték a gördülési sebességet és a trágyagolyók gördülési sebességét. [14] Ezeknek a bogaraknak a trágya értékes erőforrás, amely lehetővé teszi számukra, hogy párt találjanak, és táplálják lárváikat. A trágya mielőbbi megtalálása azért fontos, hogy a bogár a lehető leggyorsabban fel tudja tekerni a labdát, és eltemetni egy távoli helyre. A bogarak először szaglásukkal észlelik a trágyát, és gyorsan a szaghoz repülnek. Közvetlenül leszállás után testhőmérsékletük magas, mivel repülés közben felmelegednek, ami lehetővé teszi számukra, hogy gyorsabban guruljanak és mozgassák a labdákat. Minél nagyobb a kapott labda, annál nagyobb az esélyük, hogy párt találjanak. Egy idő után azonban a landing bug lehűl, és nehezebbé válik számára a labda méretének növelése, valamint mozgatása. Így kompromisszum van a párzást garantáló, de nehezebben mozgatható nagy golyó és egy kisebb golyó gurítása között, amely esetleg nem vonzza a nőstényt, de biztonságosan eltemethető. Ezen kívül más, később érkezett és emiatt melegebb bogarak megpróbálhatják elvenni a golyókat a már kihűlt bogaraktól, és ebben, mint látható, általában sikeresek is. [tizenöt]
A hőszabályozás másik érdekes példája a keletkező hő védelemként történő felhasználása. A viaszméheket ( Apis cerana japonica ) a szarvasok zsákmányolják, általában a kaptár bejáratánál várják őket. Bár a hornet sokkal nagyobb, mint a méhek, a méhek számot vesznek. 46°C feletti hőmérsékleten is túlélnek, míg a darázs nem. Ezért a méhek elpusztíthatják a darázst, ha minden oldalról körültekerik, majd megemelik a testhőmérsékletüket. [16]
A maláriás szúnyogoknak minden alkalommal szabályozniuk kell testhőmérsékletüket, amikor vért vesznek melegvérű állatoktól. A szívás során egy csepp folyadékot választanak ki, amely az áldozat vizeletéből és véréből áll, amelyet a végbélnyíláshoz kötve hagynak. A csepp elpárolog, elvonja a felesleges hőt. Ez a hűtőmechanizmus lehetővé teszi, hogy a szúnyog elkerülje az éles hőmérséklet-emelkedéssel járó stresszt. [17]