Типы адаптаций к температуре окружающей среды у живых организмов.

Типы адаптаций к температуре окружающей среды у живых организмов.

Существуют два принципиально разных типа адаптаций к температуре: пассивный и активный.

Пассивный тип характерен для эктотермных (холоднокровных) организмов. "Экто", приставка греческого происхождения, означает наружный, внешний. К этому типу относятся все таксоны органического мира, кроме птиц и млекопитающих. У этих организмов, благодаря сравнительно низкому уровню обмена веществ, главным источником поступления тепловой энергии является внешнее тепло. Их активность зависит от температуры окружающей среды: насекомые, ящерицы и многие другие животные в прохладную погоду становятся вялыми и малоподвижными.

У эктотермных организмов существуют специальные адаптации для переживания холода – накопление в клетках «биологических антифризов», препятствующих замерзанию воды и образованию кристалликов льда в клетках и тканях. Например, у холодноводных рыб такими антифризами являются гликопротеиды, у растений – сахар.

Но полная эктотермность наблюдается только у очень маленьких организмов. Большинство организмов все-таки способно к слабой регуляции температуры тела. У шмелей температура тела может поддерживаться на уровне 36–40°C даже при температуре воздуха ниже 10°C за счет энергичных движений крыльями. Отдельные виды рыб, например, тунцы, могут повышать температуру тела в периоды высокой мышечной активности.

Активный тип характерен для эндотермных(теплокровные) организмов, это птицы и млекопитающие. "Эндо", приставка греческого происхождения, означает внутренний. Животные обеспечиваются теплом за счет собственной теплопродукции и способны активно регулировать производство тепла и его расходование. При этом температура их тела меняется незначительно, ее колебания не превышают 2–4°C даже при самых сильных морозах. Главные адаптации – терморегуляция за счет выделения тепла, например, при дыхании, отделении пота, слюны и терморегуляция за счет теплоизоляционных структур (жировой прослойки, перьев, волос и т.д.).

Все животные обладают сложными формами приспособительного поведения, связанными со способностью к передвижению. Они проявляются в перемещении животных в места с более благоприятными температурами (перелеты, миграции), в изменениях сроков активности, сдвигая ее на более теплое время суток. Они могут греться на солнце или искать укрытия от жары в прохладных местах. Для уменьшения потерь тепла многие грызуны спят прижавшись друг к другу, пингвины сбиваются в плотные группы "черепахи" спасаясь от ветра и низких температур. Причем пингвины в этих "черепахах" постоянно перемещаются, те, кто был снаружи, идут греться в середину, а те, которые были в середине, перемещаются к краям.

При понижении температуры воздуха многие животные переходят на питание более калорийной пищей. Важное место в преодолении отрицательного воздействия низких температур, особенно в зимний период, занимает выбор животными места для жилища, утепление убежищ.

Подмечены некоторые закономерности - чем холоднее климат, тем короче выступающие части тела, например, уши. Это "правило" иллюстрируют размеры ушей у северянина-песца, обычной для средних широт рыжей лисицы и африканской лисицы фенек. Северные животные близких видов обычно крупнее живущих в теплых странах, например белый медведь живущий на севере, намного крупнее черного медведя живущего в широколиственных лесах. Однако в этих "правилах" есть исключения.

Растения не имеют собственной температуры тела и по отношению к тепловому фактору обладают определенной спецификой. Одно из важнейших приспособлений к температуре у растений - форма их роста. Там, где тепла мало – в Арктике, в высокогорье, - много подушковидных растений, растений с прикорневыми розетками листьев, стелющихся форм. Так, у стланцевых форм карликовой березы, ели, можжевельника и кедрового стланика верхние ветви, поднимающиеся высоко над землей, большей частью полумертвые или мертвые, а стелющиеся - живые, так как зимуют под снегом и не подвергаются отрицательному воздействию низких температур. Все это позволяет растениям улавливать максимум тепла солнечных лучей, а также использовать тепло нагретой поверхности почвы.