Гомойотермные организмы. Теплокровные животные. Пойкилотермные организмы. Пойкилотермные растения
Температура как экологический фактор
Температура как абиотический фактор среды В природе одним из важных лимитирующих факторов среды является температура. Влияние температуры на большинство организмов проявляется в регулировании биохимических и физиологических процессов жизнедеятельности. Температура может влиять на характер поведения и географическое распределение организмов. Для температурного фактора характерны широкие географические, сезонные и суточные колебания. Пределами толерантности для любого вида являются температуры, при которых наступает денатурация белков. Это приводит к потере активности ферментов и необратимому изменению коллоидных свойств цитоплазмы. Диапазон переносимых температур у разных видов сильно варьирует, но, как правило, находится в пределах от 0 до +50 °C. Пойкилотермные и гомойотермные организмы В зависимости от способа терморегуляции выделяют две группы организмов: пойкилотермные и гомойотермные.
Пойкилотермные организмы (от греч. poikilos — изменчивый, меняющийся, therme — тепло) — организмы, температура тела которых непостоянна и изменяется вместе с температурой окружающей среды. К ним относятся все растения, грибы, протисты, беспозвоночные животные, рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Гомойотермные организмы (от греч. homoios — одинаковый, сходный, therme — тепло) — организмы, способные поддерживать относительно постоянную температуру тела при изменении температуры окружающей среды. К ним относятся птицы и млекопитающие (в том числе человек). Гомойотермные организмы способны сохранять активность в широком диапазоне температур. Пойкило термные организмы впадают в оцепенение при низких температурах, а некоторые обитатели пустынь — и при высоких температурах. Всегда ли гомойотермные организмы поддерживают постоянную температуру тела? 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 среды. 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, летучих мышей, бурых медведей. Вышеназванные виды птиц и млекопитающих выделяют в отдельную группу гетеротермных животных (от греч. heteros — иной, другой, therme — тепло).
Адаптации растений к различным температурным условиям Жизнедеятельность растений в значительной степени зависит от температуры окружающей среды. По потребности к количеству тепла их разделяют на три экологические группы: теплолюбивые, мезотермные и холодостойкие. Теплолюбивые растения произрастают в тропическом, субтропическом поясах и хорошо прогреваемых местообитаниях умеренного пояса. У теплолюбивых растений выработались адаптации к действию высоких температур. Мезотермные и холодостойкие растения, населяющие умеренный и холодный пояса, вынуждены адаптироваться к низким температурам. Все адаптации растений к температуре можно разделить на три типа: биохимические, физиологические и морфологические. Биохимические адаптации При высокой температуре в цитоплазме клеток теплолюбивых растений увеличивается содержание защитных веществ (органических кислот, солей, слизи). Они препятствуют свертыванию цитоплазмы и нейтрализуют токсичные вещества.
У холодостойких растений при низких температурах происходит накопление углеводов (в основном глюкозы) в клеточном соке, что снижает точку замерзания воды. Физиологические адаптации Эффективной защитой растений от перегрева служит усиленная транспирация (испарение воды) благодаря большому количеству устьиц. У растений пустынь и степей короткий цикл развития позволяет избегать действия высоких температур. Вся вегетация у них происходит ранней весной. А летнюю жару они переживают в состоянии покоя. Однолетние растения, у которых состояние покоя проходит в виде семян, называют эфемерами (мак). Многолетники, переживающие неблагоприятный период в виде луковиц, клубней или корневищ, называют эфемероидами (тюльпан). Крайней мерой в борьбе с холодом или жарой является переход растений в состояние анабиоза (обратимая приостановка жизненных процессов) вследствие обезвоживания. Например, мхи и лишайники могут длительное время находиться в таком состоянии. Морфологические адаптации
Действие высоких температур на растения субтропического и тропического поясов снижается за счет усиления отражения солнечных лучей и уменьшения светопоглощающей поверхности. Повышению отражения солнечного света способствует светлая окраска листьев, их блестящая или опушенная поверхность. Уменьшение поглощения света достигается благодаря видоизменению листовых пластинок. Это могут быть колючки (кактусы) или мелкие (саксаул), рассеченные (пальмы), свернутые (ковыль) листья. Противодействует перегреву растений вертикальное по отношению к солнечным лучам расположение листьев. Изменение угла их наклона может происходить при повороте листовой пластинки. Адаптации у растений холодного климата проявляются в виде формирования карликовых жизненных форм (березы, ивы). Встречаются также стелющиеся (кедровый стланик, можжевельник туркестанский) и подушковидные (высокогорные и арктические растения-подушки) жизненные формы. Такие растения меньше подвержены воздействию ветра, лучше укрыты снегом зимой, полнее используют тепло почвы летом. Адаптации животных к различным температурным условиям Разнообразие адаптаций животных к неблагоприятным температурным условиям объясняется разными способами терморегуляции у пойкилотермных и гомойотермных организмов. Все адаптации животных по механизму действия разделяют на биохимические, физиологические, морфологические и поведенческие.
Биохимические адаптации У пойкилотермных животных при переохлаждении происходит накопление «биологических антифризов» (веществ, понижающих точку замерзания воды) в жидкостях тела. Такими веществами у рыб являются гликопротеиды, у насекомых — глицерин, высокие концентрации глюкозы. У арктических и антарктических рыб отмечается повышенное содержание ненасыщенных жирных кислот в составе жиров, что снижает температуру их затвердевания. У гомойотермных организмов борьба с переохлаждением происходит за счет повышения интенсивности обмена веществ. У млекопитающих усиливается расщепление особой жировой ткани (бурого жира). Она богата митохондриями и пронизана многочисленными кровеносными сосудами. Физиологические адаптации У пойкилотермных организмов регуляция теплообмена происходит благодаря особенностям строения кровеносной системы. Большое значение для терморегуляции у пойкилотермных животных имеет наличие артериовенозных «теплообменников». Сосуды, выходящие из мышц, тесно соприкасаются с сосудами, идущими от кожи. Кровь кожи согревает кровь мышц, и в глубь тела она поступает теплой. Отдав свое тепло, охлажденная мышечная кровь вновь направляется к поверхности тела. При увеличении температуры окружающей среды у ящериц, например, увеличивается скорость тока крови по сосудам.
При высоких температурах как у пойкилотермных, так и у гомойотермных организмов теплоотдача усиливается за счет испарения влаги с поверхности тела (потоотделение). Влага может испаряться через слизистые оболочки ротовой полости и верхние дыхательные пути (тепловая одышка и др.). В случае воздействия низких температур у животных может возникнуть мышечная дрожь. Они могут также впадать в спячку. У млекопитающих с короткой и редкой шерстью важную роль в терморегуляции играют сосудистые реакции. Расширение или сужение мелких поверхностных сосудов кожи усиливает или снижает теплоотдачу. Морфологические адаптации Уменьшению потерь тепла у организмов способствуют теплоизолирующие покровы. Пресмыкающиеся имеют роговой покров, птицы — перьевой, млекопитающие — волосяной. Сохранению тепла способствует подкожный жир, особенно выраженный у обитателей холодного климата (ластоногие и китообразные).
Поведенческие адаптации У пойкилотермных животных существует два типа поведенческих адаптаций. Это активный выбор мест с наиболее благоприятным температурным режимом и смена поз. В первом случае насекомые, пресмыкающиеся и земноводные активно отыскивают освещенные солнцем места. Получив необходимое количество тепла, животные перемещаются в тень или прячутся в норах и поддерживают температуру за счет мышечных сокращений. У водных животных перемещение происходит между мелководными, хорошо прогреваемыми зонами и более глубоководными прохладными участками. Смена поз позволяет изменять поверхность тела, прогреваемую солнечными лучами. Например, морские игуаны на Галапагосских островах рано утром или в пасмурную погоду принимают «распростертые» позы, всем телом прижимаясь к субстрату. Это обеспечивает максимальную поверхность обогрева солнцем. При перегреве они принимают «приподнятую» позу. Их грудь и передняя часть тела подняты над субстратом. Это уменьшает поверхность обогрева, и тело обдувается ветром. Для гомойотермных животных также характерно адаптивное поведение. Оно проявляется в виде выбора мест для защиты от холода или жары, сезонных миграций. Животные могут зарываться в снег, образовывать тесные скопления особей для снижения энергозатрат на терморегуляцию и т. д.
Температура может оказывать лимитирующее действие на организмы вследствие денатурации белков. Это приводит к потере активности ферментов и необратимому изменению коллоидных свойств цитоплазмы. В зависимости от способа терморегуляции организмы разделяют на пойкилотермные и гомойотермные. По отношению к разным температурным условиям среды у организмов выработались биохимические, физиологические, морфологические, а у животных еще и поведенческие адаптации. jbio.ru 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 – температураОсновой 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 классификацияГраницы 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 телаБаланс 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 ложныеНекоторые 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 ароморфозПоявление 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 температурВозможность 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 формыБиологи-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 терморегуляцииГомойотермные 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 терморегуляцияВ 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 терморегуляцииЭтот 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 ногиРазличные 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 теплообменПоведенческие 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 стратегияТорпидное 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 организмовСреди 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 минусыГлавное 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, особенности температурной адаптации
По принципиальным особенностям теплообмена различают пойкилотермныеи гомойотермные организмы.
Пойкилотермные организмы (от греч. poikilos - изменчивые, меняющиеся; terme - теплота) (хладнокровные) – организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды.
К ним относятся микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные (все организмы кроме птиц и млекопитающих). Температура их тела обычно на 1- 20С выше температуры окружающей среды или равна ей. Низкий уровень метаболизма, главный источник тепла – внешнее тепло.
При изменении температуры меняются также скоростьобменных процессов. У растений поглощение воды корнями уменьшается на 60-70% при понижении температуры от 20 до 0 °С. У животных и у растений повышение температуры вызывает усиление дыхания. От температуры зависит продолжительность развития. Для осуществления генетической программы развития пойкилотермным организмам необходимо получить извне определенное количество тепла. Это тепло измеряется суммой эффективных температур.
Эффективными температурами называют температуру выше того минимального значения, при котором процессы развития вообще возможны; эту пороговую величину называют биологическим нулем.
Семена растений обладают низким порогом развития (0 - + 1°С), икра щук 2-25°С.
Сумму эффективных температур рассчитывают по формуле:
STэф = (T-C)×n,
где Т – температура окружающей среды;
С – температурный порог развития;
n – число часов или дней с температурой, превышающей порог развития.
Знание суммы эффективных температур важно для прогнозов урожая, сроков вылета вредителей и т.д. Например, под Санкт-Петербургом, для зацветания мать-и-мачехи STэф=77°С, земляники - STэф=500°С, желтой акации - STэф=700°С. Яблоневая плодожорка в северной Украине при STэф=930°С дает одно поколение, а на юге, где STэф=1870°С возможны две-три генерации за лето.
За границами диапазона температур, при которых сохраняется активная жизнедеятельность, пойкилотермные организмы переходят в состояние оцепенения, понижается уровень обменных процессов. В пассивном состоянии диапаузы они могут переносить сильное повышение и понижение температуры долго без патологических последствий.
Основой температурной толерантности является тканевая устойчивость и сильное обезвоживание.
Температурные адаптации растений.Высшие растения умеренных поясов эвритермны. Растения дождевых тропических лесов и криофильные зеленые и диатомовые водоросли в полярных льдах и на снежных полях высокогорий стенотермны (от греч. stenos – узкий; не выносящий колебаний температурных условий среды). Растения тропических лесов погибают при температуре +5 … +8°С, а в сибирской тайге выдерживают полное промерзание (- 50 °С).
Основные пути адаптации к изменениям температур у растений – физиологические, морфологические перестройки.
По степени адаптации к холодувыделяют 3 группы растений:
· нехолодостойкие растения – повреждаются и гибнут при температурах близких к 0°С и выше; это тропические леса, водоросли теплых морей, некторые грибы.
· неморозостойкие растения – переносят низкие температуры, но гибнут при образовании льда; это субтропические растения.
· льдо- или морозоустойчивые растения – произрастают в местах с холодными зимами. Растения подготавливаются к холодной зиме: обезвоживание, накапливание криопротекторов – сахаров, аминокислот и др.
По степени адаптации к высоким температурам:
· нежаростойкие – повреждаются при температуре +30°С…+40°С. Это эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты;
· жаростойкие эукариоты – растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн), переносят нагревание до +50°С до 30 минут;
· жароустойчивые прокариоты – термофильные бактерии и некоторые сине-зеленые водоросли, живут в горячих источниках при температуре +85…+90°С;
· пирофиты – устойчивые к пожарам; растения саванн, чапарраля, имеют толстую корку, пропитанную огнеупорными веществами.
Общая адаптация при повышении температуры: охлаждение при испарении влаги - транспирация влаги через устьица, вертикальное расположение листьев к солнцу, гладкая отражающая листовая поверхность.
Температурные адаптации животных.Цикл развития большинства наземных животных умеренного пояса приспособлен к существованию холодных зим. В это время они пребывают в неактивном состоянии. В первую очередь это относится к насекомым, численно преобладающим в фауне всех континентов. Зимнее время они пережидают, находясь в неподвижном состоянии, остановившись в развитии, часто потеряв много воды. Диапауза может наступать у разных видов на разных стадиях развития – яйца, личинки, куколки и даже на стадии взрослой фазы.
Аналогичные формы сопротивления неблагоприятным условиям свойственны большинству беспозвоночных. Даже рыбы и амфибии могут проводить зиму в неподвижном состоянии, зарывшись в ил. Сходные явления наблюдаются в условиях тропического климата, с той лишь разницей, что животные проводят в состоянии замедленной жизни самое жаркое время года, которое обычно совпадает и с наибольшей сухостью.
Эстивация, или летняя спячка, широко распространена среди насекомых и рыб. Некоторые из них из-за высыхания естественной среды обитания попадают как бы в «ловушку». Многие тропические дождевые черви в сухое время года также впадают в эстивацию. Высыхание почвы для них не только неблагоприятно, но часто оказывается гибельным.
Переход в состояние оцепенения – адаптивная реакция: почти не функционирующий организм не подвергается повреждающим воздействием, не расходует энергию, что позволяет выжить при неблагоприятных условиях. При переходе в состояние оцепенения в организме происходят физиологические и биохимические изменения поэтапно, медленно.
Антарктические рыбы чувствительны к повышению температуры (погибают при + 6 °С), в тканях накапливаются биологический антифриз – гликопротеиды, которые понижают температуру замерзания воды в тканях. У растений накапливаются перед зимой сахара, АК, связывающие воду. Понижается вязкость протоплазмы и содержание Н2О. Это ведет к понижению температуры и замерзанию жидкости в клетках.
У насекомых накапливается глицерин в гемолимфе и тканях, что понижает точку переохлаждения до –27…–39 °С. Кристаллизация в клетках начинается лишь при – 60 °С.
Антифризы: глицерин, моносахара, белки, гликоген (криопротекторы), способствуют при низких температурах связывать воду.
Обезвоживание: обезвоживание коловратки до – 190 °С.
Терморегуляция при понижении температуры: за счет мускульной активности (летающие насекомые, змея вокруг кладки яиц, у пчел – общественная регуляция – трепетание крыльями, все вместе, у одиночных пчел повышение потребления О2. У животных – частое дыхание; черепахи – испарение слюны, которой они смачивают поверхность кожи головы, передних конечностей, обрызгивание мочой конец задних конечностей.
Адаптивное поведение: выбор места с наиболее благоприятным микроклиматом и смена позиций (из солнечных мест в тень). Краб, проявляя положительный фототаксис, выходит на мелководье (вода прогрета солнцем), в жаркое время уходит на глубину, скрывается в норах. Ящерица зарывается в песок.
infopedia.su 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 ПОЙКИЛОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ — Большая Медицинская Энциклопедия
ПОЙКИЛОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ (греч. poikilos пестрый, изменчивый + therme теплота) — животные, температура тела у к-рых непостоянна и в большинстве случаев зависит от температуры среды. К П. ж. относятся все простейшие и беспозвоночные животные, а из позвоночных— рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Название «холоднокровные» животные, часто применяемое в качестве синонима термина «пойкилотермные животные», неверно, т. к. большинство П. ж. переносят повышение температуры тела до 30—40° и активны в теплое время года, а некоторые обитатели тропических и экваториальных стран погибают при охлаждении ниже 30—25°. Для П. ж., обитающих в северных широтах и в зоне умеренного климата, типичны сезонные резкие изменения температуры тела: переход от активного состояния весной и летом к оцепенению или спячке (см. Зимняя спячка, Спячка) при охлаждении до 0°. Основное различие между пой-килотермными животными и животными с постоянной температурой тела (см. Гомойотермные животные) заключается в разной интенсивности процессов метаболизма, в т. ч. теплообразовании. В состоянии покоя у П. ж. температура тела изменяется соответственно изменениям температуры среды, отличаясь от нее на 1 — 2°. В состоянии активности температура тела у них значительно повышается. У гомойотермных животных температура тела практически не зависит от условий окружающей среды и степени активности животного. Это постоянство обеспечивается функционированием механизмов терморегуляции (см.). Большинству видов П. ж. свойственны такие особенности поведения и образа жизни, которые позволяют поддерживать температуру тела на оптимальном уровне; к ним относятся выбор мест с наиболее благоприятным микроклиматом, активность, размножение и развитие в определенные сезоны года и т. д. От годичного цикла жизни многих П. ж. (напр., клещей) зависят сезонные изменения их значения как хранителей и переносчиков возбудителей заболеваний человека и животных (клещевого энцефалита, чумы, туляремии, риккетсиозов, малярии, пироплазмозов). Вирус клещевого энцефалита, попавший в организм клеща от диких животных летом, сохраняется в нем в период долгого зимнего оцепенения, а весной может передаваться снова. Блохи, напившись крови грызунов, зараженных чумой, сохраняют ее возбудителей в норах и гнездах своих хозяев и весной могут способствовать развитию эпизоотий. См. также Температура тела. Библиография: Калабухов Н. И. Спячка животных, с. 17, 246, Харьков, 1956; Наумов Н. П. Экология животных, М., 1963, библиогр.; Проссер А. и Браун Ф. Сравнительная физиология животных, т. 1—2, М., 1967; С л о-н и м А. Д. Экологическая физиология животных, с. 168, М., 1971. Н. И. Калабухов. xn--90aw5c.xn--c1avg 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) |
 На этой странице материал по темам: Адаптация теплокровные хладнокровные гетротемныеПойкилотермные и гомойотермные животные презентацияБабочка гомойотермный организмТемпературный режим для животных9 класс биология..назови пойкилотермных животных, птиц гетеротермных видов
 Вопросы по этому материалу: 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
|
