Температура як екологічний фактор - Абіотичні фактори

Всі хімічні процеси, що протікають в організмі, залежать від температури. Зміни теплових умов, часто спостерігаються в природі, глибоко відбиваються на зростанні, розвитку та інших проявах життєдіяльності тварин і рослин. Розрізняють організми з непостійною температурою тіла - пойкілотермні і організми з постійною температурою тіла - гомойтермних. Пойкілотермні тварини цілком залежать від температури навколишнього середовища, тоді як гомойтермних здатні підтримувати постійну температуру тіла незалежно від змін температури навколишнього середовища. Переважна більшість наземних рослин і тварин у стані активної життєдіяльності не переносить негативної температури і гине. Верхній температурний межа життя неоднаковий для різних видів - рідко вище 40-45 о С. Деякі ціанобактерії і бактерії живуть при температурах 70-90 о С, в гарячих джерелах можуть жити і деякі молюски (до 53 о С). Для більшості наземних тварин і рослин оптимум температурних умов коливається в досить вузьких межах (15-30 о С). Верхній поріг температури життя визначається температурою згортання білків, оскільки необоротне згортання білків (порушення структури білків) виникає при температурі близько 60 o С.

Пойкілотермним організми в процесі еволюції виробили різні пристосування до мінливих температурних умов середовища. Головним джерелом надходження теплової енергії у пойкілотермних тварин - зовнішнє тепло. У пойкілотермних організмів виробилися різні пристосування до низької температури. Деякі тварини, наприклад, арктичні риби, що живуть постійно при температурі - 1,8 o С, містять в тканинної рідини речовини (глікопротеїди), що перешкоджають утворенню кристалів льоду в організмі; у комах накопичується для цих цілей гліцерин. Інші тварини, навпаки, збільшують теплопродукцию організму за рахунок активного скорочення мускулатури - так вони підвищують температуру тіла на кілька градусів. Треті регулюють свій теплообмін за рахунок обміну тепла між судинами кровоносної системи: судини, що виходять з м'язів, тісно стикаються з судинами, що йдуть від шкіри і несучими охолоджену кров (таке явище властиве холодноводних рибам). Адаптивна поведінка проявляється в тому, що багато комахи, рептилії і амфібії вибирають місця на сонці для обігріву або змінюють різні пози для збільшення поверхні обігріву.

У ряду холоднокровних тварин температура тіла може змінюватися в залежності від фізіологічного стану: наприклад, у літаючих комах внутрішня температура тіла може підніматися на 10-12 o С і більше внаслідок посиленої роботи м'язів. У громадських комах, особливо у бджіл, розвинувся ефективний спосіб підтримки температури шляхом колективної терморегуляції (увулику може підтримуватися температура 34-35 o С, необхідна для розвитку личинок).

Пойкілотермним тварини здатні пристосовуватися і до високих температур. Це відбувається також різними способами: тепловіддача може відбуватися за рахунок випаровування вологи з поверхні тіла або зі слизової верхніх дихальних шляхів, а також за рахунок підшкірної судинної регуляції (наприклад, у ящірок швидкість течії крові по судинах шкіри збільшується при підвищенні температури).

Найбільш досконала терморегуляція спостерігається у птахів і ссавців - гомойтермних тварин. У процесі еволюції вони набули здатність підтримувати постійну температуру тіла завдяки наявності чотирьохкамерного серця і однієї дуги аорти, що забезпечило повне розділення артеріального і венозного кровотоку; високого обміну речовин; пір'яного або волосяного покриву; регуляції тепловіддачі; добре розвиненою нервової системи придбали здатність до активного життя при різній температурі. У більшості птахів температура тіла трохи вище 40 o С, а у ссавців - трохи нижче. Дуже важливе значення для тварин має не тільки здатність до терморегуляції, але і адаптивне поведінка, споруда спеціальних притулків і гнізд, вибір місця з більш сприятливою температурою і т. п. Вони також здатні пристосовуватися до низьких температур кількома шляхами: крім пір'яного або волосяного покриву, теплокровні тварини за допомогою тремтіння (мікросокращенія зовні нерухомих м'язів) зменшують тепловтрати; при окисленні бурої жирової тканини у ссавців утворюється додаткова енергія, підтримуюча обмін речовин.

Пристосування теплокровних до високих температур в чому схоже з аналогічними пристосуваннями холоднокровних - потовиділення і випаровування води зі слизової рота і верхніх дихальних шляхів, у птахів - тільки останній спосіб, так як у них немає потових залоз; розширення кровоносних судин, розташованих близько до поверхні шкіри, що підсилює тепловіддачу (у птахів цей процес протікає в безпері ділянках тіла, наприклад через гребінь). Температура, як і світловий режим, від якого вона залежить, закономірно змінюється протягом року і у зв'язку з географічною широтою. Тому всі пристосування більш важливі для мешкання при негативних температурах.

Похожие статьи




Температура як екологічний фактор - Абіотичні фактори

Предыдущая | Следующая