Температурный режим у животных (гомойотермные, пойкилотермные, гетеротермные). Пойкилотермные растения примеры

Гомойотермные организмы. Теплокровные животные. Пойкилотермные организмы

Многообразие жизни на нашей планете поражает своими масштабами. Последние исследования канадских ученых дают цифру в 8,7 миллиона видов животных, растений, грибов и микроорганизмов, что населяют нашу планету. Причем описаны из них всего порядка 20%, а это 1,5 миллиона известных нам видов. Живые организмы заселили все экологические ниши на планете. В пределах биосферы нет места, где отсутствовала бы жизнь. В жерлах вулканов и на пике Эвереста – везде мы находим жизнь в разных ее проявлениях. И, несомненно, такому многообразию и расселению природа обязана появлению в процессе эволюции явления теплокровности (гомойотермных организмов).

Граница жизни – температура

Основой жизни является обмен веществ организма, который зависит от скорости и характера протекания химических процессов. А эти химические реакции возможны лишь в определенном диапазоне температур, со своими показателями и длительностью воздействия. Для большего количества организмов граничными показателями температурного режима окружающей среды считают от 0 до +50 градусов по Цельсию.

Но это умозрительное заключение. Точнее будет сказать, что температурными границами жизни будут те, при которых не происходит денатурация белков, а также необратимые изменения коллоидных характеристик цитоплазмы клеток, нарушение активности жизненно необходимых ферментов. И множество организмов в процессе эволюции обзавелось высокоспециализированными ферментативными системами, которые позволили им жить в условиях, далеко выходящих за указанные границы.

Экологическая классификация

Границы оптимальных жизненных температур определяют деление жизненных форм на планете на две группы – криофилы и термофилы. Первая группа предпочитает для жизни холод и специализирована для жизни именно в таких условиях. Более 80% биосферы планеты - это холодные области со средней температурой +5 °C. Это глубины океанов, пустыни Арктики и Антарктики, зоны тундры и высокогорья. Повышенную холодостойкость обеспечивают биохимические адаптации.

Ферментативная система криофилов эффективно понижает энергию активации биологических молекул и поддерживает метаболизм в клетке при температуре близкой к 0 °C. При этом адаптации идут в двух направлениях – в приобретении резистентности (противостояния) или толерантности (устойчивости) к холоду. Экологическая группа термофилов – это организмы, оптимальными для жизни которых являются области высоких показателей температур. Их жизнедеятельность также обеспечивается специализацией биохимических адаптаций. Стоит упомянуть, что с усложнением организации организма способность его к термофилии падает.

Температура тела

Баланс тепла в живой системе – это совокупность его прихода и расхода. От температуры окружающей среды (экзогенное тепло) зависит температура тела организмов. Кроме того, обязательным атрибутом жизни является эндогенное тепло – продукт внутреннего обмена веществ (окислительные процессы и расщепление аденозинтрифосфорной кислоты). Жизнедеятельность большинства видов на нашей планете зависит от экзогенного тепла, а температура их тела – от хода температур окружающей среды. Это пойкилотермные организмы (poikilos – различный), у которых температура тела изменчива.

Пойкилотермны - все микроорганизмы, грибы, растения, беспозвоночные и большинство хордовых животных. И только две группы позвоночных – птицы и млекопитающие – это гомойотермные организмы (homoios – сходный). Они поддерживают постоянную температуру своего тела, независимо от температуры окружающей среды. Их называют также теплокровными животными. Их главное отличие - наличие мощного потока внутреннего тепла и системы терморегуляторных механизмов. Как следствие, у гомойотермных организмов все физиологические процессы осуществляются при оптимальных и постоянных температурах.

Истинные и ложные

Некоторые пойкилотермные организмы, например рыбы и иглокожие, также имеют постоянную температуру тела. Они живут в условиях постоянства внешних температур (глубин океана или пещеры), где температура окружающей среды не меняется. Их называют ложно гомойотермными организмами. Многие животные, которым свойственны явления спячки или временного оцепенения, имеют меняющуюся температуру тела. Эти истинно гомойотермные организмы (примеры: сурки, летучие мыши, ежи, стрижи и другие), называются гетеротермными.

Дорогой ароморфоз

Появление гомойотермии у живых существ – очень энергозатратное эволюционное приобретение. Ученые и сегодня спорят о возникновении этого прогрессивного изменения строения, которое привело к повышению уровня организации. Было предложено множество теорий возникновения теплокровных организмов. Некоторые исследователи допускают, что данной особенностью могли обладать даже динозавры. Но при всех разногласиях ученых точно одно: появление гомойотермных организмов – это биоэнергетическое явление. И усложнение жизненных форм связано с функциональным совершенствованием механизмов теплоотдачи.

Компенсации температур

Возможность некоторых пойкилотермных организмов поддерживать постоянный уровень обменных процессов в широких границах изменений температуры тела обеспечивается за счет биохимических приспособлений и называется температурной компенсацией. Она основывается на способности некоторых ферментов менять конфигурацию при понижении температуры и повышать сродство с субстратом, увеличивая скорость реакций. Например, у двухстворчатых моллюсков мидий Баренцевого моря потребление кислорода не зависит от температур окружающей среды, которая колеблется в диапазоне 25 °C (от +5 до +30 °C).

Промежуточные формы

Биологи-эволюционисты нашли-таки представителей переходных форм от пойкилотермности к теплокровности млекопитающих. Канадские биологи из университета Брока обнаружили сезонную теплокровность у аргентинского черно-белого тегу (Alvator merianae). Эта почти метровая ящерица живет в Южной Америке. Как и большинство рептилий, тегу днем греется на солнце, а ночью прячется в норах и пещерах, где и остывает. Но в период размножения с сентября по октябрь температура тегу, частота дыхания и ритм сокращений сердца в утренние часы резко возрастают. Температура тела ящерицы может превышать температуру в пещере на десять градусов. Это доказывает переходность форм от холоднокровности к гомойотермным животным.

Механизмы терморегуляции

Гомойотермные организмы всегда работают на обеспечение работы главных систем – кровеносной, дыхательной, выделительной – путем выработки минимума теплопродукции. Этот минимум, вырабатываемый в состоянии покоя, называется базальным метаболизмом. Переход в активное состояние у теплокровных животных увеличивает теплопродуктивность, и для предотвращения денатурации белков им необходимы механизмы повышения теплоотдачи.

Процесс достижения баланса между этими процессами обеспечивается химической и физической терморегуляцией. Эти механизмы обеспечивают защиту гомойотермных организмов от низких температур и перегрева. Механизмы сохранения постоянной температуры тела (химическая и физическая терморегуляции) имеют различные источники и очень разнообразны.

Химическая терморегуляция

В ответ на понижение температуры среды у теплокровных происходит рефлекторное увеличение производства эндогенного тепла. Это достигается усилением окислительных процессов, особенно в мышечных тканях. Несогласованное сокращение мышц (дрожь) и терморегуляционный тонус – первые этапы повышения теплопродукции. При этом обмен липидов возрастает, а жировая ткань становится залогом лучшей терморегуляции. У млекопитающих холодного климата даже имеется бурый жир, все тепло от окисления которого идет на обогрев организма. Этот расход энергии требует от животного либо потребления большого количества пищи, либо основательных жировых запасов. При недостатке этих ресурсов химическая терморегуляция имеет свои пределы.

Механизмы физической терморегуляции

Этот тип терморегуляции не требует дополнительных затрат на выработку тепла, а осуществляется за счет сохранения эндогенного тепла. Осуществляется путем испарения (потоотделения), излучения (радиации), теплопроведения (кондукции) и конвекции кожных покровов. Способы физической терморегуляции развивались в процессе эволюции и становятся все более совершенными при изучении филогенетических рядов от насекомоядных и рукокрылых к млекопитающим.

Примерами такой регуляции служит сужение или расширение кровеносных капилляров кожных покровов, что меняет теплопроводность, теплоизолирующие свойства меха и перьев, противоточный теплообмен крови между поверхностными сосудами и сосудами внутренних органов. Теплоотдача регулируется наклоном волос меха и перьев, между которыми сохраняется воздушная прослойка.

У морских млекопитающих подкожный жир распределяется по всему телу, охраняя эндотепло. Например, у тюленей такой жировой мешок достигает до 50% всего веса. Именно поэтому снег не тает под тюленями, часами лежащими на ледовом насте. Для животных, живущих в жарком климате, равномерное распределение жировой прослойки по всей поверхности тела было бы губительным. Поэтому у них жир накапливается лишь в определенных участках тела (горб у верблюда, курдюк у овец), что не препятствует испарению со всей поверхности тела. Кроме того, у животных северного холодного климата существует особенная жировая ткань (бурый жир), который полностью используется для обогрева тела.

Ближе к югу – больше уши и длиннее ноги

Различные части тела далеко не равноценны с позиции теплообмена. Для поддержания теплообмена важно соотношение поверхности тела и его объема, ведь объем внутреннего тепла зависит от массы организма, а теплообмен идет через покровы. Выступающие части тела имеют большую поверхность, что хорошо для жаркого климата, где теплокровным животным необходима большая теплоотдача. Например, большие уши с множеством кровеносных сосудов, длинные конечности и хвост характерны для жителей жаркого климата (слон, лисичка-фенек, африканский длинноухий тушканчик). В условиях холода адаптация идет по пути экономии площади к объему (уши и хвост тюленей).

Существует еще один закон для теплокровных животных – чем севернее живут представители одной филогенетической группы, тем они крупнее. И это тоже связано с соотношением объема поверхности испарения, а соответственно, теплопотерь, и массы животного.

Этология и теплообмен

Поведенческие особенности также играют немаловажную роль в процессах теплообмена, как для пойкилотермных, так и гомойотермных животных. Сюда относится и изменения позы, и постройка укрытий, и различные миграции. Чем больше глубина норы, тем более сглажен ход температур. Для средних широт на глубине уже в 1,5 метра сезонные колебания температур незаметны.

Для терморегуляции используется и групповое поведение. Так, пингвины сбиваются в кучу, плотно прижимаясь друг к другу. Внутри кучи температура близка к температуре тела пингвинов (+37 °C) даже в самые сильные морозы. Верблюды делают то же самое – в центре группы температура около +39 °C, а шерсть крайних животных может нагреваться до +70 °C.

Спячка – особая стратегия

Торпидное состояние (оцепенение) или спячка – особые стратегии теплокровных животных, позволяющие использовать перемены температуры тела в адаптивных целях. В таком состоянии животные прекращают поддерживать температуру тела и снижают ее почти до нуля. Спячка характеризуется снижением уровня обмена веществ и расхода накопленных ресурсов. Это хорошо регулируемое физиологическое состояние, когда терморегуляторные механизмы переключаются на более низкий уровень – частота сердцебиения снижается (например, у сони-полчка с 450 до 35 ударов в минуту), потребление кислорода уменьшается в 20-100 раз.

Пробуждение требует затрат энергии и происходит путем самосогревания, что не стоит путать с оцепенением холоднокровных животных, где оно вызывается снижением температуры окружающей среды и является нерегулируемым самим организмом состоянием (пробуждение происходит под действием внешних факторов).

Оцепенелость - также регулируемое состояние, но при этом температура тела падает всего на несколько градусов и часто сопровождает суточные ритмы. Например, колибри оцепеневают ночью, когда температура их тела падает с 40 °C до 18 °C. Между оцепенением и спячкой существует множество переходов. Так, хоть мы и называем сон медведей зимой спячкой, на самом деле метаболизм у них снижается незначительно, а температура их тела падает всего на 3 – 6 °C. Именно в таком состоянии медведица рожает медвежат.

Почему в водной среде мало гомойотермных организмов

Среди гидробионтов (организмов, живущих в водной среде) мало представителей теплокровных животных. Киты, дельфины, морские котики – это вторичноводные животные, вернувшиеся в водную среду с суши. Теплокровность связана в первую очередь с увеличением обменных процессов, основа которых – реакции окисления. И главную роль тут играет кислород. А, как известно, в водной среде содержание кислорода не выше 1% от объема. Диффузия кислорода в воде в тысячи раз меньше, чем в воздухе, что делает его еще менее доступным. Кроме того, с повышением температуры и обогащением воды органическими соединениями содержание кислорода снижается. Все это делает энергетически невыгодным существование большого количества теплокровных организмов в водной среде.

Плюсы и минусы

Главное преимущество теплокровных перед холоднокровными – это готовность к действиям вне зависимости от температуры окружающей среды. Это возможность выдержать ночные температуры, близкие к заморозкам, и освоение северных территорий суши.

Главный недостаток теплокровности – большие энергозатраты на поддержание постоянства температуры тела. И основной источник для этого – пища. Теплокровному льву пищи необходимо в десять раз больше, чем холоднокровному крокодилу того же веса.

fb.ru

Пойкилотермные организмы

Пойкилотермные организмы — организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды (микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные).[ ...]

У пойкилотермных организмов с повышением температуры (7) продолжительность развития (/) уменьшается все быстрее. Скорость развития У может быть выражена формулой У = 100/Л Скорость развития, как величина, обратная его продолжительности, выражается прямой, пересекающейся с осью температур в «нулевом пункте развития» (рис. 5.56).[ ...]

В других группах пойкилотермных организмов также нередко используется принцип антифризов; в качестве таковых могут выступать различные вещества. У растений в период подготовки к переходу в зимнее состояние идет накопление в клетках и тканях сахаров (до 20—30 %), а также некоторых аминокислот и других веществ, связывающих воду. Уменьшается вязкость протоплазмы и содержание в ней воды. Все это ведет к снижению точки замерзания жидкостей. У морозостойких деревьев в процессе сезонного холодового закаливания мембранные системы и белки в клетках видоизменяются таким образом, что отъем воды и ее замерзание в межклеточных пространствах не влияет на жизнестойкость клеток. Процессы эти идут довольно медленно, поэтому для растений опасны и быстрые похолодания, и потепления, а особенно их чередование, так как клетки не успевают осуществить приспособительные перестройки.[ ...]

Пути теплообмена между пойкилотермным организмом и окружающей средой показаны на рис. 4.22.[ ...]

Таким образом, в отличие от пойкилотермных организмов гомой-отермные животные строят свой теплообмен на базе собственной теплопродукции. Комплекс специфических механизмов активной терморегуляции контролируется на уровне целого организма и делает внутренние процессы независимыми от колебаний внешней температуры. В результате температурный диапазон активной жизнедеятельности практически совпадает с диапазоном переносимых (от нижнего до верхнего порогов жизни) температур.[ ...]

Эффективные температуры развития пойкилотермных организмов. По окончании зимнего времени и соответственно холодового угнетения нормальный обмен веществ восстанавливается для каждого вида при достижении лишь определенной температуры, которая называется температурным порогом развития. Развитие протекает тем интенсивнее, чем больше температура среды превышает пороговую. Следовательно, для осуществления генетической программы развития пойкилотермным организмам (например, культурным растениям) необходимо получить извне определенное количество тепла. Последнее измеряется суммой эффективных температур. Эффективная температура — разница между температурой среды и температурным порогом развития организмов. При этом для каждого вида она имеет верхние пределы, так как слишком высокие температуры уже не стимулируют, а тормозят развитие.[ ...]

Суммируя сведения об особенностях теплообмена пойкилотермных организмов, подчеркнем принципиальное значение эктотермности этих форм, в основе которой лежит низкий уровень метаболизма. В силу этого температура тела, скорость физиологических процессов и общая активность пойкилотермов прямо зависят от температуры среды. Термические адаптации смягчают эту зависимость, но не снимают ее. Они реализуются главным образом по отношению к средним режимам теплового состояния среды и осуществляются преимущественно на клеточно-тканевом уровне по принципу «настройки» общей термоустойчивости тканей и температурного оптимума ферментов к этим режимам. Приспособления к конкретным, меняющимся температурам носят частный характер й включают отдельные формы физиологических реакций. В результате в широком диапазоне переносимых температур активная жизнедеятельность пойкилотермных организмов ограничена узкими пределами изменений внешней температуры.[ ...]

Естественно, что все эти изменения приводят к нарушению ряда функций организма. В процессе обмена веществ во всяком организме происходит образование тепла. Этой способностью обладают лишь птицы и млекопитающие (как животные, так, естественно, и человек). Их называют гомойотермными организмами. Температура тела беспозвоночных, рыб, амфибий и рептилий зависит от температуры окружающей среды и практически равна ей. Это пойкилотермные организмы. Поэтому термический оптимум, в котором особь ведет активную жизнь, у гомойотермных значительно шире, чем у пойкилотермных, хотя границы выживаемости в условиях температурного максимум- и минимум-пессимума практически одинаковы (рис. 3).[ ...]

В зависимости от того, какой источник преобладает в тепловом балансе, живые организмы делят на пойкилотермных и гомойотермных. Пойкилотермные организмы — организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды. К ним относятся микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные. Температура их тела обычно на 1—2° С выше температуры окружающей среды или равна ей. Гомойо-термные организмы — организмы, способные поддерживать внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Это птицы и млекопитающие. Если речь идет только о животных, то их еще называют холоднокровными и теплокровными соответственно. Среди гомойотермных организмов выделяют группу гетеро-термных организмов — организмов, у которых периоды сохранения постоянно высокой температуры тела сменяются периодами ее понижения при впадении в спячку в неблагоприятный период года (суслики, сурки, ежи, летучие мыши и др.).[ ...]

Было бы неправильно трактовать различия между этими группами как наличие каких-либо преимуществ у одной из них. Известно, что пойкилотермные организмы распространены по Земному шару не менее широко, чем гомойотермные. Энергетическая стоимость температурных адаптаций у них ниже, чем у птиц и млекопитающих. С другой стороны, последние способны сохранять активность в широком диапазоне температур. Видимо, это дает им определенные преимущества в межвидовых отношениях, облегчая захват более выгодных экологических ниш. Поддержание постоянно высокого уровня метаболизма, вероятно, выгодно и на уровне экосистем, так как обеспечивает устойчивость биогенного круговорота. Не исключено, что в эволюции гомойотермии участие птиц и млекопитающих в поддержании стабильности функционирования биогеоценотических систем сыграло существенную роль.[ ...]

Существуют различные мнения о степени дискретности принципов пойкилотермии и гомойотермии. Ряд ученых исходят из того, что разделение живых организмов на эти две группы необоснованно и имеет чисто количественный характер (G. Whittow, 1970). Фактически пойкилотермия и гомойотермия — просто экстремумы в непрерывном ряду термальных реакций, определяющих использование разных ниш» (R. Hill, 1976). Заметим, кстати, что оба эти подхода рассматривают пойкилотермию и гомойстгермию только по отношению к животным; расширение круга пойкилотермных организмов существенно ослабляет эти позиции.[ ...]

Многие виды животных способны или неспособны к собственной терморегуляции, т. е. поддерживать постоянную температуру. По этому признаку их делят на пойкилотермных (от греч. poikiloi — различный, переменный и therme — жар) и гомойотермных (от греч. homoios — равный и therme — жар). Первым присуща непостоянная температура, тогда как вторым — постоянная. Гомойотермны-ми являются млекопитающие и некоторые виды птиц. Они способны к терморегуляции, которая обеспечивается физическими и химическими путями. Физическая терморегуляция осуществляется за счет накапливания подкожного жирового слоя, ведущего к сохранению тепла, или за счет учащенного дыхания. Химический путь терморегуляции заключается в потоотделении. Пойкилотермными являются все организмы, кроме млекопитающих и нескольких видов птиц. Температура их тела приближается к температуре среды. Лишь некоторые виды этих животных способны к изменению температуры своего тела, притом в определенных условиях. Например, этой способностью обладают тунцы. Важным для пойкилотермных организмов является то, что повышение температуры их тела происходит, когда увеличивается их активность, их обмен веществ.[ ...]

Элемента терморегуляции. На фоне температурных адаптаций общего типа, «настраивающих» метаболические системы на существование в определенных режимах окружающей температуры, у многих пойкилотермных организмов (особенно у животных) функционируют специализированные адаптивные реакции, лабильно отвечающие на относительно быстрые и кратковременные изменения внешней температуры. В частности, это относится к использованию эндогенного теплообразования для повышения и некоторой стабилизации (хотя бы временной) температуры тела Многие ввды пойкилотермных животных используют тепло, образующееся при работе локомоторной мускулатуры, для создания временной независимости температуры тела, а соответственно и уровня метаболизма от колебаний температуры среды.[ ...]

Пассивная устойчивость. Рассмотренные закономерности охватывают диапазон изменений температуры, в пределах которого сохраняется активная жизнедеятельность. За границами этого диапазона, которые широко варьируют у разных видов и даже географических популяций одного вида, активные формы деятельности пойкилотерм-ных организмов прекращаются, и они переходят в состояние оцепенения, характеризующееся резким снижением уровня обменных процессов, вплоть до полной потери видимых проявлений жизни. В таком пассивном состоянии пойкилотермные организмы могут переносить достаточно сильное повышение и еще более выраженное понижение температуры без патологических последствий. Основа такой температурной толерантности заключена в высокой степени тканевой устойчивости, свойственной всем видам пойкилотермных и часто поддерживаемой сильным обезвоживанием (семена, споры, некоторые мелкие животные).[ ...]

Если проанализировать круг вопросов, касающихся адаптации холоднокровных животных к температуре [1, 10, 20, 23, 32, 36, 53, 58, 69, 72, 78, 87], то понятие термо-адаптации в наиболее общем: виде, очевидно, можно сформулировать так. Термоадаптация — это- комплекс процессов и механизмов поведенческого, физиологического, биохимического и генетического характера, которые обеспечивают пойкилотермным организмам устойчивое функционирование (сохранение целостности структурно-функциональной организации системы) в определенных температурных интервалах и промежутках времени и направлены на частичную компенсацию скоростей метаболических процессов в меняющихся температурных условиях среды обитания животных.[ ...]

Прямые наблюдения за развитием некоторых вредных объектов довольно трудоемки и не всегда доступны широкому кругу специалистов. Поэтому стремятся определить их фенологию на основе учета состояния среды, в частности температурного фактора, влияющего на скорость развития насекомых и патогенов. Прогноз фенологии по суммам эффективных температур, превышающих порог развития вредителя, не всегда дает удовлетворительные результаты, так как температура влияет на пойкилотермные организмы не только в зависимости от ее среднесуточного уровня, но и амплитуды колебаний в отдельные отрезки суток. В таких случаях используют поправочные коэффициенты к суммам эффективных температур; которые учитывают «активные» температуры при среднесуточных или среднедекадных температурах ниже порога развития, а также исключают «балластные» температуры, когда среднесуточная (среднедекадная) температура выше оптимальной для данного вида. Учитываются также особенности отношения к температуре у географических популяций вредителя. Поправочные коэффициенты сейчас разработаны для озимой совки. Использование их, как показала производственная проверка, позволяет в любом районе ареала и для любого поколения рассчитать фенологию вредителя с точностью до одного—трех дней.[ ...]

ru-ecology.info

У пойкилотермных организмов

Главным источником тепла у пойкилотермных является внешнее тепло. Однако полное соответствие температуры тела и среды наблюдается редко.

Когда температура среды низкая или умеренная, то температура тела пойкилотермных выше, чем температура среды. Это происходит потому, что даже при низком уровне метаболизма у этих животных вырабатывается эндогенное тепло, которое повышает температуру тела, особенно у тех организмов, которые активно двигаются.

В очень жарких условиях температура тела у этих организмов ниже, чем температура среды, так как при высокой температуре увеличивается испарение, а вместе с ним потеря тепла.

Скорость отдачи тепла зависит от соотношения массы и поверхности тела. У более крупных организмов это соотношение таково, что относительная поверхность тела уменьшается, а вместе с этим уменьшается и потеря тепла.

Например, у крупных черепах, обитающих в холодных водах, температура в глубине тела на 18ºС выше температуры воды.

Влияние температуры на развитие пойкилотермных

Развитие пойкилотермных организмов происходит тем быстрее, чем выше температура среды.

Минимальная температура, при которой возможны процессы развития, называется биологическим нулем развития (t0).

Температура выше биологического нуля развития называется эффективной температурой (t – t0).

Термальная константа развития (К) выражается формулой:

К= Т (t – t0),

где Т – продолжительность развития, (t – t0) – эффективная температура.

Например, у икры форели биологическим нулем развития является температура +2ºС. При такой температуре развитие продолжается 205 суток, при +5ºС развитие ускоряется и продолжается всего 82 суток (+5ºС – эффективная температура). При +10ºС развитие форели происходит в течение всего 41 суток.

Однако зависимость скорости развития пойкилотермных организмов от температуры не является линейной: при определенной степени повышения температуры развитие начинает замедляться.

Биологический нуль развития и сумма эффективных температур, необходимая для развития, являются различными для разных видов.

Оптимальные температуры развития соответствуют средним температурам той местности, где обитает данный вид.

Пассивная устойчивость

Для каждого вида пойкилотермных организмов существует свой диапазон температур, в пределах которого сохраняется активная жизнедеятельность.

Когда температура выходит за границы этого диапазона (т.е. повышается или понижается), пойкилотермные организмы переходят в состояние оцепенения. При этом резко снижается скорость обменных процессов. Иногда уровень метаболизма бывает понижен настолько, что организмы не подают видимых признаков жизни.

Оцепенение является адаптивной реакцией: в таком состоянии организмы могут переносить выраженное повышение или понижение температуры тела без патологических последствий и выжить в крайне неблагоприятных температурных условиях.

Оцепенение связано со сложными физиологическими и биохимическими изменениями в организме.

Однако даже в состоянии оцепенения возможности адаптации не безграничны. При переходе температуры среды за границы толерантности наступает гибель организмов.

Механизмы адаптации к температуре у пойкилотермных организмов

У пойкилотермных организмов существуют как общие принципы температурных адаптаций, так и частные, связанные с особенностями климата, в котором они обитают. Виды, обитающие в холодном климате, лучше адаптируются к низким температурам, а обитатели жарких регионов – к высоким.

Адаптации к высоким температурам основаны на следующих принципах:

1. Термостабильность белков, в частности, ферментов. Это видовое свойство, которое формировалось в процессе эволюции в определенных температурных условиях.

2. Обезвоживание тканей. Чем ниже содержание в клетке воды, тем более высокие температуры она может перенести без повреждения (сухая плазма выдерживает колебания температуры от – 273 до + 170ºС).

3. Понижение уровня метаболизма. При пониженном уровне обмена веществ снижается выработка энергии, а, следовательно, и тепла. Таким образом, путем устранения избытка эндогенного тепла организм защищается от перегрева.

4. Испарение. Растения регулируют испарение активными реакциями устьиц. Насекомые – открыванием и закрыванием дыхалец, рептилии – возрастанием частоты дыхательных движений, черепахи – испарением слюны, а также обрызгиванием мочой кожи задних конечностей.

Адаптации к низким температурам основаны на следующих принципах:

1. Накопление в жидкостях тела биологических антифризов. Они понижают точку замерзания и препятствуют образованию кристаллов льда в клетках и тканях. У холодноводных рыб в качестве таких антифризов выступают гликопротеиды. Концентрация гликопротеидов у антарктической трески в 20 раз выше, чем у трески из умеренных широт. У насекомых биологическим антифризом служит глицерин. Он снижает точку замерзания до -26-37ºС и ниже. При этом у некоторых зимующих личинок во внеклеточной жидкости могут образовываться мелкие кристаллы льда, но в клетке они образуются только при крайне низких температурах (около - 60ºС). У насекомых и других беспозвоночных антифризами могут быть также сахара, белки и гликоген, благодаря которым повышается процент связанной воды. У растений антифризами служат сахара, аминокислоты и другие вещества, связывающие воду. Накопление их происходит в период подготовки к зимнему сезону. При этом уменьшается вязкость протоплазмы и содержание в ней воды, а, следовательно, снижение точки замерзания жидкостей.

2. Повышение уровня метаболизма. При этом повышается выработка эндогенного тепла и некоторая стабилизация температуры тела.

3. Повышение эндогенного тепла путем мускульной деятельности. Например, бабочки за счет дрожания крыльев, рыбы – за счет быстрого плавания, змеи – путем спазматических сокращений мускулатуры и т.д. Пчелы используют «общественную» регуляцию температуры в улье за счет дрожания крыльев большого числа особей.

Адаптивное поведение как способ приспособления

к температурным условиям среды

У растений этот способ отсутствует, он характерен только для животных. У простейших адаптивное поведение представляет собой простые акты термотропизма – отрицательный или положительный (движение в сторону более высокой или низкой температуры).

У более высокоорганизованных животных два главных принципа адаптивной поведенческой терморегуляции:

1. Активный выбор мест с наиболее благоприятным микроклиматом. Насекомые, пресмыкающиеся и амфибии активно отыскивают хорошо освещенные солнцем места для обогрева. Получив тепло, они перемещаются в тень. Некоторые животные используют тепло, накопленное песком или скалами. Водные животные перемещаются из глубины в мелководье, где вода прогрета солнцем, и возвращаются обратно. Черви, моллюски, ракообразные делают укрытия или используют естественные укрытия.

2. Смена поз. Животные принимают позы, при которых увеличивается поверхность тела, прогреваемая прямыми лучами солнца. Например, игуаны рано утром принимают «распростертые» позы, прижимаются к земле. Как только они начинают перегреваться, принимают «приподнятую» позу, поднимаясь на конечностях, поднимая голову и верхнюю часть живота. Эффективность адаптивного поведения очень высока: в течение активной части суток животные могут поддерживать почти постоянную температуру тела.

studopedya.ru

Температура как экологический фактор. Пойкилотермия

Вопрос. Вспомните, какое влияние оказывает температура на прорастание семян растений. Как зависит активность животных от температуры?

Ответ. Важным условием прорастания семян является температура. Различают температуры прорастания семян минимальные, при которых прорастание едва начинается, оптимальные, при которых прорастание идет наиболее энергично, и, наконец, максимальные, при которых прорастание начинает прекращаться. Опыты показывают, что для каждого растения существуют свои температуры минимума, оптимума и максимума прорастания. Для хлебных злаков (ржи, пшеницы, овса и ячменя), а также для гречихи, конопли, льна, клевера, люцерны, вики и конского боба минимальная температура колеблется от 1 до 5°, оптимальная – от 20 до 30° и максимальная – от 28 до 37°.

Для кукурузы и подсолнечника минимальная температура от 5 до 10°, оптимальная от 30 до 35° и максимальная от 40 до 44°.

Для тыквы, дыни, риса, хлопчатника и табака минимальная температура от 10 до 15°, оптимальная от 30 до 37° и максимальная от 40 до 48°.

Для набухших семян температуры выше 50-55° оказываются губительными, воздушносухие семена выдерживают температуры не свыше 62-75°, а основательно просушенные выдерживают даже до 100 и 110°.

Ненабухшие семена способны также переносить низкие температуры – до -60° и ниже. В опытах Р. Коха обезвоженные семена выдерживали охлаждение до -180° и даже до -235°.

Температура влияет на скорость происходящих в телах организмов реакций метаболизма. У большинства организмов эти реакции осуществляются в пределах от 0° до +50 °С. При более низких или более высоких температурах метаболизм прекращается из-за нарушения работы ферментов.

Температурный фактор оказывает влияние на любые процессы, протекающие в организме. С чем это связано, понять нетрудно. При температуре выше абсолютного нуля, то есть выше -273,15 градуса, молекулы любых веществ находятся в беспрерывном движении. Кинетическая активность, или частота соударений молекул, в результате которых происходит их разрушение или образование новых, пропорциональны абсолютной температуре. При повышении или понижении температуры на 10 градусов кинетическая активность соответственно изменяется на 3 процента, а интенсивность обмена веществ в два раза. Не удивительно, что температурный фактор определяет жизненную активность животных. Это в равной мере касается и физиологических процессов и всех форм поведения: от переваривания пищи до двигательной активности.

Еще сравнительно недавно животных принято было делить на теплокровных, то есть умеющих поддерживать температуру тела на постоянном уровне, и холоднокровных, чья температура пассивно следует за температурой окружающей среды.

К теплокровным относятся птицы и млекопитающие, хотя некоторые из них умеют снижать свою температуру до очень низкого уровня и могут много дней находиться в таком "охлажденном" состоянии, а к холоднокровным всех остальных, хотя они способны подолгу поддерживать температуру тела значительно выше температуры окружающей среды.

Холоднокровным животным, чтобы сохранять высокую активность, необходимо поддерживать температуру тела на оптимальном уровне. Для обитателей тропических лесов он достаточно высок: 25-35 градусов. Даже теплый климат экваториальных лесов не гарантирует его обитателям возможности в нужный момент иметь необходимую температуру. Оптимум для жителей северных и горных лесов может лежать в диапазоне 20-25 градусов или быть ниже. Но здесь погодные условия дают еще меньше возможностей его достигнуть.

Значительно сложнее теплокровным, так как диапазон температур, при которых они могут не только сохранять активность, но и саму жизнь, чрезвычайно узок. У утконоса и ехидны подъем жизненных сил происходит при температуре тела в районе 30, у сумчатых – 35, у остальных млекопитающих 38, а птицам для этого требуется около 40-42 градусов.

Все без исключения организмы вырабатывают собственное тепло, но его доля в тепловом балансе у теплокровных и холоднокровных животных различна. Дело в том, что любая клетка в процессе обычной жизнедеятельности вырабатывает тепло, и ее температура хотя бы в ничтожной степени превышает температуру окружающей среды. Холоднокровным животным собственного тепла не хватает, и они вынуждены заимствовать его у внешних источников, а теплокровные умеют вырабатывать больше тепла, чем теряют его в самые сильные холода. Для сохранения постоянной температуры тела необходимы мощные "печи" и надежная термоизоляция. Теплокровные бережно, по-хозяйски относятся к производимому теплу и зря его не растрачивают.

Вопрос 1. Какова роль температуры в жизни организмов?

Ответ. Главным источником тепла на Земле является солнечное излучение, поэтому свет и тепло выступают сопряжено. Тепло один из наиболее важных факторов, определяющих существование развитие и распространение организмов по Земному шару. При этом важно не только количество тепла, но и распределение его в течение суток, вегетационного сезона, года. Приход тепла к разным участкам планеты, естественно, неодинаков, с удалением от экватора не только снижается поступление его, но и увеличивается амплитуда сезонных и суточных колебаний.

Температурные пределы, в которых может протекать жизнь, составляет всего 300°, от -200°С до +100°С, но для большинства организмов и физиологических процессов этот диапазон еще уже – от 39° в море (-3,3 – +35,6°С) до 125° на суше (-70 – +55°С). Нормальное строение и работа белка осуществляются при 0-+50°С.

Значение температуры заключается в том, что она изменяет скорость протекания физико-химических реакций в клетках, а это отражается на росте, развитии, размножении, поведении и во многом определяет географическое распространение растений и животных. Согласно правилу Вант-Гоффа скорость химических реакций возрастает в 2-3 раза каждый раз при повышении температуры на 10°С, а по достижении оптимальной – начинает снижаться. Верхний (верхний биологический нуль) и нижний пределы называются, соответственно, верхней и нижней летальной температурой. При выходе изменений температуры за пределы выносливости организмов происходит их массовая гибель, т.к. происходит свертывание белка и разрушение ферментов. Так, с переходом через 50-60°С, как правило, створаживается простокваша, сваривается белок яйца, погибает камбий у растений.

Вопрос 2. Опишите действие высоких и низких температур на организмы. Каков температурный диапазон активной жизни на Земле? Чем обусловлены его пределы?

Ответ. Чрезмерное повышение температуры окружающей среды вызывает гибель организмов вследствие тепловой денатурации белковых молекул, нарушения деятельности жизненно важных ферментов, резкого усиления процессов гидролиза органических веществ, их окисления и др. С другой стороны, заметное снижение температуры ниже О °С может вызвать гибель клеток и всего организма вследствие образования из молекул воды кристаллов льда и разрушения клеточных мембран.

Среди организмов, способных существовать при очень высоких температурах, следует назвать, прежде всего, бактерии и некоторые термофильные водоросли, например из рода Осциллатория, которые могут жить в горячих источниках с температурой +85...+87 °С. Успешно переносят высокие температуры (+65...+80 °С) накипные лишайники, семена и вегетативные органы пустынных растений (саксаул, верблюжья колючка, тюльпан), находящиеся в верхнем слое раскалённой почвы. Существует немало видов животных и растений, выдерживающих минусовые температуры. Полярные воды с температурой от 0 до -2 °С населены разнообразными микроскопическими водорослями, червями, моллюсками, рачками, рыбами, ластоногими млекопитающими, жизненный цикл которых происходит в таких температурных условиях.

Значительно большие приспособительные возможности существуют у организмов по отношению к периодически повторяющимся сезонным изменениям – более низким температурам зимнего времени года. Многие растения и животные при соответствующей подготовке успешно переносят в состоянии глубокого покоя или анабиоза (от греч. anabiosis – оживление, возвращение к жизни) предельно низкие температуры на нашей планете до -70 °С (Якутия, Антарктида). В лабораторных экспериментах пыльца, споры растений, черви – коловратки, цисты простейших, сперматозоиды после обезвоживания или помещения в растворы специальных защитных веществ – криопротекторов – выдерживают температуры, близкие к абсолютному нулю (-273,16 °С).

Вопрос 3. Что такое пойкилотермия и гомойотермия? Как пойкилотермные и гомойотермные организмы приспособлены к колебаниям температуры? Приведите примеры.

Ответ. Жизнедеятельность многих организмов, их активность зависят главным образом от тепла, поступающего в организм извне, а температура тела – от значений температуры окружающей среды и энергетического баланса (соотношения поглощённого и отданного телом тепла). Такие организмы называют пойкилотермными (от греч. poikilos – различный, переменчивый и terme – тепло). Пойкилотермия, или холоднокровность, свойственна микроорганизмам, растениям, беспозвоночным животным, рыбам, земноводным и пресмыкающимся.

У представителей высших позвоночных животных – птиц и млекопитающих – тепло, вырабатываемое как продукт биохимических реакций, служит существенным источником повышения температуры тела и поддержания её на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Такие организмы называют гомойотермными (от греч. homoios – одинаковый и terme – тепло). Гомойотермия, или теплокровность, даёт возможность организмам вести активную жизнь и даже размножаться при температуре ниже нуля (северный олень, белый медведь, ластоногие, пингвины). Поддержание и сохранение высокой температуры тела у теплокровных организмов осуществляется благодаря активному обмену веществ, обеспечивающему высокий уровень теплопродукции, и хорошей тепловой изоляции, создаваемой густым волосяным покровом, плотным оперением или толстым слоем подкожного жира, препятствующим теплоотдаче

Вопрос 4. Какие организмы называют эвритермными и стенотермными? На какие группы разделяют стенотермные организмы? Приведите примеры таких организмов.

Ответ. Для каждого организма характерна своя оптимальная для жизнедеятельности температура окружающей среды и свои пределы выносливости её колебаний. Выше зоны оптимальной температуры находится зона временного теплового оцепенения организма, а за ней – зона продолжительной бездеятельности или летней спячки, граничащая с зоной смертельно высокой температуры. Ниже зоны оптимальной температуры находятся зоны холодового оцепенения, зимней бездеятельности или спячки, и смертельно низкой температуры.

Эвритермные организмы (волк, сокол-сапсан, сосна, лиственница, плесневые грибы, большинство бактерий) способны переносить колебания температуры в широких пределах. Стенотермные организмы живут в условиях довольно узких пределов перепада температуры и, в свою очередь, подразделяются на теплолюбивые (львы, туканы, крокодилы, кораллы, медузы, орхидеи, чайный куст, кофе) и холодолюбивые (белый медведь, кедровый стланик, лишайник ягель) организмы.

Вопрос 5. В чём проявляются приспособления растений умеренного и холодного пояса к действию низких температур в зимнее время года? Приведите примеры.

Ответ. В условиях умеренного и холодного пояса температурные приспособления растений проявляются в зимостойкости, морозоустойчивости и состоянии покоя. Зимостойкостью называют устойчивость растений к действию неблагоприятных факторов зимнего периода – чередованию морозов и оттепелей, образованию ледяной корки, вымоканию и др. Зимостойкие растения осенью сбрасывают листья, а их почки защищены почечными чешуями. Морозоустойчивость проявляется на уровне клеток и тканей растений в их способности переносить действие отрицательных температур. Например, у яблони, озимых злаков и подснежников, благодаря накоплению в клетках углеводов, образование льда из свободной воды происходит при более низкой температуре, чем у неморозоустойчивых растений.

Состояние покоя характеризуется прекращением роста и снижением процессов жизнедеятельности растения. Однолетние растения проходят это состояние на стадии семени. У многолетних растений в клетках образуются особые вещества – ингибиторы, которые в период покоя препятствуют росту растения даже при искусственно созданных благоприятных температурных условиях или во время случайных осенних и зимних потеплений. Это имеет приспособительное значение.

Вопрос 6. Каковы приспособления животных к действию высоких и низких температур? Приведите примеры. Какое значение это имеет для организмов?

Ответ. Температурные приспособления животных разнообразны. Химическая терморегуляция изменяет уровень теплопродукции в организме. Например, дятел зимой переходит на питание семенами ели, содержащими масла, богатыми энергией. Физическая терморегуляция обеспечивает изменение уровня теплоотдачи организма. Так, гренландский тюлень имеет теплозащитный покров в виде толстого слоя жира и плотного меха, а африканский слон – большие ушные раковины с густой сетью капилляров, что способствует теплоотдаче. Поведенческая терморегуляция проявляется в способности организмов выходить из действия неблагоприятного температурного фактора. Например, ящерица агама, спасаясь от нагретого песка, залезает на ветви пустынных кустарников и деревьев.

Вопрос 7. Один из исследователей с несколькими друзьями и собакой без вреда для здоровья провели 45 мин в сухой камере при температуре +126°С, в то время как кусок мяса, взятый в камеру, оказался сваренным. Объясните результаты эксперимента.

Ответ. Млекопитающие с помощью механизмов терморегуляции – теплоизлучения и испарения пота с поверхности тела – способны поддерживать постоянную температуру тела. Эффективным механизмом регуляции теплообмена служит испарение воды путем потоотделения или через влажные слизистые оболочки полости рта и верхних дыхательных путей. Способность к образованию пота у разных видов различна. Человек при сильной жаре может выделить до 12 л пота в день, рассеивая тепло в десятикратном количестве по сравнению с нормой. Выделяемая вода, естественно, должна возмещаться через питье. У некоторых животных испарение идет только через слизистые оболочки рта. У собаки, для которой одышку – основной способ испарительной терморегуляции, частота дыхания при этом доходит до 300–400 вдохов в минуту.

resheba.com

Животные пойкилотермные

Пойкилотермные, или холоднокровные, организмы имеют непостоянную температуру тела. Повышение температуры окружающей среды вызывает у них сильное ускорение всех физиологических процессов, изменяет активность поведения. Так, ящерицы предпочитают температурную зону около +37 °С. С повышением температуры ускоряется развитие некоторых животных. Так, например, при +26 °С у гусеницы бабочки-капустницы период от выхода из яйца до окукливания продолжается 10—11 дней, а при +10 °С он увеличивается до 100 дней, т. е. в 10 раз.[ ...]

Пойкилотермные организмы — организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды (микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные).[ ...]

Пойкилотермные животные (от греч. — различный и тепло) — холоднокровные животные с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды. К ним относятся все беспозвоночные, а из позвоночных — рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Их температура тела, как правило, выше температуры внешней среды на 1—2°С или равна ей. При повышении или понижении температуры среды за пределы оптимальных величин эти организмы впадают в оцепенение или гибнут. Отсутствие совершенных терморегуляционных механизмов у пойкилотермных животных обусловлено относительно слабым развитием нервной системы и низким уровнем обмена веществ по сравнению с гомойотермны-ми организмами.[ ...]

К пойкилотермным (от греч. poikilos — изменчивый, меняющийся) организмам относят все таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных — птиц и млекопитающих. Название подчеркивает одно из наиболее заметных свойств представителей этой группы: неустойчивость температуры их тела, меняющейся в широких пределах в зависимости от изменений температуры окружающей среды.[ ...]

У животных зависимость от температуры весьма заметно выражена в изменениях активности, которая отражает суммарную реакцию организма и у пойкилотермных форм самым существенным образом зависит от температурных условий. Хорошо известно, что насекомые, ящерицы и многие другие животные наиболее подвижны в теплое время суток и в теплые дни, тогда как при прохладной погоде они становятся вялыми, малоподвижными. Начало их активной деятельности определяется скоростью разогревания организма, зависящей от температуры среды и от прямого солнечного облучения. Уровень под вижности активных животных в принципе также связан с окружающей температурой, хотя у наиболее активных форм эта связь может «маскироваться» эндогенной теплопродукцией, связанной с работой мускулатуры.[ ...]

У пойкилотермных животных переживание низких температур также связано с процессами, предотвращающими замерзание воды в теле. Рассмотрим пример с насекомыми.[ ...]

У пойкилотермных животных стабильный тип температурной адаптации представлен в виде «настройки» температурного оптимума деятельности ферментов и уровня теплоустойчивости тканей. Это выражено, в частности, в виде температурной компенсации, при которой общий уровень обмена у особей, адаптированных к более низким температурам, оказывается выше, чем у адаптированных к более высоким (см. рис. 4.9). На этом фоне сохраняется эффективность функциональной реакции на действие конкретных температур.[ ...]

У пойкилотермных животных (амфибий, моллюсков и др.) температурные границы активации и уровень теплоустойчивости спермиев являются определенной видовой характеристикой и, подобно теплоустойчивости соматических «леток и клеточных белков, в известной мере скоррелированы с температурными условиями обитания, т. е. со степенью теплолюбивое™ вида (Свинкин, 1959, 1961; Андронников, 1963, 1964).[ ...]

Среди пойкилотермных животных некоторые также способны к терморегуляции при определенных условиях. Шмели, бражники, крупные вараны, отдельные виды рыб, например, тунцы, могут повышать температуру тела в периоды высокой мышечной активности.[ ...]

Многие животные к зиме накапливают жир, и подкожный жировой слой обеспечивает теплоизоляцию. У ряда животных в выступающих или поверхностных частях тела (лапы некоторых птиц, ласты китов) есть замечательное приспособление под названием «чудесная сеть». Это сплетение сосудов, в котором вены тесно прижаты к артериям. Кровь, текущая по артериям, отдает тепло венам, оно возвращается к телу, а артериальная кровь поступает в конечности охлажденной. Конечности, по существу, пойкилотермны, зато температуру остального тела можно поддерживать с меньшими затратами энергии. На основе физиологических процессов многие организмы способны в определенных пределах менять температуру своего тела. Эта способность называется терморегуляцией. Как правило, терморегуляция сводится к тому, что температура тела поддерживается на более постоянном уровне по сравнению с температурой окружающей среды. Особенно совершенны механизмы терморегуляции у эндотермных животных. Как уже было отмечено ранее, эн-дотермные животные способны вырабатывать достаточное количество тепла и регулировать теплоотдачу, поэтому равенство прихода и расхода тепла сохраняется (рис. 4.21).[ ...]

Водные животные большей частью пойкилотермны. У го-мойотермных животных, например, у китообразных, ластоногих образуется значительный слой подкожного жира, который выполняет теплоизоляционную функцию.[ ...]

У многих животных суточная периодичность не сопровождается существенными отклонениями физиологических функций, а проявляется в основном изменениями двигательной активности, например, у грызунов. Наиболее четко физиологические сдвиги в течение суток можно проследить у летучих мышей. В период дневного покоя летом многие из летучих мышей ведут себя, как пойкилотермные животные. Температура их тела в это время практически совпадает с температурой среды. Пульс, дыхание, возбудимость органов чувств резко понижены. Для взлета потревоженная летучая мышь долго разогревается за счет химической теплопродукции. Вечером и ночью — это типичные гомойотер-мные млекопитающие с высокой температурой тела, активными и точными движениями, быстрой реакцией на добычу и врагов.[ ...]

Но в жизни животных гораздо большее значение имеют физиологические адаптации, простейшей из которых является акклиматизация — физиологическое приспособление к перенесению жары или холода. Например, борьба с перегревом путем увеличения испарения, борьба с охлаждением у пойкилотермных животных путем частичного обезвоживания своего тела или накопления специальных веществ, понижающих точку замерзания, у гомойотермных — за счет изменения обмена веществ.[ ...]

Многие виды животных способны или неспособны к собственной терморегуляции, т. е. поддерживать постоянную температуру. По этому признаку их делят на пойкилотермных (от греч. poikiloi — различный, переменный и therme — жар) и гомойотермных (от греч. homoios — равный и therme — жар). Первым присуща непостоянная температура, тогда как вторым — постоянная. Гомойотермны-ми являются млекопитающие и некоторые виды птиц. Они способны к терморегуляции, которая обеспечивается физическими и химическими путями. Физическая терморегуляция осуществляется за счет накапливания подкожного жирового слоя, ведущего к сохранению тепла, или за счет учащенного дыхания. Химический путь терморегуляции заключается в потоотделении. Пойкилотермными являются все организмы, кроме млекопитающих и нескольких видов птиц. Температура их тела приближается к температуре среды. Лишь некоторые виды этих животных способны к изменению температуры своего тела, притом в определенных условиях. Например, этой способностью обладают тунцы. Важным для пойкилотермных организмов является то, что повышение температуры их тела происходит, когда увеличивается их активность, их обмен веществ.[ ...]

Гомойотермные животные (теплокровные организмы) — животные, температура которых более или менее постоянна и, как правило, не зависит от температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие и птицы, у которых постоянство температуры связано с более высоким по сравнению с пойкилотермны-ми организмами уровнем обмена веществ. Кроме того, у них существует термоизоляционный слой (оперение, мех, жир). Температура их относительна высокая: у млекопитающих она составляет 36—37°С, а у птиц в состоянии покоя — до 40—41 °С.[ ...]

Способность растений, животных и микроорганизмов переносить как низкие, так и высокие температуры повышается при обезвоживании тканей1, и этот путь адаптации широко используется представителями разных таксонов. В опытах обезвоженные коловратки переносили замораживание при температуре —190°С; высыхание — обычный для этой группы животных способ перенесения неблагоприятных по температуре и влажности сезонов. У многих пойкилотермных животных содержание воды в теле меняется сезонно, повышая холодостойкость в зимнее время. Особенно ярко это выражено у видов, подверженных зимой прямому действию низких температур, например у жуков -ксилофагов, зимующих в стволах деревьев. У видов, обитающих в менее жестких условиях, не столь отчетливо выражены и сезонные колебания содержания воды в тканях и соответственно холодостойкости (табл. 4.1, рис. 4.7).[ ...]

У исследованных морских животных кривая зависимости интенсивности движения хвостов у спермиев от температуры сходна с соответствующими кривыми, полученными для других групп организмов. Это доказывает общность реакций, которые лежат в основе механизма движения спермиев животных. Однако реакция спермиев морских пойкилотермных животных на изменение температуры окружающей среды имеет свои особенности. Как .показали исследования прохождения волн сокращения вдоль хвостовой нити у спермиев морских ежей и некоторых других морских организмов (Holwill, 1969), нарушение линейной зависимости частоты биения жгутиков наблюдается у них при более низкой температуре, чем у реснитчатого эпителия и хвостовых нитей спермиев гомойотерм-ных животных (Holwill, Silvester, 1967). Нарушение нормального хода кривой связано, видимо, с денатурацией энзима, который участвует в реакции, поставляющей энергию для процесса изгибания хвостовых нитей.[ ...]

Адаптационные процессы у животных по отношению к температуре привели к появлению пойкилотермных и гомойотермных животных. Подавляющее большинство животных являются пойки-лотермными, т. е. температура их собственного тела меняется с изменением температуры окружающей среды: земноводные, пресмыкающиеся, насекомые и др. Значительно меньшая часть животных — гомойотермные, т. е. имеют постоянную температуру тела, независящую от температуры внешней среды: млекопитающие (в том числе и человек), имеющие температуру тела 36—37 °С, и птицы с температурой тела 40 °С.[ ...]

Общий характер активности животных в большинстве случаев определяется такими условиями, как тип питания, взаимоотношения с хищниками и конкурентами, суточные изменения комплекса абиотических факторов и т. п. Так, суточная активность пойкилотермных животных во многом определяется режимом температуры среды; у амфибий — сочетанием температуры и влажности. Среди грызунов виды, поедающие грубые, богатые клетчаткой корма, отличаются, как правило, круглосуточной активностью. Семеноядные же формы, употребляющие более концентрированную пищу, имеют возможность приурочить время ее добывания к ночному периоду, когда слабее пресс хищников. Особенно ярко это выражено у обитателей открытых пространств степей и пустынь.[ ...]

Так как насекомые являются пойкилотермными животными, и температура их тела в очень большой степени зависит от температуры окружающей среды, а все-процессы обмена веществ между организмом и средой протекают при различной температуре с разной скоростью, влияние температурного фактора среды в жизни насекомых имеет очень большое значение, гораздо большее, чем для теплокровных животных.[ ...]

Таким образом, в отличие от пойкилотермных организмов гомой-отермные животные строят свой теплообмен на базе собственной теплопродукции. Комплекс специфических механизмов активной терморегуляции контролируется на уровне целого организма и делает внутренние процессы независимыми от колебаний внешней температуры. В результате температурный диапазон активной жизнедеятельности практически совпадает с диапазоном переносимых (от нижнего до верхнего порогов жизни) температур.[ ...]

В эксперименте способность пойкилотермных животных к выбору оптимальных температур отчетливо демонстрируется в приборах, где создается градиент температур. Опыты с рыбами, рептилиями, насекомыми и другими животными показывают специфичность предпочитаемых температур для отдельных видов и популяций. При этом отличия предпочитаемых температур хорошо коррелируют с разницей температурных условий в естественных местообитаниях, показывая совпадение поведенческих реакций с «настройкой» физиологических механизмов температурных адаптаций.[ ...]

Если оцепенению подвергаются пойкилотермные, то зимняя и летняя спячка присуща гомойотермным животным, физиологические и молекулярные механизмы которой отличаются от оцепенения. Внешние проявления их одинаковы: снижение температуры тела почти до температуры окружающей среды (только при зимней спячке, при летней этого нет) и интенсивности обмена веществ (в 10 — 15 раз), сдвиг реакции внутренней среды организма в щелочную сторону, уменьшение возбудимости дыхательного центра и урежение дыхания до 1 вдоха за 2.5 мин; резко падает и частота сердечных сокращений (например, у летучих мышей с 420 до 16 ударов/мин). Причина этого — в возрастании тонуса парасимпатической нервной системы и уменьшении возбудимости симпатической. Самое же главное, что при зимней спячке выключается система терморегуляции. Причинами этого являются падение активности щитовидной железы и снижение содержания в крови тиреогормонов. Гомойотермные животные становятся как бы пойкилотермными.[ ...]

Если оцепенению подвергаются пойкилотермные, то зимняя и летняя спячка присуща гомойотермным животным, физиологические и молекулярные механизмы которой отличаются от оцепенения. Внешние проявления их одинаковы: снижение температуры тела почти до температуры окружающей среды (только при зимней спячке, при летней этого нет) и интенсивности обмена веществ (в 10 — 15 раз), сдвиг реакции внутренней среды организма в щелочную сторону, уменьшение возбудимости дыхательного центра и урежение дыхания до 1 вдоха за 2.5 мин; резко падает и частота сердечных сокращений (например, у летучих мышей с 420 до 16 ударов/мин). Причина этого — в возрастании тонуса парасимпатической нервной системы и уменьшении возбудимости симпатической. Самое же главное, что при зимней спячке выключается система терморегуляции. Причинами этого являются падение активности щитовидной железы и снижение содержания в крови тиреогормонов. Гомойотермные животные становятся как бы пойкилотермными.[ ...]

Мы уже знаем, что гомойотермные животные могут поддерживать температуру тела в гораздо большем диапазоне температур, чем пойкилотермные (см. рис. 3), однако те и другие гибнут при примерно одинаковых чрезмерно высоких или чрезмерно низких температурах (в первом случае — от коагуляции белков, а во втором — вследствие замерзания внутриклеточной воды с образованием кристаллов льда). Но пока этого не произошло, пока температура не достигла критических значений, организм борется за поддержание ее па нормальном или хотя бы на близком к нормальному уровне. Естественно, что в полной мере это свойственно гомойотермным организмам, обладающим терморегуляцией, способным в зависимости от условий усиливать или ослаблять как теплопродукцию, так и теплоотдачу. Теплоотдача — процесс чисто физиологический, он происходит на органном и организменном уровнях, а в основе теплопродукции лежат и физиологические, и химические, и молекулярные механизмы. Прежде всего это озноб, холодовая дрожь, т. е. мелкие сокращения скелетных мышц с низким коэффициентом полезного действия и повышенным образованием тепла. Этот механизм организм включает автоматически, рефлекторно. Эффект его может быть повышен активной произвольной мышечной деятельностью, также усиливающей теплообразование. Не случайно, чтобы согреться, мы прибегаем к движению.[ ...]

См. Гвтеротермные, гомойотермные, пойкилотермные животные.[ ...]

Процесс становления репродуктивной системы у животных и человека связан с существенными физиологическими перестройками организма, как известно, нередко сопровождающимися временными нарушениями ритма сердечной деятельности и другими функциональными расстройствами. Если учесть особую значимость термального режима в жизни пойкилотермных животных, то приведенные материалы, показывающие наличие глубоких преобразований температурных требований волжского леща в период полового созревания, позволяют рассматривать этот период в качестве одной из критических фаз в процессе онтогенеза, когда давление отбора на популяцию существенно возрастает.[ ...]

К числу важнейших термоадаптационных характеристик пойкилотермных животных относятся показатели устойчивости, связанные с представлениями о зонах толерантности и резистентности, и показатели, отражающие оптимальные режимы функционирования системы. В зоне толерантности, характеризующейся значительным сроком жизни, как правило, располагаются одна, две, а возможно и большее число самопроизвольно выбираемых рыбами оптимальных температурных областей. При этих температурах достигается наилучшая координация между большинством физиологобиохимических процессов организма, обнаруживающая, по нашему мнению, глубокую аналогию с принятым в физике понятием дальнего порядка [57]. Оптимальные состояния живых организмов характеризуются наличием локальных экстремумов ряда интегральных параметров (функционалов), например, таких, как разница между общим и основным обменом и т. п., что позволяет рассматривать эти стационарные состояния устойчивого неравновесия как инвариантные, т. е. качественно подобные. В этом смысле появление у некоторых видов рыб множественности оптимальных температурных уровней способствует расширению диапазона гомеостатирования существенных физиологических параметров организма.[ ...]

Адаптация к устойчивым температурам сопровождается у пойкилотермных животных компенсаторными изменениями уровня метаболизма, которые нормализуют жизненные функции в соответствующих режимах температур. Такие адаптации выявляются при сравнении близких видов, географических популяций одного вида и сезонных состояний особей одной популяции. Общая закономерность адаптивных сдвигов обмена состоит в том, что у животных, адаптированных к более низкой температуре, уровень метаболизма выше, чем у приспособленных к более высокой (рис. 4.8). Это относится как к общему уровню обмена, так я к отдельным биохимическим реакциям. Показано, например, что уровень и реактивность на температурные изменения амилрлитической активности экстракта поджелудочной железы остромордых лягушек отличается у разных географических популяций этого вида. Если активность при 35°С принять за 100 %, то при 5°С у лягушек из популяции п-ва Ямал активность составит 53,7, а в популяции из окрестностей г. Екатеринбурга — только 35 %.[ ...]

Так же, как на растениях, погодные условия отражаются на пойкилотермных животных, а гомойотермные отвечают на это изменениями в своем поведении: изменяются сроки гнездования, миграции и др.[ ...]

Адаптации к температуре. Для растений, грибов, большинства животных и для клеток и тканей всех без исключения живых существ кривые зависимости уровня обмена веществ, скорости роста, активности и других физиологических процессов от температуры тела имеют /1-образный вид с максимумами в области от 25 до 40° и с крайними точками около 0° и в области 40—50°С (рис. 4.10). Восходящая ветвь кривой близка к экспоненте, нисходящая — к обратной экспоненте. При этом во всем интервале изменений термической обстановки температура тела мало (на уровне десятых долей или не более 1—2 градусов) отличается от температуры среды. Эти организмы могут быть обозначены как пойкилотермные, или эктотермные, т.е. подчиненные внешней температуре.[ ...]

Активную жизнь при температуре ниже нуля могут вести только гомойотермные животные. Пойкилотермные хотя выдерживают температуру значительно ниже нуля, но при этом теряют подвижность. Температура порядка +40 °С, т. е. даже ниже температуры свертывания белка, для большинства животных предельна.[ ...]

Если проанализировать круг вопросов, касающихся адаптации холоднокровных животных к температуре [1, 10, 20, 23, 32, 36, 53, 58, 69, 72, 78, 87], то понятие термо-адаптации в наиболее общем: виде, очевидно, можно сформулировать так. Термоадаптация — это- комплекс процессов и механизмов поведенческого, физиологического, биохимического и генетического характера, которые обеспечивают пойкилотермным организмам устойчивое функционирование (сохранение целостности структурно-функциональной организации системы) в определенных температурных интервалах и промежутках времени и направлены на частичную компенсацию скоростей метаболических процессов в меняющихся температурных условиях среды обитания животных.[ ...]

Спячка летняя (эстивация) — неактивное состояние, подобное сну (летний покой) некоторых животных (грызунов) в аридных районах, помогающее им пережить сухой и жаркий период года. Сюда также можно отнести летнее оцепенение пойкилотермных животных (клещей, некоторых насекомых и др.).[ ...]

Беспозвоночные, рыбы, амфибии и рептилии лишены способности поддерживать температуру тела в узких границах. Их называют пойкилотермными (от греч. р кПов — разный). Данных животных часто называют также эктотермными, так как они больше зависят от тепла, поступающего извне, чем от того тепла, которое образуется в обменных процессах. Характерна низкая интенсивность обмена и отсутствие механизма сохранения тепла. Раньше этих животных обычно называли холодокров-ными, но этот термин неточен и может вводить в заблуждение.[ ...]

ГОМЕОСТАЗ ЛАНДШАФТА способность ландшафта сохранять в основных чертах свою структуру и характер связей между элементами несмотря на внешние воздействия [57]. ГОМОЙОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ [от гр. Иотоюз — подобный, одинаковый и (Иегтз — тепло], теплокровные животные — животные, температура тела которых поддерживается постоянной вне зависимости от температуры окружающей среды за счет энергии, высвобождаемой в процессе метаболизма (птицы и млекопитающие).[ ...]

Гомеостаз — способность биологических систем — организма, популяции и экосистем — противостоять изменениям и сохранять равновесие. Исходя из кибернетической природы экосистем — гомеостатический механизм — это обратная связь. Например, у пойкилотермных животных изменение температуры тела регулируется специальным центром в мозге, куда постоянно поступает сигнал обратной связи, содержащий данные об отклонении от нормы, а от центра поступает сигнал, возвращающий температуру к норме. В механических системах аналогичный механизм называют сервомеханизмом, например, термостат управляет печью.[ ...]

Существуют различные мнения о степени дискретности принципов пойкилотермии и гомойотермии. Ряд ученых исходят из того, что разделение живых организмов на эти две группы необоснованно и имеет чисто количественный характер (G. Whittow, 1970). Фактически пойкилотермия и гомойотермия — просто экстремумы в непрерывном ряду термальных реакций, определяющих использование разных ниш» (R. Hill, 1976). Заметим, кстати, что оба эти подхода рассматривают пойкилотермию и гомойстгермию только по отношению к животным; расширение круга пойкилотермных организмов существенно ослабляет эти позиции.[ ...]

К поведенческим способам относятся перемещение в более влажные места, периодическое посещение водопоя, переход к ночному образу жизни, и др. К морфологическим адаптациям — приспособления, задерживающие воду в теле: раковины наземных улиток, роговые покровы у рептилий и др. Физиологические приспособления направлены на образование метаболической воды, являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться без питьевой воды. Она широко используется насекомыми и часто такими животными, как,верблюд, овца, собака, которые могут выдержать потерю воды в количестве, соответственно, 27, 23 и 17%. Человек погибает уже при 10%-ной потере воды. Пойкилотермные животные более выносливы, так как им не приходится использовать воду на охлаждение, как теплокровным.[ ...]

Рассмотрим теперь, как меняется реакция организмов на экологические факторы в астрономическом времени. Следует заметить, что обе временные зависимости - возрастная и астрономическая — могут быть тесно связаны друг с другом, особенно у организмов с коротким жизненным циклом. Прежде всего проанализируем сезонную динамику реакции видов. Сезонная периодичность относится к числу наиболее общих явлений в природе; она ярко выражена в умеренных и северных широтах. Ведущее значение для сезонной периодичности имеет годовой ход температуры, она же определяет чередование стадий покоя и активности. Состояние зимнего покоя характерно для многих видов животных и растений, но особенно хорошо оно выражено у организмов, не способных поддерживать высокую температуру своего тела, т. е. у растений, всех беспозвоночных животных и низших позвоночных (рыбы, амфибии, рептилии). Эти группы животных называются пойкилотермными (в противоположность гомойотермным, или теплокровным).[ ...]

ru-ecology.info

Значение температуры для организмов. Правило Вант-Гоффа и его применимость к биохимическим реакциям.

Любой организм способен жить только в пределах определенного интервала температур: особи вида погибают при слишком высоких либо слишком низких температурах. Где-то внутри этого интервала температурные условия наиболее благоприятны для существования данного организма, его жизненные функции осуществляются наиболее активно. По мере того как температура приближается к границам интервала, скорость жизненных процессов замедляется и, наконец, они вовсе прекращаются ― организм погибает. Пределы температурной выносливости у разных организмов различны. Существуют виды, способные выносить колебания температуры в широких пределах. (Лишайники). Среди животных наибольшим диапазоном температурной выносливости характеризуются теплокровные. Но есть и такие виды, которые могут жить только в более или менее узких температурных пределах. Сюда относятся многие тропические растения, как, например, орхидеи.

В наземно-воздушной среде и даже во многих участках водной среды температура не остается постоянной и может сильно варьировать в зависимости от сезона года или от времени суток. В тропических областях годовые колебания температуры могут быть даже менее заметны, чем суточные. И, наоборот, в умеренных областях температура значительно различается в разные времена года. Животные и растения вынуждены приспосабливаться к неблагоприятному, зимнему сезону, в течение которого активная жизнь затруднена или просто невозможна. В холодном периоде с неблагоприятными температурными условиями в жизни многих организмов как бы наступает пауза: спячка у млекопитающих, сбрасывание листвы у растений и т. д. Некоторые животные совершают длительные миграции в места с более подходящим климатом. На примере температуры видно, что этот фактор переносится организмом лишь в определённых пределах. Организм погибает, если температура среды слишком низкая или слишком высокая. В среде, где температура близка к этим крайним значениям, живые обитатели встречаются редко. Однако их число увеличивается по мере того, как температура приближается к среднему значению, которое является наилучшим (оптимальным) для данного вида.

Правило Вант-Гоффа — эмпирическое правило, позволяющее в первом приближении оценить влияние температуры на скорость химической реакции в небольшом температурном интервале). на основании множества экспериментов сформулировал следующее правило:

При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в 2 – 4 раза

Следует помнить, что правило Вант-Гоффа применимо только для реакций с энергией активации 60-120 кДж/моль в температурном диапазоне 10-400oC. Правилу Вант-Гоффа также не подчиняются реакции, в которых принимают участие громоздкие молекулы, например белки в биологических системах. Температурную зависимость скорости реакции более корректно описывает

Пойкилотермные и гомойотермные организмы.

В зависимости от способа терморегуляции выделяют две группы организмов: пойкилотермные и гомойо-термные.

Пойкилотермные организмы — организмы, температура тела которых непостоянна и и (меняется вместе с температурой окружающей среды. К ним относятся растения, грибы, беспозвоночные животные, рыбы, земноводные и пресмыкающиеся.

Гомойотермные организмы — организмы, способные поддерживать относительно постоянную температуру тела при изменении температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие. Гомойотермные организмы способны сохранять активность в широком диапазоне температур, тогда как пойкилотермные организмы впадают в оцепенение при низких температурах, а некоторые обитатели пустынь — и при высоких температурах. Гомойотермные животные имеют преимущества в пространственном расселении по сравнению с пойкилотермными.

Известно, что некоторые виды млекопитающих и птиц способны впадать в оцепенение, внешне сходное с холодовым оцепенением пойкилотермных животных. При этом температура их тела снижается практически до уровня температуры окружающей среди. Нерегулярное оцепенение наблюдается у ласточек, стрижей, многих грызунов, некоторых сумчатых в связи с резким похолоданием, дождями или снегопадами. Сезонное оцепенение, которое принято называть зимней спячкой, характерно для сурков, сусликов, ежей, белок, летучих мышеи, бурых медведей.

Вышеназванные виды гетеротермных животных

Типы взаимоотношений между видами в сообществах.

Отношения могут быть как внутри-, так и межвидовые.

Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:

• Положительное (+) — один организм получает пользу за счёт другого.
• Отрицательное (−) — организму причиняется вред из-за другого.
• Нейтральное (0) — другой никак не влияет на организм.

Таким образом, возможны следующие варианты отношений между двумя организмами по типу влияния их друг на друга:

Симбиоз

Подразделяется на факультативный и облигатный.

Облигатный симбиоз— форма симбиоза, при которой в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике).Разновидностью облигатного симбиоза является:

Мутуализм— форма облигатного взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов.

Факультативный симбиоз, Протокооперация — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения)

Комменсализм — форма симбиоза, при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда. Подразделяется на:

• Квартирантство (синойкия) — один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему вреда.
• Нахлебничество — один организм питается остатками пищи другого.
• Сотрапезничество — оба вида потребляют разные вещества или части одной и той же пищи.
• Инквилинизм

Паразитизм — форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой. Паразитизм так же бывает облигатным, когда паразит не может существовать без хозяина (типичный пример — вирусы) и факультативным (вши, блохи, паразитические черви и т. д.).

Хищничество — явление, при котором один организм питается органами и тканями другого (при этом умерщвление жертвы не обязательно), при этом не наблюдается симбиотических отношений. Но в современной экологии часто используется общее понятие хищничества, в которое также входят паразитизм и растительноядность (фитофагия).

Нейтрализм — обе популяции не оказывают никакого воздействия друг на друга.

Антибиоз

Аменсализм— одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает ни отрицательного, ни положительного влияния. Типичный пример — высокие кроны деревьев, угнетающие рост низкорослых растений и мхов, за счет частичного перекрывания доступа солнечного света.

Аллелопатия — форма антибиоза, при которой организмы оказывают взаимно вредное влияние друг на друга, обусловленное их жизненными факторами (например, выделениями веществ). Встречается в основном у растений, мхов, грибов. При этом вредное влияние одного организма на другой не является необходимым для его жизнедеятельности и не приносит ему пользы.

Конкуренция — форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории. В этом случае вред, причиняемый одному организму приносит пользу другому, и наоборот

Читайте также:

lektsia.com

Температурный режим у животных (гомойотермные, пойкилотермные, гетеротермные)

По температурному режиму животные подразделяются на следующие группы: гомойотермные, пойкилотермные, гетеротермные.

Гомойотермные животные (от греч. homoios — сходный и therme — тепло) — теплокровные организмы, темпера­тура которых более или менее постоянна и не зависит от температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие и птицы. Постоянство температуры у этих животных связано с высоким уровнем обмена веществ. Кроме того, у них в организме существует тер­моизоляционный барьер: оперение у птиц, шерсть у животных, а также жировой слой. Температура тела у млекопитающих состав­ляет +36—38 °C, а у птиц +40—43 °C. И со­храняется на постоянном уровне вне зависи­мости от температуры воздуха. Например, температура тела песца +38 °C, а белой ку­ропатки +43 °C даже при сорокаградусном морозе, столь характерном для зоны арк­тических пустынь и тундры, где встречаются эти животные. И только у примитивных групп млекопитающих, например яйцекла­дущих (утконос, ехидна; рис. 151), терморегуляция несовершенна и температура их тела относительно непосто­янна.

Рис. 151. Млекопитаю­щие с непостоянной температурой тела: а — утконос; б — ехидна

Пойкилотермные животные (от греч. poikilos — различный и therme — тепло) — холоднокровные организмы с непостоянной темпе­ратурой тела, зависящей от температуры окружающей среды. К ним относятся все беспозвоночные, а также три класса позвоночных: рыбы, амфибии (земноводные; рис. 152) и рептилии (пресмыкающие­ся). Они имеют температуру тела всего на 1—2 °C выше температуры окружающей среды, а часто и равную ей. Повышение температуры окружающей среды вызывает у них резкое ускорение всех физиологи­ческих процессов, изменение активности поведения. Так, у гусеницы бабочки-капустницы период до стадии куколки сокращается в 10 раз при повышении температуры всего на 15 °C. Ящерицы предпочитают температуру тела +37 °C. При повышении или понижении температу­ры среды за пределы оптимальных значений пойкилотермные живот­ные впадают в оцепенение или гибнут. Например, у змей и ящериц при температуре воздуха выше +45 °C наступает оцепенение, а у амфи­бий при температуре воды ниже +4 °C — такое состояние покоя, при котором жизненные процессы крайне замедлены. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 152. Квакша обыкновенная

Рис. 153. Гремучая змея

Рис. 154. Бабочка

У некоторых змей, например у гремучей змеи (рис. 153) или пито­на, есть термолокаторы — небольшие ямки на голове с рецепторами под кожей, которые улавливают тепловое излучение потенциальных жертв даже тогда, когда их температура изменяется всего на 0,1 °C. Особенно точно эти рецепторы действуют, когда прохладно, поэтому змеи являются ночными хищниками.

Интенсивные мышечные нагрузки пойкилотермных организмов приводят к значительному повышению температуры тела. Так, у шме­лей, саранчи и бабочек (рис. 154) температура тела повышается до +35—40 °C во время полёта и быстро снижается до температуры возду­ха после прекращения полёта.

Гетеротермные животные (от греч. heteros — иной и therme — теп­ло) — организмы, которые имеют постоянную температуру тела в ак­тивном состоянии и непостоянную в период отдыха или оцепенения и спячки. К таким животным относятся медведи, барсуки, сурки, суслики, ежи и летучие мыши (рис. 155). Этот способ терморегуляции яв­ляется специальной формой адаптации, который обеспечивает опти­мальный уровень обмена веществ.

Рис. 155. Летучая мышь (а) и ёж (б)

• Адаптация теплокровные хладнокровные гетротемные

• Пойкилотермные животные презентация

• Уроки биологии пойкилотермные и гомойотермные организмы презентации

• Пойкилотермные организмы ёж ёрш елец ехидна утконос

• Утконос пойкилотермное животное

• Какова роль температуры в жизни животных?

• Перечислите группы, на которые делятся животные по температурному режиму.

• Назовите представителей гомойотермных, пойкилотермных и гетеротермных животных.

• Опишите механиз­мы, которые выработали гомойотермные, пойкилотермные и гетеротермные животные для жизни в неблагоприятных температур­ных условиях.

doklad-referat.ru

Смотрите также

• 
  Поглощение со2 растениями
• 
  Пиретрум описание растения
• 
  Пиканы растение википедия
• 
  Павлония растение фото
• Настические движения растений
• 
  Монеточник растение фото
• 
  Майнкрафт селекция растений
• 
  Лея растение фото
• 
  Лекарственные растения вишня
• 
  Ладанник растение самовозгорание
• 
  Комнатное растение скелетон