Температура тіла і тепловий баланс організмів

емпература тіла живих істот по‑разному залежить від температури довкілля. Баланс тепла в організмі складається з його приходу і витрати. Джерела вступу теплової енергії діляться на зовнішніх і внутрішніх. Зовнішнє, або екзогенне, тепло організм отримує від більш нагрітих води, повітря, довколишніх предметів, прямої сонячної радіації. При цьому велику роль грають площа покривів і їх теплопровідність. Внутрішнє, або ендогенне, тепло виробляється як обов'язковий атрибут обміну речовин. Будь-який організм виділяє в довкілля тепло в результаті своєї життєдіяльності.

Джерелом теплоутворення в клітках є два екзотермічні процеси: окислювальні реакції і розщеплювання АТФ. Енергія, що звільняється при другому процесі, йде, як відомо, на здійснення всіх робочих функцій клітки, а енергія окислення – на відновлення АТФ. Але і в тому, і в іншому випадку, згідно другому закону термодинаміки, частина енергії розсіюється у вигляді тепла. Тепло, що виробляється живими організмами як побічний продукт біохімічних реакцій, може служити істотним джерелом підвищення температури їх тіла. Загальний об'єм теплопродукции залежить від маси тіла і інтенсивності метаболізму.

Втрати тепла відбуваються через поверхню тіла за рахунок випромінювання і теплопровідності, а також за рахунок енергоємного випару води організмами. За фізичними законами на випар 1 мл води витрачається близько 539 кал. Співвідношення всіх цих теплообмінних процесів визначає температуру живих істот і впливає на швидкість метаболічних реакцій.

Життєдіяльність і активність більшості видів на Землі залежать перш за все від тепла, що поступає ззовні, а температура тіла – від ходу зовнішніх температур. Такі організми називають пойкілотермними. Цей термін позначає мінливість теплового режиму організмів. Пойкилотермность властива всім мікроорганізмам, грибам, рослинам, безхребетним тваринам і значній частині хордових. Дві групи вищих тварин – птиць і ссавців відносять до гомойотермным. Вони здатні підтримувати постійну оптимальну температуру тіла незалежно від температури середовища.

Серед пойкілотермних організмів є такі, які все життя проводять в умовах постійних зовнішніх температур (глибини океанів, печери і т. п.), у зв'язку з чим температура їх тіла не міняється. Таке явище називають помилковими гомойотермией (мал. 12). Вона властива, наприклад, ряду риб і голкошкірих. Серед істинно гомойотермных тварин виділяють групу гетеротермных. У неї входять види, що впадають в сплячку або тимчасове заціпеніння. Ці види в активному стані підтримують постійну температуру тіла на високому рівні, а в неактивному – знижену, що супроводиться уповільненням обміну речовин. Такі бабаки, ховрахи, кажани, соні, їжаки, колібрі, стрижі і ін. Таким чином, терміни «пойкилотермия», «гомойотермия», «помилкові гомойотермия» і «гетеротермия» відображають міру мінливості температури живих істот.

Мал. 12. Ложногомойотермниє членистоногі – мешканці печер: 1 – лжескорпіон; 2 – багатоніжка; 3 – коник; 4 – жужелиця

Для характеристики організмів за основними джерелами використовуваного тепла використовують терміни эктотермный і эндотермный. Ектотермія – це життя переважно за рахунок нагрівання із зовнішнього середовища, эндотермия – за рахунок тепла, що виробляється самим організмом.

Масштаби вироблення тепла сильно відрізняються в різних видів, проявляючи залежність від складності організації групи, можливостей окислювальних реакцій, розмірів і маси тіла, умов середовища і інших причин. Так, наприклад, бактерії виділяють на грам ваги в годину близько 450 кал, мухи‑дрозофилы – 30, миші – 8, для людини цей показник дорівнює 4. В межах хребетних тварин при схожій масі тіла ссавці продукують в 5–6 разів, а птиці – в 7–8 разів більше тепла, чим рептилії.

Всі живі організми потенційно эндотермны, але сильно розрізняються по рівню обміну і можливостям збереження тепла. Порушення теплового балансу міняють температуру тіла. Відновити порушений баланс можна трьома дорогами: 1) зміною теплопродукции, 2) зміною тепловіддачі і 3) переміщенням в просторі в область температур, що віддаються перевага. Пойкілотермні і гомойотермные організми по‑разному реалізують можливості температурних адаптацій.

Дата добавления: 2014-01-03