Почему зимой не погибают растения и хладнокровные животные. Какие животные могут пережить заморозку, потом «оттаять» и продолжить свою жизнедеятельность?

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Приспособления холоднокровных животных к холодному времени года – зиме. Почему зимой не погибают растения и хладнокровные животные


..почему животные и растения не погибают зимой?

По порядку. Все же выживают не все.. .Если температуры опускаются особенно низко, то недостаточно хорошо "спрятавшиеся" холоднокровные погибают. .

И, действительно, под снегом - теплее, хоть и температура может быть отрицательной. Снег является плохим проводником тепла, поэтому снежный покров во время больших морозов способствует поддержанию более высокой температуры в почве, где и сохраняются многие насекомые, их личинки и семена растений.

Внутренняя среда некоторых организмов содержит особые вещества - антифризы, препятствующие замерзанию воды. Приведу пример.Почему не мерзнет рыба?Ответ на этот вопрос нашли биофизики подмосковного города Пущино. С помощью самой совершенной аппаратуры они разделили пробы крови полярной трески на ряд различных химических соединений; один из которых оказались белки, а другие - самыми настоящими антифризами. Во всяком случае, после добавления этих веществ в обычную дистиллированную воду та замерзала уже не при ноле градусов, а при минусовой температуре. Журнал "Юный Техник",№ 9,1993г.

У растений - свои секреты. . Пробуждение каждой весной деревьев - явление крайне интересное хотя бы потому, что по логике вещей клеточный сок должен был бы замерзнуть, а образовавшиеся кристаллики льда разорвать клеточную мембрану, тем самым уничтожив растение. А секрет кроется в том, что в клеточном соке накапливаются сахара, которые как раз и снижают температуру замерзания сока, не давая ему превращаться в лед. Кроме того, клетчатка растения сама является хорошим теплоизолятором. Правда, лютые зимы могут и погубить деревья. Причем наиболее уязвимыми растения становятся после обильного урожая, так как большая часть минеральных веществ и сахаров идет на формирование и рост плодов, а в клетках ствола они присутствуют в минимальных количествах. http://nt.ck.ua/content.php?p=paper&year=2003&vip=4&rub=34

Вот так они и зимуют - заполнив клеточные соки кто антифризом, кто солями, кто сахарами, завернувшись в кору и снег...) ) )

otvet.mail.ru

Почему деревья зимой не гибнут?

Весной завершается период относительного покоя растений и наступает весеннее просыпание деревьев. Это очень увлекательное явление хотя бы поэтому, что по логике вещей сок деревьев при минусовой температуре должен замерзнуть, а образовавшиеся при всем этом кристаллики льда разрушить клеточную мембрану, уничтожив тем растение. Однако весь секрет в том, что сахара, накапливаемые в клеточном соке, как раз и снижают температуру замерзания клеточного сока, не давая ему перевоплотиться в лед. Не считая этого, растительная клетчатка сама по для себя является неплохим теплоизолятором. Но, грозные зимы могут убить растения. И более уязвимыми деревья становятся после обильного урожая, так как значимая часть сахаров и минеральных веществ идет на формирование плодов, тогда как в клеточках ствола они находятся уже в наименьших количествах.

Задать вопрос

Весной завершается период относительного покоя растений и наступает весеннее просыпание деревьев. Это очень увлекательное явление хотя бы поэтому, что по логике вещей сок деревьев при минусовой температуре должен замерзнуть, а образовавшиеся при всем этом кристаллики льда разрушить клеточную мембрану, уничтожив тем растение. Однако весь секрет в том, что сахара, накапливаемые в клеточном соке, как раз и снижают температуру замерзания клеточного сока, не давая ему перевоплотиться в лед. Не считая этого, растительная клетчатка сама по для себя является неплохим теплоизолятором. Но, грозные зимы могут убить растения. И более уязвимыми деревья становятся после обильного урожая, так как значимая часть сахаров и минеральных веществ идет на формирование плодов, тогда как в клеточках ствола они находятся уже в наименьших количествах.

Материалы предоставлены с Интернет-сайта www.otvetin.ru

new-best.com

Какие животные могут пережить заморозку, потом «оттаять» и продолжить свою жизнедеятельность?

Земноводные и рыбы могут вмораживаться в лёд. И совсем уже крайнее проявление эвритермности характерно для далии, или черной рыбы, обитающей в пресноводных водах Чукотки и Аляски. Зимой далия вмерзает в лед, весной оттаивает. Но поразительно, что далия спокойно может жить и в обычных комнатных аквариумах при температуре + 20-22°С и только при температуре выше +25°С испытывает угнетение. http://www.lovisam.ru/node/430 Заморозку в азоте могут перенести только тихоходки. ВыносливостьТихоходки привлекли внимание уже первых исследователей своей поразительной выносливостью. При наступлении неблагоприятных условий они способны на годы впадать в состояние анабиоза; а при наступлении благоприятных условий довольно быстро оживать. Выживают тихоходки в основном за счёт т. н. ангидробиоза, высушивания. При высыхании они втягивают в тело конечности, уменьшаются в объеме и принимают форму бочонка. Поверхность покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При анабиозе их метаболизм падает до 0,01 %, а содержание воды способно доходить до 1 % от нормального. В состоянии анабиоза тихоходки выносят невероятные нагрузки. Температура. Выдерживают пребывание в течение 20 мес. в жидком воздухе при −193 °C, восьмичасовое охлаждение жидким гелием до −271°С; нагрев до 60–65°С в течение 10 ч и до 100 °C в течение часа. Ионизирующее излучение в 570 000 рентген убивает примерно 50 % облучаемых тихоходок. Для человека смертельная доза радиации составляет всего 500 рентген. Атмосфера: Оживали после получасового пребывания в вакууме. Довольно долго могут находиться в атмосфере сероводорода, углекислого газа. Давление: При эксперименте японских биофизиков «спящих» тихоходок помещали в герметичный пластиковый контейнер и погружали его в заполненную водой камеру высокого давления, постепенно доведя его до 600 МПа (ок. 6000 атмосфер) , что почти в 6 раз выше уровня давления в самой низкой точке Марианской впадины. При этом неважно, какой жидкостью был заполнен контейнер: водой или нетоксичным слабым растворителем перфторуглеродом С8F18, — результаты по выживаемости совпадали. Открытый космос: При эксперименте шведских ученых, тихоходок видов Richtersius coronifer и Milnesium tardigradum разделили на три группы. Одна из них по прибытии на орбиту оказалась в условиях вакуума и была подвергнута воздействию космической радиации. Другая группа, кроме этого, также подверглась облучению ультрафиолетом А и В (280–400 нм) . Третья группа животных испытала воздействие полного спектра ультрафиолета (116–400 нм) . Все тихоходки находились в состоянии анабиоза. После 10 дней, проведенных в открытом космосе, практически все организмы были иссушены, но на борту космического аппарата тихоходки вернулись к нормальному состоянию. Большинство животных, подвергшихся облучению ультрафиолетом с длиной волны 280–400 нм, выжили и оказались способны к воспроизводству. Однако ультрафиолетовое облучение оказало критическое воздействие, лишь 12% животных второй группы выжили, все они принадлежали к виду Milnesium tardigradum. Тем не менее, выжившие смогли дать нормальное потомство, хотя их плодовитость оказалась ниже, чем у контрольной группы, находившейся на Земле. Все животные из третьей группы погибли через несколько дней после возвращения на Землю. Влажность: известен случай, когда мох, взятый из пустыни спустя приблизительно 120 лет после его иссушения, поместили в воду, и находящиеся в нём тихоходки ожили и были способны к размножению. http://ru.wikipedia.org/wiki/Тихоходки

otvet.mail.ru

Приспособления холоднокровных животных к холодному времени года – зиме

Автор: Егор Рубрика: Частное мнение Все живые организмы на планете нуждаются в тепле для обеспечения нормального протекания всех процессов метаболизма. Сезонностью называют явления в экосистемах, которые возникают под влиянием изменений различных факторов неживой природы. Это проявляется постоянной сменой времен года. В течение года изменяется и длина светового дня, и температура воздуха, и ряд других особенностей. Вся фауна, которая населяет нашу планету, подстраивается под каждое время года индивидуально. Теплокровные животные впадают в спячку или зимний сон, некоторые из них продолжают вести активный образ жизни. Холоднокровные, или правильнее их называть пойкилотермные, животные тоже по-разному переживают зиму.

Какие животные относятся к пойкилотермным

Почему пойкилотермные? Потому, что температура тела изменяется под воздействием температуры внешней среды. Это все рыбы, все земноводные, практически все рептилии и пресмыкающиеся. К земноводным (их еще называют амфибиями) относятся лягушки, жабы, саламандры, тритоны. Пресмыкающиеся: крокодилы, черепахи, ящерицы, змеи, гадюки, ужи и другая ползучая живность.

Жизнь холоднокровных во время холодов и морозов

Холоднокровные животные встречаются в основном в полосе с умеренным климатом. Ведь там температура в акватории зависит от времени года и температурного режима региона. С приходом зимы, холодов и морозов, все амфибии, рептилии и другая живность засыпает, прячется где-то в корнях деревьев, подо льдом, в камнях. И впадают эти звери в спячку надолго – до восьми-девяти месяцев. Еще далеко до наступления первых холодов холоднокровные животные начинают готовиться к предстоящей зиме. Начинаются метаморфозы в их организме. Увеличивают запасы питательных веществ, с помощью которых и будет осуществляться энергетический обмен зимой для согрева тела и обеспечения физиологических функций организма.

Жизнь подо льдом не прекращается

Температура воды под ледовым покровом в основном не опускается ниже 0 градусов по Цельсию. Это дает возможность некоторым видам рыб продолжать вести активный образ жизни. Такая рыба, как налим, наоборот любит холод. В холодной воде он чувствует себя гораздо лучше, чем в теплой реке, и даже начинает производить на свет новое потомство. Караси, сомы, лещи не очень комфортно чувствуют себя в холоде, поэтому зимуют на дне зимовальных ям группами или могут зарываться в ил. Некоторые рыбы, например, осетр или белуга, покрываются защитной слизью, что спасает их от мороза. Были зафиксированы случаи, когда водоем промерзал до самого дна, и рыба была скована льдом. Но природа так обустроена, что организм рыбы не пострадал, и она осталась жива. Конечно, это не произойдет, если лед разрушит сосудистую и нервную системы организма. Жабы и лягушки предпочитают ручьи, где вода не замерзает. Звери покрываются слизью, начинают вырабатывать много глюкозы. Саламандры и ящерицы прячутся в корнях деревьев, в ямах с листьями, где обустраивают себе гнезда. В таких местах они легко поддерживают нужную им температуру и таким образом удачно переживают холодное время года. Зима – это вообще время испытаний для всех живых организмов. И каждый вид проходит это испытание по-своему. Человеку нужно лишь учиться стойкости и умению приспосабливаться к изменениям природы.

11 Февраля 2016| 13:20

3761 просмотр

xn--80adjapb7awdo4m.xn--p1ai

Задания 22

Применение биологических знаний в практических ситуациях (практико-ориентированное задание) (повышенный уровень)

(на задания дайте полный развернутый ответ)

Требования к уровню подготовки выпускников:

 - использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни

 - уметь объяснять отрицательное влияние алкоголя, никотина, наркотических веществ на развити зародыша человека; влияние мутагенов на организм человека; причины наследственных и ненаследственных изменений, наследственных заболеваний, генных и хромосомных мутаций; зависимость здоровья человека от состояния окружающей среды; проявление наследственных заболеваний; роль гормонов и витаминов в организме.

 

1. Объясните одно из основных положений современной клеточной теории: «Клетка – структурная и функциональная единица жизни».

2. Одним из наиболее древних методов биологии является описательный. Используется ли этот метод в настоящее время? Ответ обоснуйте.

3. Каково значение микроэлементов для живых организмов? Приведите примеры.

4. Какие процессы жизнедеятельности организмов обеспечивает такое свойство воды, как высокая сила поверхностного натяжения?

5. В живых клетках содержится 70% воды. При замерзании вода может вызвать гибель организмов. Объясните, почему это может произойти. Почему же зимой не погибают растения и хладнокровные животные при охлаждении их тела ниже 0С?

6. С какой целью в некоторых регионах России – на Алтае, в Приморье, Ростовской области – врачи рекомендуют пищу подсаливать йодированной солью, употреблять морепродукты (рыбу, морскую капусту)? Ответ поясните.

7. Почему в жаркую погоду или при работе в горячих цехах для утоления жажды рекомендуют пить минеральную или подсоленную воду?

8. Какие процессы жизнедеятельности организмов обеспечивают такие свойства воды, как высокая удельная теплоемкость и высокая теплопроводность?

9. Какими специфическими свойствами характеризуются биополимеры? Приведите примеры. Ответ поясните.

10. Известно, что при температурах, близких к 0С, скорость биохимических реакций замедляется до минимума. Как это свойство ферментов человек использует в пищевой промышленности и медицине?

11. Какие функции выполняют различные виды РНК? Где они синтезируются?

12. К каким последствиям приводит денатурация белков? Каковы причины денатурации?

13. Почему при отсутствии в рационе белка, даже при достаточной калорийности пищи, наблюдаются остановка роста, изменение состава крови и др.? Ответ поясните.

14. Исследователю для анализа предложено два вещества, и он точно знает, что одно из них крахмал, а другое – глюкоза. Какими способами он может точно установить, где крахмал, а где глюкоза?

15. Имеется пять видов аминокислот – A, B, C, D, F. Сколько вариантов полипептидных цепей, состоящих из 7 аминокислот, можно построить из этих аминокислот? Будут ли эти полипептиды обладать одинаковыми свойствами и выполнять одинаковые функции? Ответ поясните.

16. При поступлении большого количества углеводов с пищей уровень глюкозы повышается незначительно. При голодании, когда глюкоза в организм не поступает, а ее расходование в клетках продолжается, уровень глюкозы в крови практически не изменяется. Объясните физиологию приведенных явлений.

17. Крохотные птицы колибри питаются нектаром цветков или мелкими насекомыми. За день они съедают корма вдвое больше по сравнению с их массой тела. С наступлением сумерек колибри садятся на ветки деревьев и впадают в оцепенение. Объясните, в чем состоит физиологический смысл такого поведения.

18. Какими способами растения защищаются от действия протеаз – ферментов, расщепляющих белки?

19. Объясните, почему сильное «цветение» воды в прудах и озерах сопровождается замором рыбы.

20. Преступник, чтобы скрыть следы преступления, сжег окровавленную одежду жертвы. Судебно-медицинский эксперт установил наличие крови на одежде. Как это было сделано?

 

 

 

Биология. ЕГЭ. Раздел «Молекулярная биология». Теория, тренировочные задания: учебно-методическое пособие/А. А. Кириленко. – Изд. 6-е, испр. и доп. – Ростов н/Д: Легион, 2017. – 208 с. – (ЕГЭ).

 

1. Как численность сельскохозяйственных животных влияет на парниковый эффект? Ответ поясните.

2. На корнях берез, осин, сосен часто поселяются гифы грибов, образуется микориза. Объясните биологическое значение этого явления.

3. Какое изменение в составе крови произойдет у человека, если он долгое время будет находиться высоко в горах? Ответ поясните.

4. Почему человек, который регулярно играет на рояле, в любой момент может на нем сыграть, а человек, который раньше хорошо играл на рояле, но давно этого не делал, должен сначала немного потренироваться? Ответ поясните.

5. Высокая температура воздуха может вызвать ожог, а может привести к обезвоживанию организма. В каком случае температура воздуха оказывает косвенное воздействие? Через какой другой экологический фактор оказывается это косвенное воздействие?

6. Почему семена томата сначала проращивают в домашних условиях, а только потом высаживают рассаду в открытый грунт?

7. Почему во время применения антибиотиков целесообразно использовать препараты, содержащие лакто- или бифидобактерии?

8. Как потеря гумуса почв влияет на парниковый эффект? Ответ поясните.

9. Как скажется полное уничтожение популяции жертвы на популяции хищника? Опишите процесс поэтапно.

10. Для каких двух прикладных наук экология является прежде всего теоретическим фундаментом? Ответ обоснуйте.

11. Почему при резких сильных звуках не рекомендуется держать рот закрытым? Ответ поясните.

12. Предложим ученику с закрытыми глазами опустить руку в пакет с различными предметами, пощупать их и дать описание. Какое чувство человека будет задействовано при этом? Какие качества и свойства предметов можно определить с помощью этого чувства? Ответ поясните.

13. У олуш с западного побережья Америки необыкновенные лапы: огромные, перепончатые, ярко-голубого цвета. Самцы задирают свои замечательные лапы повыше и показывают их со всех сторон самкам. Этот показ сопровождается взаимной чисткой перьев, фехтованием клювами и стуканьем головами. Объясните биологическое значение этого явления.

14. Известно, что у пресноводных одноклеточных животных имеются сократительные вакуоли. Объясните их биологическое значение.

15. У растений известны почковые мутации, появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Раньше эти мутации называли спортами. Из такого спорта, обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая, И. В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони, ананас сорта Кайенский и целый ряд ценных сортов картофеля также были созданы с использованием почковых мутаций. Объясните, почему при семенном размножении таких растений теряются свойства сорта и как можно сохранить эти свойства.

16. Некоторые признаки у живых организмов передаются только по материнской линии, например, пестролистность у растений, форма раковины (направленность завитка) у прудовика. Объясните, почему.

17. Обыватели утверждают, что у верблюда в горбах находится вода: так ли это? Ответ поясните.

18. 98% кальция, содержащегося в организме человека, входит в состав костей скелета. Каково биологическое значение остального кальция (2%)? Ответ поясните.

19. В медицинской практике при парентеральном (путем инъекций) введении лекарственных средств используют этиловый спирт. Объясните, с какой целью это делает.

20. Известно, что шероховатая эндоплазматическая сеть в клетках печени, поджелудочной, щитовидной желез и нейронах образует обширные зоны – 30-80% от общей площади клетки. Объясните этот факт.

21. Известно, что скорость реакций при повышении температуры возрастает. Однако биохимические реакции, протекающие в живом организме, имеют небольшой температурный диапазон, а при температуре выше 45С, как правило, прекращаются. Объясните этот факт.

22. При отдаленной гибридизации растений наблюдается бесплодие. Для преодоления бесплодия гибридов используют полиплоидию. Полиплоидия широко распространена и среди диких растений, произрастающих в резко континентальных условиях высокогорий. Какое значение имеет явление полиплоидизации у растений в природе и хозяйственной деятельности человека? За счет каких видов размножения поддерживается это явление.

23. Каково значение работ Л. Пастера и И. И. Мечникова для биологической науки? Ответ поясните.

24. Известно, что при нехватке различных химических элементов развиваются болезненные состояния. Какие у человека могут развиться заболевания крови, связанные с нехваткой макроэлементов? Ответ поясните.

25. В чем заключается структурное и функциональное сходство целлюлозы и хитина? Ответ поясните.

26. Каково практическое значение искусственного осеменения и опыления? Ответ поясните.

27. Какова практическая значимость медико-генетического консультирования? Что может послужить поводом для такого консультирования? Ответ поясните.

28. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: растение, кузнечик, почвенные бактерии, аист, лягушка. Определите консумента 3 порядка. Ответ поясните.

29. Какие первоначальные изменения произойдут в экосистеме озера при сокращении численности хищных рыб?

30. При гипофункции поджелудочной железы наблюдается увеличение сахара в крови. Какое заболевание при этом развивается? Выделение какого гормона нарушается при данном заболевании?

31. Почему в семье здоровых родителей гемофилией страдают сыновья? Ответ поясните.

32. Почему межвидовые растительные гибриды в основном стерильны? Каким методом Г. Д. Карпеченко преодолел стерильность межвидового капустно-редечного гибрида?

33. Почему ферменты слюны, активные в ротовой полости, в желудке свою активность не проявляют?

34. Почему белые грибы встречаются в хвойных и смешанных лесах?

35. Объясните, почему для выращивания растений семейства бобовых не требуется подкормка азотными удобрениями?

36. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: растительный опад, хищная птица, дождевой червь, скворец. Определите консумента 2 порядка. Ответ поясните.

37. При гиперфункции щитовидной железы наблюдается развитие зоба. Какое заболевание при этом развивается? Выделение какого гормона нарушается при данном заболевании?

38. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: крупная хищная птица, растение, бабочка, змея, лягушка. Сколько энергии переходит на уровень консументов 3 порядка, если чистая годовая первичная продукция экосистемы составляет 10 000 кДж?

39. Что такое прививка человека? Какой иммунитет при этом формируется?

40. Приведите два биохимических отличия РНК- и ДНК-содержащих вирусов.

41. В чем состоит различие вакцины и лечебной сыворотки? Какие виды иммунитета формируются при введении вакцины и сыворотки?

42. Почему, согласно правилу экологической пирамиды, в наземной пищевой цепи от звена к звену наблюдается уменьшение энергии?

43. Составьте пищевую цепь, используя всех названных представителей: крестоцветные блошки, хорь, уж, листья репы, лягушка. Определите консумента 2 порядка в составленной цепи и объясните свой выбор.

44. Поясните, почему горох посевной высевают на полях совместно с овсом.

45. Объясните, какие биотические связи складываются между деревьями тропического леса и поселившимися на них орхидеями.

46. Почему в полевых агроценозах не рекомендуется из года в год использовать одну и ту же культуру?

47. Известно, что бобовые растения (клевер, горох, фасоль, чечевица и др.) повышают плодородие почвы. Объясните, почему.

48. Каковы правила сохранения витамина С при кулинарной обработке пищи?

49. Почему при недостатке солнечного света и плохом несбалансированном питании у малолетних детей скелет формируется неправильно?

50. Какие признаки отличают венозное кровотечение у человека от артериального, в чем состоит доврачебная помощь пострадавшему?

51. Обитающие в пустынях пресмыкающиеся и млекопитающие, как правило, ведут ночной образ жизни. Объясните приспособительное значение такого суточного ритма.

52. В настоящее время нашли применение в птицеводстве гетерозисные бройлерные цыплята. Почему именно их широко используют для решения производственных задач? Как их выводят?

53. Объясните, почему в клетках мышечной ткани нетренированного человека после напряженной физической работы возникает чувство боли?

54. Бактерии-сапротрофы играют важную роль в природе. Объясните, почему.

55. Одна самка обыкновенной щуки откладывает 500 тысяч икринок. Объясните, почему численность этого вида не возрастает в водоемах беспредельно.

56. Зачем рыхлят почву при выращивании растений?

57. Растение кукуруза имеет два типа соцветий: початок и метелку. Почему плоды образуются только в початке?

58. Почему в раннем возрасте вредно ходить на высоких каблуках, переносить большие тяжести, большую часть дня проводить на ногах? Ответ поясните.

59. Почему гиподинамия вредно влияет на здоровье человека? Ответ поясните.

60. Кровососущие насекомые – обычные обитатели многих биоценозов. Объясните, в каких случаях они занимают в пищевых цепях положение консументов 2, 3 и даже 4 порядков.

61. Почему отношения гриба-трутовика и березы считают примером паразитизма?

62. Какие виды экологических факторов способствуют регуляции численности волков в экосистеме? Ответ поясните.

63. Почему при перетяжке пальца он вскоре становится красным? Ответ поясните.

64. Что можно определить по пульсу и как его правильно прощупать? Ответ поясните.

65. Как оказать первую помощь при химическом ожоге кожи?

66. Каковы правила оказания первой помощи при ожогах кипятком? Можно ли смазывать кожу растительным маслом или прижигать ее раствором йода?

67. Каковы признаки обморожения и правила оказания первой помощи?

68. Почему для проверки состояния здоровья проводится анализ мочи?

69. Каковы меры профилактики кишечных заболеваний?

70. Каковы меры профилактики глистных заболеваний?

71. Какие меры профилактики сохранения зубов?

72. Как человек использует борьбу видов за существование в растениеводстве?

 

 

 

 

Биология. Подготовка к ЕГЭ-2018. 30 тренировочных вариантов по демоверсии 2018 года: учебно-методическое пособие/А. А. Кириленко, С. И. Колесников, Е. В. Даденко; под ред. А. А. Кириленко. – Ростов н/Д: Легион, 2017. – 624 с. – (ЕГЭ).

cleverpenguin.ru

Почему замороженные лягушки возвращаются к жизни?

Люди уже давно мечтают о том, чтобы научиться сохранять живых существ в состоянии глубокого охлаждения и при необходимости оживлять их в будущем. Тем временем, в природе такие примеры существуют: древесные лягушки, которые живут на Аляске, способны «превращаться в ледышки», и, оттаивая, возвращаться к жизни.

Каждую осень эти лягушки, чтобы пережить суровую зиму, с понижением температуры замерзают и находятся в таком состоянии до самой весны. Причем, оттаивая, они выглядят гораздо лучше, чем, к примеру, кусок мяса, которое после такого же срока хранения вытащили бы из холодильника.

Ученые из Университета Аляски в Фэрбенксе и Института Биологии Арктики (UAF) при этом университете провели серию опытов как на лабораторных лягушках, так и на лягушках, находящихся в естественной среде обитания. По итогам этих исследований оказалось, что хладостойкость у лягушек, живущих в природе, гораздо более высокая, чем считалось ранее.

Древесные лягушки, обитающие на Аляске, зимуют на земле, предварительно устраивая себе из перегнившей земли и опавшей листвы места зимней спячки, при этом температура в них может держаться ниже нуля более шести месяцев, достигая -20 °С.

Известно, что когда клетки живого организма подвергаются заморозке, они высыхают и со временем погибают. Чтобы избежать этого, лягушки, образно говоря, укутывают свои клетки глюкозой, которая замедляет их высыхание — ученые называют это процессом криопротекции.

Концентрация сахара внутри клетки помогает также сбалансировать концентрацию солей, которые образуются в процессе образования льда, за пределами клетки. Сахар и другие криопротекторы удерживают воду внутри клетки, препятствуя тем самым ее гибели.

В ходе исследований было установлено, что лягушки, живущие в условиях естественной среды обитания, накапливают гораздо большие концентрации глюкозы в тканях организма, чем лягушки, замороженные в лабораторных условиях. Концентрации глюкозы у лягушек в их среде обитания были в 13 раз выше в мышечной ткани, в 10 раз выше в сердечной ткани и в 3,3 раза выше в ткани печени по сравнению с данными лабораторных лягушек.

Ученые считают, что именно эта дополнительная глюкозная защита обеспечивает диким лягушкам 100-процентную выживаемость при более низких температурах (до -18 °С) в течение гораздо большего времени (до 218 дней), по сравнению с лабораторными лягушками.

Было установлено, что несравнимо большее накопление глюкозы у лягушек в природе связано с многократными процессами замораживания-размораживания, которые они претерпевают в начале осени, именно эти процессы и стимулируют у лягушек чрезвычайно активную выработку и накопление глюкозы.

Конечно, создание и поддержание в полной мере естественных условий в лаборатории пока невозможно, так как учесть все нюансы и особенности механизмов матушки-природы не по силам современному человеку. Но все равно, взяв за пример опыт природы, ученым удалось добиться в лабораторных условиях впечатляющих результатов: выживаемость замороженных лягушек «зимовавших» при температуре не более -7,2°С и без повторяющихся циклов замораживания-размораживания, составила несколько недель.

Открытия, связанные с изучением замерзающих на всю зиму лягушек, имеют большое практическое значение. Ученые уверены, что когда-нибудь все лягушачьи хитрости будут ими досконально изучены и найдут свое применение в трансплантологии. Ведь если в конце концов получится замораживать органы так, чтобы они при размораживании не повреждались, то в распоряжении врачей окажется намного больше времени для их дальнейшей пересадки.

www.popmech.ru

Введение в зоологию: холоднокровные животные

Мир животных разнообразен и удивителен. Они отличаются друг от друга по многим биологическим характеристикам. Хочется остановиться на отношении животных к температуре окружающей среды и выяснить: холоднокровные животные - это какие?

Общие понятия

В биологии существуют понятия холоднокровных (пойкилотермных) и теплокровных (гомойотермных) организмов. Считается, что холоднокровные животные - это те, температура тела которых непостоянна и зависит от окружающей среды. Теплокровные не имеют такой зависимости и отличаются постоянством температуры тела. Так каких животных называют холоднокровными?

Разнообразие холоднокровных животных

В зоологии холоднокровные животные – это примеры низкоорганизованных классов животного мира. К их числу относятся все беспозвоночные и часть позвоночных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся. Исключение составляют крокодилы, которые тоже являются пресмыкающимися. В настоящее время к данному типу также относят еще один вид млекопитающих - голый землекоп. Изучая эволюцию, многие ученые до недавнего времени относили к холоднокровным и динозавров. Однако на теперешний момент существует мнение, что они все же были теплокровными по инерционному типу терморегуляции. Это означает, что древние гиганты имели способность накапливать и удерживать за счет огромной массы солнечное тепло, что позволяло им сохранять постоянную температуру.

Особенности жизнедеятельности

Холоднокровные животные - это те, которые в силу слабо развитой нервной системы имеют несовершенную систему регуляции основных жизненно важных процессов в организме. Следовательно, и обмен веществ у холоднокровных животных тоже имеет низкий уровень. Действительно, он протекает намного медленнее, чем у теплокровных (в 20–30 раз). При этом температура тела бывает выше на 1-2 градуса температуры окружающей среды или равна ей. Эта зависимость является ограниченной во времени и связана со способностью накапливать тепло от предметов и солнца либо согреваться в результате мышечной работы в случае если снаружи поддерживаются приблизительно постоянные параметры. В том же случае, когда внешняя температура опускается ниже оптимального, все обменные процессы у холоднокровных замедляются. Реакции животных становятся заторможенными, вспомните сонных мух, бабочек и пчел осенью. Когда происходит понижение температурного режима на два и более градуса в природе, эти организмы впадают в оцепенение (анабиоз), переживают стресс, а иногда и погибают.

Сезонность

В неживой природе существует понятие смены времени года. Особенно выражены данные явления в северных и умеренных широтах. Абсолютно все организмы реагируют на данные изменения. Холоднокровные животные - примеры приспособлений живых организмов к температурным изменениям окружающей среды.

Адаптация к окружающей среде

Пик активности холоднокровных и основные жизненные процессы (спаривание, размножение, выведение потомства) приходится на теплый период - весну и лето. В это время мы повсеместно можем видеть множество насекомых и наблюдать их жизненные циклы. В околоводных и водных местностях можно встретить массу земноводных (лягушек) и рыб на разных стадиях развития.

В лесах и на лугах довольно часто встречаются пресмыкающиеся (ящерицы, змеи, ужи) разных поколений.

С приходом осени или в конце лета животные начинают усиленно готовиться к зимовке, которую большинство из них проводят в анабиозе. Для того чтобы не погибнуть в период холодов, подготовительные процессы по запасу питательных веществ в их организмах происходят заблаговременно, в течение всего лета. В это время клеточный состав меняется, в нем становится меньше воды и больше растворенных компонентов, которые будут обеспечивать процесс питания весь зимний период. С понижением температуры уровень обмена веществ тоже замедляется, расход энергии уменьшается, что позволяет холоднокровным всю зиму проводить в спячке, не заботясь о добыче пищи. Также важным этапом подготовки к неблагоприятным температурным условиям является сооружение закрытых "помещений" для зимовки (ямы, норы, домики и т. д.). Все эти жизненные явления носят цикличный характер и повторяются из года в год.

Данные процессы также являются безусловными (врожденными) рефлексами, передающимися по наследству из поколения в поколение. Животные, которые претерпевают определенные мутации в генах, отвечающих за передачу этой информации, погибают в течение первого года жизни, а их потомство также может унаследовать эти нарушения и быть нежизнеспосбным.

Толчком к пробуждению от анабиоза становится повышение температуры воздуха до необходимого уровня, который характерен для каждого класса, а иногда и вида.

Согласно эволюционному учению, холоднокровные животные - это низшие существа, у которых из-за слабого развития нервной системы механизмы терморегуляции тоже не совершенны.

fb.ru


Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта