Температурные адаптации животных
Животные обладают большей способностью приспосабливаться к изменению температуры, по сравнению с растениями. Они способны передвигаться, обладают собственной мускулатурой и производят собственное тепло.
В зависимости от механизмов поддержания постоянной температуры тела различают:-пойкилотермных (холоднокровных) животных;
- гомойотермных (теплокровных) животных.
Холоднокровные - это насекомые, рыбы, пресмыкающиеся и земноводные. Их температура тела меняется вместе с температурой окружающей среды.
Теплокровные - животные с постоянной температурой тела, способные ее поддерживать даже при сильных колебаниях наружной температуры. Это млекопитающие и птицы.
Основные пути температурных адаптаций
Для того чтобы жить и размножаться в определенных условиях окружающей среды, у животных и растений в процессе эволюции выработались самые разнообразные приспособления и системы соответствия этой среде обитания.
Существуют следующие пути температурных адаптаций:
- химическая терморегуляция - увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры окружающей среды;
- физическая терморегуляция - способность удерживать тепло благодаря волосяному и перьевому покровам, распределению жировых запасов, возможности испарительной теплоотдачи и т.д.
- поведенческая терморегуляция - способность перемещаться из мест крайних температур в места оптимальных температур. Это основной путь терморегуляции у пойкилотермных животных. При повышении температуры они стремятся изменить позу или спрятаться в тень, в нору. Пчелы, термиты и муравьи строят гнезда с хорошо регулируемой температурой внутри них.
При действии холода у теплокровных усиливаются окислительные процессы, особенно в мышцах. Вступает в действие химическая терморегуляция. Отмечается мышечная дрожь, приводящая к выделению дополнительного тепла. Особенно усиливается обмен липидов, так как в жирах содержится значительный запас химической энергии. Поэтому накопление жировых запасов обеспечивает лучшую терморегуляцию.
Усиленное производство теплопродукции сопровождается потреблением большого количества пищи.
Эффективным механизмом регуляции теплообмена у животных является испарение воды путем потоотделения или через слизистые оболочки рта и верхних дыхательных путей. Это пример физической терморегуляции.
Теплокровным животным, так же как и холоднокровным, свойственна поведенческая терморегуляция. В норах животных, живущих под землей, колебания температур тем меньше, чем глубже нора. В искусно построенных гнездах пчел поддерживается ровный, благоприятный микроклимат.
Особый интерес представляет групповое поведение животных. Например, пингвины в сильный мороз и буран образуют «черепаху» - плотную кучу. Те, кто оказался с краю, постепенно пробираются внутрь, где поддерживается температура около +37 °C. Там же, внутри, помещаются и детеныши.
В ходе эволюции и при воздействии меняющихся факторов среды живая природа достигла большого разнообразия. Но процесс не прекратился: меняются природные условия, организмы приспосабливаются к изменившимся условиям окружающей среды и вырабатывают системы адаптации для обеспечения чрезвычайной приспособленности к условиям обитания. Эта способность организмов адаптироваться к изменению среды является важнейшим экологическим свойством, обеспечивающим соответствие между существами и средой их обитания.
Пойкилотермия, гетеротермия, гомойотермия.
У низших животных температура тела прямо зависит от температуры окружающей среды. Такое состояние терморегуляции получило название пойкилотермия (poikilos, гр. – разнообразный; + thermе, гр. – теплота). Типичным представителем пойкилотермных (холоднокровных) животных является лягушка. Эти животные активны и свободны только в определённой узкой температурной зоне. Вне этой зоны они впадают в состояние анабиоза (при понижении температуры) или имеют неустойчивое состояние (при высокой температуре).
Млекопитающие и птицы относятся к гомойотермным (homoios, гр. – одинаковый; + thermе, гр. – теплота) организмам (теплокровные), у которых имеет место изотермия или постоянство температуры тела независимое от температуры окружающей среды. Эти животные активны и свободны при любой температуре. Однако изотермия имеет относительный характер. Так, температура тканей, расположенных в пределах 2-3 см.
от поверхности тела (кожа, подкожная клетчатка, поверхностные мышцы), или оболочки, во многом зависит от температуры внешней среды, в то время как ядро тела (ЦНС, внутренние органы, скелетные мышцы) имеют сравнительно постоянную температуру независимую от температуры окружающей среды.
Ряд животных, например, летучая мышь, грызуны, некоторые виды птиц (колибри) относятся к группе гетеротермных организмов, т.е. они занимают промежуточное положение между пойкило- и гомойотермными животными. При нормальных условиях они поддерживают постоянную температуру своего тела, а при снижении температуры окружающей среды температура их тела снижается и они впадают в спячку (гибернацию (hibernus, лат. – зимняя спячка)).
16.Адаптация растений к поддержанию водного баланса
Низшие наземные растения из влажного субстрата поглощают воду погруженными в него частями таллома, а влагу дождя, росы и тумана - всей поверхностью. В максимально набухшем состоянии лишайники содержат в 20-30 раз больше воды, чем сухого вещества.
Среди высших наземных растений мохообразные поглощают воду из почвы ризоидами, а большинство других - корнями, специализированными органами, всасывающими воду. В клетках корня развивается сосущая сила чаще всего в несколько атмосфер, но этого достаточно для извлечения из почвы большей части связанной воды. Лесные деревья умеренной зоны развивают сосущую силу корней около 3 * 106 Па (30 атм), некоторые травянистые растения (земляника лесная, медуница неясная) - до 2 * 106 (20 атм) и даже свыше 4 * 106 Па (40 атм) (смолка обыкновенная); растения сухих областей - до 60 атм.
Когда в непосредственной близости от корней запасы воды в почве истощаются, корни растут в направлении большей влажности, так что корневая система растений постоянно находится в движении. У степных и пустынных растений часто можно видеть эфемерные корни, быстро вырастающие в периоды увлажнения почвы, а с наступлением засушливого периода засыхающие.
