Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Температура




Температурные условия – один из важнейших, постоянно действующих экологических факторов, влияющий на интенсивность обменных процессов организмов. Колебания температуры бывают географическими, сезонными и суточными. Амплитуда перепадов температуры у экватора может составлять 6 ºС, а на северо-востоке Евразии – 100 ºС. Температурные условия в почве и океанической среде значительно мягче. Минимальная температура вод вблизи полюсов -1,8 ºС. Верхний предел характерен для термальных источников ≈ 140 ºС.

Главная закономерность взаимодействия температуры на организм описана правилом Вант-Гоффа – повышение температуры ведет к пропорциональному возрастанию скорости реакции:

Q10 = Kt + ,

где Q – температурное ускорение реакции; 10 – повышение температуры на 10 ºС; Kt – скорость реакции при температуре t.

В живых системах работают ферменты, а им нужна не высокая, а оптимальная температура, поэтому правило Вант-Гоффа верно до определенного порога. Температурные пороги жизни определяются температурой свертывания белков приблизительно равной +60 ºС, но у многих животных белки свертываются при температуре, равной +(42 – 43) ºС , а у растений – (+50 – 60) ºС. Холодовая гибель у растений наступает при образовании в клетках кристаллов льда. Для теплокровных животных критическая температура тела 19 – 20 ºС.

По особенностям теплообмена выделяют две экологические группы организмов:пойкилотермные и гомойотермные.

Пойкилотермные организмы – все организмы, кроме птиц и млекопитающих. У них из-за относительно низкого уровня обмена веществ, главным источником разогрева является внешнее тепло – температура среды и солнечная радиация. От них, в целом, и зависит активность пойкилотермных. Вследствие этого животным выгодны более крупные размеры, так как остывание происходит медленней. Также температура очень влияет на развитие этих организмов, например при 2 ºС развитие икры форели идет 205 дней, а при 10 ºС – 41 день.

При дальнейшем снижении температуры пойкилотермные животные переходят в состояние оцепенения, поскольку скорость метаболизма у них резко снижается. Эта важная адаптивная реакция хладнокровных. При снижении температуры, чтобы кристаллы льда не разрушили клеточные мембраны, многие из пойкилотермных накапливают в теле «антифризы» (рыбы – гликопротеиды, насекомые – глицерин, гликоген, сахара), и максимально обезвоживаются. У некоторых хладнокровных наблюдаются элементы терморегуляции (насекомые и рыбы используют тепло разогревающихся при движении мышц). Другие демонстрируют элементы адаптивного поведения, постоянно перемещаясь в поисках наиболее освещенных участков (некоторые пресмыкающиеся).

Приспособление к изменениям температуры внешней среды у гомойотермных организмов основано на сложной системе физиологических процессов поддержания теплового гомеостаза. Благодаря высокому уровню обмена веществ процессы в организме протекают всегда при оптимальной температуре, организм сам разогревает себя за счет собственной теплопродукции. У птиц постоянная норма температуры тела +41 ºС, с колебаниями у разных видов +(38 – 43,5) ºС (суточные колебания 2 – 4 ºС). У млекопитающих температура тела ниже, у низших +(30 – 33) ºС, у грызунов +(35 – 39,5) ºС, в среднем +(36 – 37) ºС (суточные колебания 3 – 5 ºС).

Терморегуляция включает в себя следующие процессы:

1) химическую терморегуляцию. Чем холоднее среда, тем больше отдача тепла за счет интенсификации процессов окисления в результате тонического сокращения мышц (холодовая дрожь). Некоторые млекопитающие (например, медведи) накапливают бурый жир, который окисляясь выделяет много тепла;

2) физическую терморегуляцию. Главное приспособление – наличие термоизоляционных покровов (перьев, волос, подкожного жира). Покровы не определяют теплокровность, но помогают сохранить тепло в организме. Также важно в терморегуляции млекопитающих испарение жидкости потовыми железами. Испарение влаги с поверхности слизистой ротовой полости, характерно для млекопитающих и для птиц, которые сочетают это с горловой дрожью;

3) приспособительное поведение. Направлено на более экономное расходование энергии на терморегуляцию. Это, прежде всего, выбор мест, защищенных от ветра и со сглаженными суточными перепадами температуры. Например, рябчики на ночь зарываются в снег, где температура выше на 15 – 18 ºС. Многие виды сооружают норы, гнезда, дупла и используют их микроклимат, уменьшая напряженность теплообмена.

Среди гомойотермных животных выделяют гетеротермных, способных к впаданию в состояние оцепенения, внешне сходное с холодовым оцепенением пойкилотермных животных. Такая способность называется обратимой гипотермией. У стрижей, ласточек, многих грызунов проявляется нерегулярное оцепенение, прямо связанное с резкими похолоданиями. У колибри и летучих мышей наблюдаются суточные циклы оцепенения. У грызунов, рукокрылых, насекомоядных наблюдаются сезонные циклы оцепенения – зимняя спячка. Разогрев при выходе из спячки происходит при помощи бурого жира. Биологическое значение обратимой гипотермии всегда одно – приспособление к неблагоприятным условиям среды.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 565; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.012 сек.