Dom domaci alat

Temperatura okoline. Konstantna i nestabilna tjelesna temperatura kod životinja Mjerenje tjelesne temperature kod životinja

Federalna državna budžetska obrazovna ustanova visokog stručnog obrazovanja "Novosibirski državni agrarni univerzitet"

Zavod za dopisno obrazovanje i usavršavanje

Katedra za progresivne tehnologije u poljoprivrednoj proizvodnji

Disciplina: "Ekologija"

Tema: “Temperatura i njena uloga u životu organizama”

Vanredni studenti

Shelemeteva Ekaterina Ivanovna

Novosibirsk 2014

Uvod

1. Stanište

2. Faktori okoline

3. Obrasci faktora okoline

4. Temperatura

5. Prilagodba temperature

5.1 Temperaturne adaptacije u biljkama

5.2. Termičke adaptacije životinja

6. Glavni načini prilagođavanja temperature

Bibliografija

Uvod

Organizmi koji žive na Zemlji vrlo su raznoliki i formiraju čitava carstva i potkraljevstva, koja uključuju biljke, životinje, gljive, bakterije, protozoe, arhebakterije i cijanobakterije.

Svi ovi organizmi žive u različitim uslovima i zauzimaju strogo definisan životni prostor. Svaki od njih zahtijeva određene uvjete okoline za svoj normalan razvoj i reprodukciju.

Odnos između organizama i životne sredine, uticaj staništa na strukturu, životnu aktivnost i ponašanje organizama, odnos između stanja staništa i blagostanja populacija itd. proučava nauku o ekologiji.

Ekologija je nauka koja proučava međusobne odnose organizama (pojedinaca, populacija, biocenoza itd.) i sa okolinom njihove neorganske prirode, opšte zakonitosti funkcionisanja ekosistema na različitim hijerarhijskim nivoima i staništa živih bića. (uključujući ljude).

U mom eseju ćemo pogledati šta je stanište i kakvu ulogu igra temperatura u životu organizama.

1. Stanište

Stanište je onaj dio prirode koji okružuje živi organizam i s kojim je u direktnoj interakciji.

Okolina je fizička svojstva prostora koji okružuje biljku, životinju ili osobu, odnosno temperatura, osvjetljenje, pritisak, nivo zračenja, pokretljivost čestica.

Prva sredina u kojoj je nastao i širio se život bila je vodena sredina. Postepeno su živi organizmi ovladali zemno-vazdušnim okruženjem, stvorili i naselili tlo, a sami živi organizmi postali su specifična životna sredina.

U staništu uvek postoje veoma važni elementi od kojih zavisi mogućnost postojanja organizma, a postoje i komponente životne sredine koje su prema datom organizmu indiferentne.

Dakle, pored koncepta „staništa“, ekologija je razvila koncepte o faktorima životne sredine i uslovima postojanja organizama.

2. Faktori okoline

Elementi životne sredine koji imaju pozitivan ili negativan uticaj na postojanje i geografsku rasprostranjenost živih bića definišu se kao faktori životne sredine.

Uobičajeno, svi faktori su podijeljeni u tri grupe: abiotički, biotički, antropogeni.

Abiotički faktori su sva svojstva nežive prirode koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme. To su temperatura, svjetlost, pritisak, vlaga itd.

U okviru teme razmatraćemo samo abiotičke faktore, tačnije temperaturu i njenu ulogu u životu organizama.

Temperatura je veoma varijabilan faktor životne sredine u prostoru i vremenu. Na primjer, temperatura uvelike varira na površini kopna, ali je gotovo konstantna na dnu oceana i duboko u pećinama.

Određeni obrasci se mogu identifikovati u prirodi uticaja faktora sredine na organizme iu njihovim odgovorima.

3. Obrasci faktora okoline

Prvi zakon je zakon optimuma. Svaki faktor ima određene granice pozitivnog uticaja na organizme. Granice blagotvornog djelovanja na tijelo nazivaju se zakonom optimuma.

Maksimalne i minimalne prenosive vrijednosti faktora su kritične tačke, izvan kojih postojanje nije moguće.

Dijagram uticaja faktora sredine na žive organizme prikazan je na slici 1.

Slika 1 – Šema djelovanja faktora okoline na žive organizme

Svaka vrsta organizma ima svoje granice izdržljivosti i optimalne vrijednosti za djelovanje faktora okoline. Dakle, arktičke lisice u tundri mogu tolerirati fluktuacije temperature zraka od oko 80 ° C (od +30 do -50° SA)

Drugi obrazac je dvosmislenost djelovanja faktora na različite tjelesne funkcije. Isti faktor ima različite efekte na tjelesne funkcije.

Dakle, temperatura vazduha je od +40 do +50 ° C kod hladnokrvnih životinja uvelike povećava brzinu metaboličkih procesa, ali inhibira motoričku aktivnost i životinje padaju u termalni stupor (anabiozu). Smeđi medvjed spava na jednoj temperaturi, ali za aktivno djelovanje, traženje hrane i razmnožavanje potrebna mu je druga temperatura.

Treći obrazac je uticaj faktora na organizam. Faktori okoline ne djeluju pojedinačno, već međusobno (Tabela 1). Interakcija je da promjena intenziteta jednog od njih može suziti granicu izdržljivosti na drugi faktor ili je, obrnuto, povećati.

Na primjer, optimalna temperatura povećava toleranciju na nedostatak vlage i hrane. Jaki mraz bez vjetra lakše se podnosi, a po vjetrovitom vremenu sa jakim mrazom velika je vjerovatnoća promrzlina.

Tabela 1 - Interakcija faktora

temperatura, ° Vlažnost,% Kretanje zraka, m/s17,7 22,4 25100 70 200,0 0,5 2,5

Osjeti organizama su isti za različite kombinacije tri faktora.

Četvrto pravilo je pravilo ograničavajućeg faktora. Ako djelovanje nekog faktora prelazi kritične tačke - granice izdržljivosti, tada postojanje vrste postaje nemoguće. Na primjer, nedostatak topline sprječava širenje nekih vrsta voćnih biljaka na sjeveru (breskva, orah).

Prema teoriji Charlesa Darwina, svi organizmi su promjenjivi i sposobni za adaptaciju.

Adaptacija je sistem za regulisanje metaboličkih procesa i fizioloških karakteristika koje obezbeđuju maksimalnu prilagodljivost organizama uslovima sredine.

4. Temperatura

Temperature su granice postojanja života. U prosjeku se kreću od 0 ° Od do +50 ° C. Međutim, neke vrste su prilagođene aktivnom postojanju na temperaturama iznad ovih granica.

Vrste koje vole hladnoću (kriofili) ostaju aktivne do -10 ° C. Bakterije, gljive, lišajevi, mahovine i zglavkari mogu tolerisati hipotermiju. Drveće i biljke takođe prevazilaze hipotermiju.

Postoji grupa organizama koji preferiraju visoke temperature - termofili. To su crvi, insekti, grinje koje žive u pustinjama i bakterije. Latentni organizmi (spore nekih bakterija, sjemenke biljaka itd.) mogu izdržati pregrijavanje do 180° WITH.

životinja za prilagođavanje abiotičke temperature

5. Prilagodba temperature

1 Prilagodba temperature u biljkama

Biljke su nepokretni organizmi, pa su primorani da se prilagođavaju temperaturnim kolebanjima. Imaju posebne sisteme koji štite od hipotermije ili pregrijavanja. Na primjer, transpiracija je sistem isparavanja vode od strane biljaka kroz stomatalni aparat. Neke biljke su čak postale otporne na požar - zovu se pirofiti. Dakle, drveće savane ima debelu koru impregniranu tvarima otpornim na vatru.

5.2. Termičke adaptacije životinja

Životinje imaju veću sposobnost prilagođavanja temperaturnim promjenama u odnosu na biljke. Oni su u stanju da se kreću, imaju svoje mišiće i proizvode sopstvenu toplotu.

Ovisno o mehanizmima održavanja stalne tjelesne temperature, razlikuju se:

-poikilotermne (hladnokrvne) životinje;

-homeotermne (toplokrvne) životinje.

Hladnokrvne životinje uključuju insekte, ribe, gmizavce i vodozemce. Njihova tjelesna temperatura se mijenja zajedno sa temperaturom okoline.

Toplokrvne životinje su životinje s konstantnom tjelesnom temperaturom, sposobne je održavati čak i uz jake fluktuacije vanjske temperature. To su sisari i ptice.

6. Glavni načini prilagođavanja temperature

Da bi živele i razmnožavale se u određenim uslovima životne sredine, životinje i biljke su u procesu evolucije razvile širok spektar adaptacija i sistema koji odgovaraju ovoj sredini.

Postoje sljedeći načini prilagođavanja temperature:

-hemijska termoregulacija - povećanje proizvodnje topline kao odgovor na smanjenje temperature okoline;

-fizička termoregulacija - sposobnost zadržavanja topline zbog dlake i perja, raspodjela masnih rezervi, mogućnost evaporativnog prijenosa topline itd.

-bihejvioralna termoregulacija - sposobnost kretanja sa mjesta ekstremnih temperatura na mjesta optimalnih temperatura. Ovo je glavni način termoregulacije kod poikilotermnih životinja. Kada temperatura poraste, imaju tendenciju da promijene svoj položaj ili se sakriju u sjenke, u rupu. Pčele, termiti i mravi grade gnijezda s dobro reguliranom temperaturom unutar njih.

Da bi se ilustrovalo savršenstvo termoregulacije kod viših životinja i ljudi, može se navesti sljedeći primjer. Prije oko 200 godina, dr. C. Blagden u Engleskoj je izveo sljedeći eksperiment: on je, zajedno sa prijateljima i psom, proveo 45 minuta. u suvoj komori na +126 °C bez ikakvih zdravstvenih posledica. Ljubitelji finske saune znaju da možete provesti neko vrijeme u sauni sa temperaturom većom od +100 °C (za svaku osobu), a to je dobro za zdravlje. Ali takođe znamo da ako komad mesa držite na ovoj temperaturi, on će se ispeći.

Kada su izložene hladnoći, toplokrvne životinje pojačavaju oksidativne procese, posebno u mišićima. U igru dolazi hemijska termoregulacija. Primjećuje se tremor mišića, što dovodi do oslobađanja dodatne topline. Metabolizam lipida je posebno pojačan, jer masti sadrže značajnu količinu hemijske energije. Stoga, akumulacija masnih rezervi omogućava bolju termoregulaciju.

Povećanu proizvodnju topline prati i konzumacija velikih količina hrane. Dakle, pticama koje ostaju za zimu potrebno je puno hrane, ne boje se mraza, već nedostatka hrane. Kada je žetva dobra, smrče i borovi križanci, na primjer, izlegu piliće čak i zimi. Ljudi - stanovnici oštrih sibirskih ili sjevernih regija - iz generacije u generaciju razvijali su visokokalorični jelovnik - tradicionalne knedle i drugu visokokaloričnu hranu. Stoga, prije nego što slijedimo modernu zapadnjačku dijetu i odbacimo hranu naših predaka, moramo se sjetiti svrsishodnosti koja postoji u prirodi, koja je u osnovi dugotrajne tradicije ljudi.

Efikasan mehanizam za regulaciju razmjene topline kod životinja, kao i kod biljaka, je isparavanje vode kroz znojenje ili kroz sluznicu usta i gornjih dišnih puteva. Ovo je primjer fizičke termoregulacije. Osoba na ekstremnoj vrućini može proizvesti do 12 litara znoja dnevno, odvodeći 10 puta više topline nego inače. Izlučena voda mora se djelimično vratiti kroz piće.

Toplokrvne životinje, poput hladnokrvnih životinja, karakteriziraju bihevioralna termoregulacija. U jazbinama životinja koje žive pod zemljom, temperaturne fluktuacije su manje, što je jazbina dublja. U vješto izgrađenim pčelinjim gnijezdima održava se ujednačena, povoljna mikroklima.

Posebno je zanimljivo grupno ponašanje životinja. Na primjer, u jakom mrazu i snježnim olujama, pingvini formiraju "kornjaču" - gustu gomilu. Oni koji se nađu na rubu postepeno se probijaju unutra, gdje se temperatura održava na oko +37 °C. Tamo su, unutra, smešteni i mladunci.

Dakle, stanište je jedan od ključnih pojmova ekologije. Prilikom procene uticaja faktora sredine na žive organizme važan je intenzitet njihovog delovanja: u povoljnim uslovima govore o optimalnom, a u slučaju viška ili manjka, o ograničavajućem dejstvu faktora sredine (granice izdržljivosti).

U toku evolucije i pod uticajem promenljivih faktora životne sredine, živa priroda je postigla veliku raznolikost. Ali proces nije stao: prirodni uslovi se menjaju, organizmi se prilagođavaju promenjenim uslovima životne sredine i razvijaju sisteme prilagođavanja kako bi obezbedili ekstremnu prilagodljivost uslovima života. Ova sposobnost organizama da se prilagode promjenama okoliša je najvažnije ekološko svojstvo koje osigurava konzistentnost između stvorenja i njihove okoline.

Bibliografija

Obrazovna literatura

Pošaljite svoju prijavu s naznakom teme odmah kako biste saznali o mogućnosti primanja konsultacija.

Temperatura je najvažniji faktor životne sredine. Temperatura ima ogroman uticaj na mnoge aspekte života organizama, njihovu geografiju distribucije, reprodukciju i druga biološka svojstva organizama, koja uglavnom zavise od temperature. Domet, tj. Temperaturne granice u kojima život može postojati kreću se od približno -200°C do +100°C, a ponekad je otkriveno da bakterije postoje u toplim izvorima na temperaturama od 250°C. U stvarnosti, većina organizama može preživjeti u još užem rasponu temperatura.

Neke vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama blizu točke ključanja. Gornja granica temperature za bakterije vrela je oko 90°C. Promjenjivost temperature je vrlo važna sa stanovišta okoliša.

Svaka vrsta može živjeti samo unutar određenog temperaturnog raspona, takozvanih maksimalnih i minimalnih smrtonosnih temperatura. Iznad ovih kritičnih temperaturnih ekstrema, hladnoće ili vrućine, dolazi do smrti organizma. Negdje između njih postoji optimalna temperatura na kojoj je aktivna vitalna aktivnost svih organizama, žive tvari u cjelini.

Prema toleranciji organizama na temperaturni režim dijele se na euritermne i stenotermne, tj. može tolerirati temperaturne fluktuacije u širokim ili uskim granicama. Na primjer, lišajevi i mnoge bakterije mogu živjeti na različitim temperaturama, ili su orhideje i druge biljke koje vole toplinu tropskih zona stenotermne.

Neke životinje mogu održavati konstantnu tjelesnu temperaturu, bez obzira na temperaturu okoline. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni. Kod drugih životinja, tjelesna temperatura varira ovisno o temperaturi okoline. Zovu se poikilotermne. U zavisnosti od načina prilagođavanja organizama na temperaturne uslove, dele se u dve ekološke grupe: kriofili - organizmi prilagođeni hladnoći, niskim temperaturama; termofili - ili toplinu.

Allenovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je ustanovio D. Allen 1877. Prema ovom pravilu, među srodnim oblicima homeotermnih (toplokrvnih) životinja koje vode sličan način života, one koje žive u hladnijim klimama imaju relativno manje izbočene dijelove tijela: uši, noge, repovi itd.

Smanjenje izbočenih dijelova tijela dovodi do smanjenja relativne površine tijela i pomaže u uštedi topline.

Primjer ovog pravila su predstavnici porodice pasa iz raznih krajeva. Najmanje (u odnosu na dužinu tijela) uši i manje izdužene njuške u ovoj porodici nalaze se kod arktičke lisice (područje: Arktik), a najveće uši i uske, izdužene njuške nalaze se kod lisice feneka (područje: Sahara).

Ovo pravilo vrijedi i za ljudske populacije: najkraći (u odnosu na veličinu tijela) nos, ruke i noge karakteristični su za eskimsko-aleutske narode (Eskimi, Inuiti), a najduže ruke i noge su za krznene i tutsije.

Bergmanovo pravilo- ekogeografsko pravilo koje je 1847. godine formulisao njemački biolog Karl Bergmann. Pravilo kaže da su među sličnim oblicima homeotermnih (toplokrvnih) životinja najveći oni koji žive u hladnijim klimatskim uslovima - u visokim geografskim širinama ili u planinama. Ako postoje blisko srodne vrste (na primjer, vrste istog roda) koje se ne razlikuju značajno u obrascima hranjenja i načinu života, tada se veće vrste nalaze i u oštrijoj (hladnoj) klimi.

Pravilo se zasniva na pretpostavci da ukupna proizvodnja toplote kod endotermnih vrsta zavisi od zapremine tela, a brzina prenosa toplote zavisi od njegove površine. Kako se veličina organizama povećava, volumen tijela raste brže od njegove površine. Ovo pravilo je prvo eksperimentalno testirano na psima različitih veličina. Pokazalo se da je proizvodnja topline kod malih pasa veća po jedinici mase, ali bez obzira na veličinu ostaje gotovo konstantna po jedinici površine.

Zaista, Bergmanovo pravilo se često ispunjava i unutar iste vrste i među blisko srodnim vrstama. Na primjer, amurski oblik tigra sa Dalekog istoka veći je od sumatranskog oblika iz Indonezije. Podvrste sjevernog vuka u prosjeku su veće od južnih. Među blisko srodnim vrstama roda medvjeda, najveće žive u sjevernim geografskim širinama (polarni medvjed, smeđi medvjed sa ostrva Kodiak), a najmanje vrste (na primjer, medvjed s naočarima) žive u područjima s toplom klimom.

Istovremeno, ovo pravilo je često kritikovano; uočeno je da ne može biti opšte prirode, jer na veličinu sisara i ptica osim temperature utiču i mnogi drugi faktori. Osim toga, adaptacije na oštre klime na nivou populacije i vrste često se ne dešavaju kroz promjene u veličini tijela, već kroz promjene u veličini unutrašnjih organa (povećanje veličine srca i pluća) ili kroz biohemijske adaptacije. Uzimajući u obzir ovu kritiku, potrebno je naglasiti da je Bergmanovo pravilo statističke prirode i jasno očituje svoj učinak, pod uslovom da su sve ostale jednake.

Zaista, postoji mnogo izuzetaka od ovog pravila. Tako je najmanja rasa vunastih mamuta poznata sa polarnog ostrva Wrangel; mnoge podvrste šumskih vukova veće su od vukova iz tundre (na primjer, izumrla podvrsta s poluotoka Kenai; pretpostavlja se da bi njihova velika veličina mogla dati ovim vukovima prednost u lovu na velike losove koji naseljavaju poluotok). Dalekoistočna podvrsta leoparda koja živi na Amuru znatno je manja od afričke. U navedenim primjerima, uspoređeni oblici se razlikuju po načinu života (otočke i kontinentalne populacije; podvrste tundre, hrane se manjim plijenom, i šumske podvrste koje se hrane većim plijenom).

U odnosu na ljude, pravilo je primjenjivo u određenoj mjeri (na primjer, pigmejska plemena su se očigledno više puta i nezavisno pojavljivala u različitim područjima s tropskom klimom); međutim, razlike u lokalnoj ishrani i običajima, migracijama i genetskom pomaku među populacijama ograničavaju primenljivost ovog pravila.

Glogerovo pravilo je da su među srodnim oblicima (različite rase ili podvrste iste vrste, srodne vrste) homeotermnih (toplokrvnih) životinja, one koje žive u toplim i vlažnim klimama svetlije obojene od onih koje žive u hladnoj i suvoj klimi. Osnovao ga je 1833. Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), poljski i njemački ornitolog.

Na primjer, većina pustinjskih vrsta ptica je tamnije boje od njihovih rođaka iz suptropskih i tropskih šuma. Glogerovo pravilo se može objasniti i razmatranjem kamuflaže i uticajem klimatskih uslova na sintezu pigmenata. U određenoj mjeri, Glogerovo pravilo vrijedi i za hipokilotermne (hladnokrvne) životinje, posebno insekte.

Vlažnost kao ekološki faktor

U početku su svi organizmi bili vodeni. Osvojivši zemlju, nisu izgubili ovisnost o vodi. Voda je sastavni dio svih živih organizama. Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Bez vlage i vode nema života.

Vlažnost je parametar koji karakterizira sadržaj vodene pare u zraku. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare u vazduhu i zavisi od temperature i pritiska. Ova količina se naziva relativna vlažnost (tj. odnos količine vodene pare u vazduhu i zasićene količine pare pod određenim uslovima temperature i pritiska).

U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti. Vlažnost zraka varira vertikalno i horizontalno. Ovaj faktor, zajedno sa svjetlošću i temperaturom, igra veliku ulogu u regulaciji aktivnosti organizama i njihove distribucije. Vlažnost takođe menja efekat temperature.

Važan faktor životne sredine je sušenje na vazduhu. Posebno za kopnene organizme, efekat sušenja vazduha je od velike važnosti. Životinje se prilagođavaju premještanjem na zaštićena mjesta i aktivnim životnim stilom noću.

Biljke upijaju vodu iz tla i gotovo sve (97-99%) isparava kroz lišće. Ovaj proces se naziva transpiracija. Isparavanje hladi listove. Zahvaljujući isparavanju, joni se transportuju kroz tlo do korena, joni se transportuju između ćelija itd.

Određena količina vlage je apsolutno neophodna za kopnene organizme. Mnogi od njih zahtijevaju relativnu vlažnost od 100% za normalno funkcioniranje, a naprotiv, organizam u normalnom stanju ne može dugo živjeti na apsolutno suhom zraku, jer stalno gubi vodu. Voda je suštinski deo žive materije. Stoga gubitak vode u određenoj količini dovodi do smrti.

Biljke u sušnoj klimi prilagođavaju se morfološkim promjenama, redukciji vegetativnih organa, posebno lišće.

Kopnene životinje se također prilagođavaju. Mnogi od njih piju vodu, drugi je upijaju kroz tijelo u tečnom ili parnom obliku. Na primjer, većina vodozemaca, neki insekti i grinje. Većina pustinjskih životinja nikada ne pije, svoje potrebe zadovoljavaju vodom opskrbljenom hranom. Druge životinje dobijaju vodu procesom oksidacije masti.

Voda je apsolutno neophodna živim organizmima. Stoga se organizmi šire po svom staništu ovisno o njihovim potrebama: vodeni organizmi stalno žive u vodi; hidrofiti mogu živjeti samo u vrlo vlažnim sredinama.

Sa stanovišta ekološke valencije, hidrofiti i higrofiti pripadaju grupi stenogira. Vlažnost vazduha u velikoj meri utiče na vitalne funkcije organizama, na primer, 70% relativne vlažnosti je bilo veoma povoljno za sazrevanje polja i plodnost ženki migratornih skakavaca. Kada se uspješno razmnožavaju, uzrokuju ogromnu ekonomsku štetu usjevima u mnogim zemljama.

Za ekološku procjenu rasprostranjenosti organizama koristi se indikator aridnosti klime. Suvoća služi kao selektivni faktor za ekološku klasifikaciju organizama.

Dakle, ovisno o karakteristikama vlažnosti lokalne klime, vrste organizama se dijele u ekološke grupe:

1. Hidratofiti su vodene biljke.

2. Hidrofiti su kopneno-vodene biljke.

3. Higrofiti - kopnene biljke koje žive u uslovima visoke vlažnosti.

4. Mezofiti su biljke koje rastu sa prosječnom vlagom

5. Kserofiti su biljke koje rastu uz nedovoljno vlage. Oni se, pak, dijele na: sukulente - sukulentne biljke (kaktusi); sklerofiti su biljke s uskim i malim listovima, umotanim u cijevi. Također se dijele na eukserofite i stypakserofite. Eukserofiti su stepske biljke. Stypaxerophytes su grupa uskolisnih travnatih trava (perjanica, vlasulja, tonkonogo, itd.). Zauzvrat, mezofiti se također dijele na mezohigrofite, mezokserofite itd.

Iako je inferiorna u odnosu na temperaturu, vlažnost je ipak jedan od glavnih faktora okoline. Veći dio povijesti žive prirode organski svijet predstavljali su isključivo vodeni organizmi. Sastavni dio velike većine živih bića je voda, a gotovo svim im je potrebna vodena sredina za reprodukciju ili spajanje gameta. Kopnene životinje su prisiljene stvoriti umjetno vodeno okruženje u svojim tijelima za oplodnju, a to dovodi do toga da potonje postaje unutrašnje.

Vlažnost je količina vodene pare u vazduhu. Može se izraziti u gramima po kubnom metru.

Svetlost kao faktor životne sredine. Uloga svjetlosti u životu organizama

Svetlost je jedan od oblika energije. Prema prvom zakonu termodinamike, ili zakonu održanja energije, energija se može mijenjati iz jednog oblika u drugi. Prema ovom zakonu, organizmi su termodinamički sistem koji neprestano razmjenjuje energiju i materiju sa okolinom. Organizmi na površini Zemlje izloženi su protoku energije, uglavnom sunčeve energije, kao i dugovalnom toplotnom zračenju kosmičkih tijela.

Oba ova faktora određuju klimatske uslove životne sredine (temperatura, brzina isparavanja vode, kretanje vazduha i vode). Sunčeva svjetlost sa energijom od 2 cal pada na biosferu iz svemira. za 1 cm 2 u 1 min. Ovo je takozvana solarna konstanta. Ova svjetlost, prolazeći kroz atmosferu, je oslabljena i ne više od 67% njene energije može doći do površine Zemlje u vedro podne, tj. 1,34 cal. po cm 2 u 1 min. Prolazeći kroz oblake, vodu i vegetaciju, sunčeva svjetlost dodatno slabi, a raspodjela energije u njoj po različitim dijelovima spektra značajno se mijenja.

Stepen do kojeg su sunčeva svjetlost i kosmičko zračenje prigušeni ovisi o talasnoj dužini (frekvenciji) svjetlosti. Ultraljubičasto zračenje s talasnom dužinom manjom od 0,3 mikrona gotovo ne prolazi kroz ozonski omotač (na visini od oko 25 km). Takvo zračenje je opasno za živi organizam, posebno za protoplazmu.

U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije; sve biljke, osim bakterija, fotosintezuju, tj. sintetizirati organska materija iz neorganskih supstanci (tj. iz vode, mineralnih soli i CO-U živoj prirodi svjetlost je jedini izvor energije, sve biljke osim bakterija 2 - koriste energiju zračenja u procesu asimilacije). Svi organizmi za ishranu zavise od kopnenih fotosintetskih organizama, tj. biljke koje nose hlorofil.

Svjetlost kao okolišni faktor dijeli se na ultraljubičastu sa talasnom dužinom od 0,40 - 0,75 mikrona i infracrvenu sa talasnom dužinom većom od ovih veličina.

Djelovanje ovih faktora ovisi o svojstvima organizama. Svaka vrsta organizma je prilagođena određenoj talasnoj dužini svetlosti. Neke vrste organizama su se prilagodile ultraljubičastom zračenju, dok su se drugi prilagodili infracrvenom zračenju.

Neki organizmi mogu razlikovati valne dužine. Imaju posebne sisteme za percepciju svjetlosti i vid boja, koji su od velikog značaja u njihovom životu. Mnogi insekti su osjetljivi na kratkovalno zračenje, koje ljudi ne mogu primijetiti. Moljci dobro percipiraju ultraljubičaste zrake. Pčele i ptice precizno određuju svoju lokaciju i navigirati terenom čak i noću.

Organizmi takođe snažno reaguju na intenzitet svetlosti. Na osnovu ovih karakteristika biljke se dele u tri ekološke grupe:

1. Svetloljubivi, sunceljubivi ili heliofiti – koji se mogu normalno razvijati samo pod sunčevim zracima.

2. Biljke koje vole sjenu, ili sciofite, su biljke nižih slojeva šuma i dubokomorskih biljaka, na primjer, đurđice i druge.

Kako se intenzitet svjetlosti smanjuje, usporava se i fotosinteza. Svi živi organizmi imaju graničnu osjetljivost na intenzitet svjetlosti, kao i na druge faktore okoline. Različiti organizmi imaju različit prag osjetljivosti na faktore okoline. Na primjer, intenzivno svjetlo inhibira razvoj muva Drosophila, čak i uzrokuje njihovu smrt. Žohari i drugi insekti ne vole svjetlost. U većini fotosintetskih biljaka, pri slabom intenzitetu svjetlosti, sinteza proteina je inhibirana, a kod životinja procesi biosinteze su inhibirani.

3. Heliofiti otporni na hladovinu ili fakultativni heliofiti. Biljke koje dobro rastu i u sjeni i na svjetlu. Kod životinja se ova svojstva organizama nazivaju svjetloljubivi (fotofili), sjenčani (fotofobi), eurifobični - stenofobični.

Valentnost životne sredine

stepen prilagodljivosti živog organizma promenama uslova sredine. E. v. predstavlja svojstvo vrste. Kvantitativno se izražava rasponom ekoloških promjena unutar kojih određena vrsta održava normalnu životnu aktivnost. E. v. može se razmatrati kako u odnosu na reakciju vrste na pojedinačne faktore okoline, tako iu odnosu na kompleks faktora.

U prvom slučaju, vrste koje tolerišu velike promjene jačine faktora utjecaja označavaju se terminom koji se sastoji od naziva ovog faktora s prefiksom “eury” (eurythermal - u odnosu na utjecaj temperature, euryhaline - u odnosu na na slanost, eurybatherous - u odnosu na dubinu, itd.); vrste prilagođene samo malim promjenama ovog faktora označene su sličnim pojmom s prefiksom “steno” (stenotermni, stenohalin, itd.). Vrste sa širokim E. v. u odnosu na kompleks faktora, nazivaju se euribionti (vidi Eurybionts) za razliku od stenobionta (vidi Stenobionts), koji imaju nisku prilagodljivost. Budući da euribiontičnost omogućava naseljavanje različitih staništa, a stenobiontičnost oštro sužava raspon staništa pogodnih za ovu vrstu, ove dvije grupe se često nazivaju euri- odnosno stenotopima.

euribiontima, životinjski i biljni organizmi sposobni za postojanje pod značajnim promjenama uslova okoline. Na primjer, stanovnici morskog priobalnog pojasa podnose redovno isušivanje za vrijeme oseke, jako zagrijavanje ljeti, a hlađenje i ponekad smrzavanje zimi (euritermne životinje); Stanovnici ušća rijeka to mogu izdržati. fluktuacije saliniteta vode (eurihalne životinje); brojne životinje postoje u širokom rasponu hidrostatskog pritiska (euribati). Mnogi kopneni stanovnici umjerenih geografskih širina u stanju su izdržati velike sezonske temperaturne fluktuacije.

Euribiontizam vrste povećava sposobnost toleriranja nepovoljnih uvjeta u stanju anabioze (mnoge bakterije, spore i sjemenke mnogih biljaka, odrasle višegodišnje biljke hladnih i umjerenih geografskih širina, zimujuće pupoljke slatkovodnih spužvi i briozoa, jaja grančica rakovi, odrasli tardigradi i neki rotiferi, itd.) ili hibernacija (neki sisari).

PRAVILO ČETVERIKOVA, U pravilu, prema Kromu, u prirodi sve vrste živih organizama nisu predstavljene pojedinačnim izoliranim jedinkama, već u obliku agregata brojeva (ponekad vrlo velikih) pojedinaca-populacija. Uzgajao S. S. Četverikov (1903).

Pogled- ovo je povijesno uspostavljen skup populacija jedinki, sličnih po morfo-fiziološkim svojstvima, sposobnih da se međusobno slobodno križaju i daju plodno potomstvo, zauzimajući određeno područje. Svaki tip živog organizma može se opisati skupom karakteristične karakteristike, svojstva koja se nazivaju karakteristikama vrste. Karakteristike vrste po kojima se jedna vrsta može razlikovati od druge nazivaju se kriteriji vrste.

Najčešće korišteno je sedam općih kriterija oblika:

1. Specifičan tip organizacije: skup karakterističnih osobina koje omogućavaju razlikovanje jedinki jedne vrste od jedinki druge.

2. Geografska sigurnost: postojanje jedinki neke vrste na određenom mjestu na kugli zemaljskoj; raspon - područje u kojem žive jedinke određene vrste.

3. Ekološka sigurnost: jedinke vrste žive u određenom rasponu vrijednosti fizičkih faktora okoline, kao što su temperatura, vlažnost, pritisak itd.

4. Diferencijacija: vrsta se sastoji od manjih grupa jedinki.

5. Diskretnost: jedinke jedne vrste su odvojene od jedinki druge pomoću razmaka - hijatus.Hijatus je određen djelovanjem izolacijskih mehanizama, kao što su neslaganja u vremenu reprodukcije, korištenje specifičnih reakcija ponašanja, sterilnost hibrida. , itd.

6. Reproducibilnost: razmnožavanje jedinki može se vršiti aseksualno (stepen varijabilnosti je nizak) i polno (stepen varijabilnosti je visok, jer svaki organizam kombinuje karakteristike oca i majke).

7. Određeni nivo brojeva: brojevi prolaze kroz periodične (talasi života) i neperiodične promene.

Jedinke bilo koje vrste su izuzetno neravnomjerno raspoređene u prostoru. Na primjer, kopriva se, u okviru svog areala, nalazi samo na vlažnim, sjenovitim mjestima s plodnim tlom, formirajući šikare u poplavnim ravnicama rijeka, potoka, oko jezera, uz rubove močvara, u mješovitim šumama i šikarama. Kolonije evropske krtice, jasno vidljive na nasipima zemlje, nalaze se na rubovima šuma, livadama i poljima. Pogodno za život
Iako se staništa često nalaze unutar areala, ona ne pokrivaju čitav raspon, pa se jedinke ove vrste ne nalaze u drugim njegovim dijelovima. Nema smisla tražiti koprivu u borovoj šumi ili krticu u močvari.

Tako se neravnomjerna distribucija vrste u prostoru izražava u obliku „otoka gustoće“, „kondenzacija“. Područja s relativno visokom rasprostranjenošću ove vrste izmjenjuju se s područjima sa niskom brojnošću. Takvi "centri gustoće" populacije svake vrste nazivaju se populacije. Populacija je skup jedinki date vrste, koje dugo vremena (veliki broj generacija) nastanjuju određeni prostor (dio njenog areala) i izolirane od drugih sličnih populacija.

Slobodno ukrštanje (panmiksija) se praktično odvija unutar populacije. Drugim riječima, populacija je grupa pojedinaca koji se slobodno udružuju, žive dugo na određenoj teritoriji i relativno izolirani od drugih sličnih grupa. Vrsta je, dakle, skup populacija, a populacija je strukturna jedinica vrste.

Razlika između populacije i vrste:

1) jedinke različitih populacija se slobodno križaju jedni s drugima,

2) pojedinci različitih populacija se malo razlikuju jedni od drugih,

3) ne postoji jaz između dvije susjedne populacije, odnosno postoji postepeni prijelaz između njih.

Proces specijacije. Pretpostavimo da određena vrsta zauzima određeno stanište određeno načinom hranjenja. Kao rezultat divergencije između pojedinaca, raspon se povećava. Novo stanište će sadržati područja sa različitim prehrambenim biljkama, fizičkim i hemijskim svojstvima itd. Populacije formiraju jedinke koje se nađu u različitim dijelovima staništa. U budućnosti, kao rezultat sve većih razlika među pojedincima populacija, biće sve jasnije da se pojedinci jedne populacije na neki način razlikuju od jedinki druge populacije. Događa se proces divergencije stanovništva. U svakom od njih se nakupljaju mutacije.

Predstavnici bilo koje vrste u lokalnom dijelu areala čine lokalnu populaciju. Ukupnost lokalnih populacija povezanih sa područjima staništa koja su homogena po životnim uslovima čini ekološku populaciju. Dakle, ako vrsta živi na livadi i šumi, onda govore o njenim gumastim i livadskim populacijama. Populacije unutar raspona vrste koje su povezane sa određenim geografskim granicama nazivaju se geografske populacije.
Veličine i granice populacije mogu se dramatično promijeniti. Tokom izbijanja masovne reprodukcije, vrsta se vrlo široko širi i nastaju divovske populacije.

Skup geografskih populacija sa stabilnim karakteristikama, sposobnošću ukrštanja i proizvodnje plodnog potomstva naziva se podvrsta. Darwin je rekao da se formiranje novih vrsta odvija putem varijeteta (podvrsta).

Međutim, treba imati na umu da u prirodi često nedostaje neki element.
Mutacije koje se javljaju kod pojedinaca svake podvrste ne mogu same po sebi dovesti do stvaranja novih vrsta. Razlog leži u činjenici da će ova mutacija lutati cijelom populacijom, budući da jedinke podvrste, kao što znamo, nisu reproduktivno izolirane. Ako je mutacija korisna, povećava heterozigotnost populacije; ako je štetna, jednostavno će biti odbačena selekcijom.

Kao rezultat stalnog procesa mutacije i slobodnog križanja, mutacije se akumuliraju u populacijama. Prema teoriji I. I. Shmalhausena, stvara se rezerva nasljedne varijabilnosti, odnosno velika većina mutacija koje nastaju su recesivne i ne manifestiraju se fenotipski. Kada se postigne visoka koncentracija mutacija u heterozigotnom stanju, postaje moguće ukrštanje jedinki koje nose recesivne gene. U ovom slučaju pojavljuju se homozigotne jedinke kod kojih se mutacije već manifestiraju fenotipski. U tim slučajevima, mutacije su već pod kontrolom prirodne selekcije.
Ali to još nije odlučujuće za proces specijacije, jer su prirodne populacije otvorene iu njih se stalno unose strani geni iz susjednih populacija.

Postoji dovoljan protok gena da održi visoku sličnost genskih fondova (ukupnost svih genotipova) svih lokalnih populacija. Procjenjuje se da je popunjavanje genskog fonda zbog stranih gena u populaciji od 200 jedinki, od kojih svaka ima 100.000 lokusa, 100 puta veće nego zbog mutacija. Kao posljedica toga, nijedna populacija se ne može dramatično promijeniti sve dok je podložna normalizirajućem utjecaju toka gena. Otpornost populacije na promjene njenog genetskog sastava pod utjecajem selekcije naziva se genetska homeostaza.

Kao rezultat genetske homeostaze u populaciji, formiranje nove vrste je vrlo teško. Još jedan uslov mora biti ispunjen! Naime, potrebno je izolovati genofond populacije kćeri od genofonda majke. Izolacija može doći u dva oblika: prostorna i vremenska. Prostorna izolacija nastaje zbog raznih geografskih barijera, kao što su pustinje, šume, rijeke, dine i poplavne ravnice. Najčešće se prostorna izolacija javlja zbog naglog smanjenja kontinuiranog raspona i njegovog raspadanja u zasebne džepove ili niše.

Često stanovništvo postaje izolirano kao rezultat migracije. U ovom slučaju nastaje izolovana populacija. Međutim, budući da je broj jedinki u izolovanoj populaciji obično mali, postoji opasnost od inbreedinga - degeneracije povezane sa inbreedingom. Specifikacija zasnovana na prostornoj izolaciji naziva se geografskom.

Privremeni oblik izolacije uključuje promjene u vremenu reprodukcije i pomake u cijelom životnom ciklusu. Specifikacija zasnovana na privremenoj izolaciji naziva se ekološkom.
Odlučujuća stvar u oba slučaja je stvaranje novog, nekompatibilnog sa starim, genetskog sistema. Evolucija se ostvaruje kroz specijaciju, zbog čega kažu da je vrsta elementarni evolucijski sistem. Populacija je elementarna evoluciona jedinica!

Statističke i dinamičke karakteristike populacija.

Vrste organizama ne ulaze u biocenozu kao jedinke, već kao populacije ili njihovi dijelovi. Populacija je dio vrste (sastoji se od jedinki iste vrste), koja zauzima relativno homogen prostor i sposobna je za samoregulaciju i održavanje određenog broja. Svaka vrsta na okupiranoj teritoriji se raspada na populacije.Ako uzmemo u obzir uticaj faktora okoline na pojedinačni organizam, onda će na određenom nivou faktora (npr. temperatura) ispitana jedinka ili preživjeti ili umrijeti. Slika se mijenja kada se proučava učinak istog faktora na grupu organizama iste vrste.

Neki pojedinci će umrijeti ili smanjiti svoju vitalnu aktivnost na jednoj specifičnoj temperaturi, drugi - na nižoj, a treći - na višoj temperaturi. Stoga možemo dati drugu definiciju populacije: svi živi organizmi, da bi preživjeli i proizveli potomstvo, mora, u dinamičnim uslovima sredine, faktori postojati u obliku grupa, odnosno populacija, tj. skup jedinki koje žive zajedno sa sličnim naslijeđem.Najvažnija karakteristika populacije je ukupna teritorija koju zauzima. Ali unutar populacije mogu postojati grupe koje su više ili manje izolirane iz različitih razloga.

Stoga je teško dati iscrpnu definiciju populacije zbog zamagljenih granica između pojedinih grupa pojedinaca. Svaka vrsta se sastoji od jedne ili više populacija, pa je populacija oblik postojanja vrste, njena najmanja evoluirajuća jedinica. Za populacije razne vrste Postoje prihvatljive granice za smanjenje broja jedinki, preko kojih egzistencija populacije postaje nemoguća. U literaturi nema tačnih podataka o kritičnim vrijednostima broja stanovnika. Date vrijednosti su kontradiktorne. Međutim, ostaje nesumnjiva činjenica da što su jedinke manje, to su veće kritične vrijednosti njihovog broja. Za mikroorganizme su to milioni jedinki, za insekte - desetine i stotine hiljada, a za velike sisare - nekoliko desetina.

Broj se ne bi trebao smanjiti ispod granica iza kojih se naglo smanjuje vjerovatnoća susreta sa seksualnim partnerima. Kritični broj zavisi i od drugih faktora. Na primjer, za neke organizme je specifičan grupni način života (kolonije, jata, stada). Grupe unutar populacije su relativno izolirane. Mogu postojati slučajevi kada je veličina populacije u cjelini još uvijek prilično velika, a broj pojedinačne grupe smanjen ispod kritičnih granica.

Na primjer, kolonija (grupa) peruanskog kormorana trebala bi imati populaciju od najmanje 10 hiljada jedinki, a stado sobova - 300 - 400 grla. Razumjeti mehanizme funkcioniranja i rješavati probleme korištenja populacija veliki značaj imaju informacije o njihovoj strukturi. Postoje rodne, starosne, teritorijalne i druge vrste strukture. U teorijskom i primijenjenom smislu, najvažniji je podatak o starosnoj strukturi – odnosu pojedinaca (često kombinovanih u grupe) različite starosne dobi.

Životinje su podijeljene u sljedeće starosne grupe:

Juvenilna grupa (djeca) senilna grupa (senilna grupa, koja nije uključena u reprodukciju)

Grupa odraslih (pojedinci koji se bave reprodukcijom).

Tipično, normalne populacije karakterizira najveća održivost, u kojoj su sve starosne dobi zastupljene relativno ravnomjerno. U regresivnoj (ugroženoj) populaciji prevladavaju senilne jedinke, što ukazuje na prisustvo negativnih faktora koji remete reproduktivne funkcije. Potrebne su hitne mjere kako bi se identificirali i otklonili uzroci ovog stanja. Invazivne (invazivne) populacije uglavnom predstavljaju mlade jedinke. Njihova vitalnost obično ne zabrinjava, ali postoji velika vjerovatnoća izbijanja pretjerano velikog broja jedinki, jer u takvim populacijama nisu formirane trofičke i druge veze.

Posebno je opasno ako se radi o populaciji vrsta koje su ranije bile odsutne sa područja. U ovom slučaju populacije najčešće pronalaze i zauzimaju slobodnu ekološku nišu i ostvaruju svoj reproduktivni potencijal, intenzivno povećavajući brojnost.Ako je populacija u normalnom ili blizu normalnom stanju, osoba može iz nje ukloniti broj jedinki (kod životinja). ) ili biomase (u biljkama), koja se povećava tokom vremenskog perioda između povlačenja. Prije svega, treba ukloniti jedinke postproduktivne dobi (koje su završile reprodukciju). Ako je cilj da se dobije određeni proizvod, tada se dob, spol i druge karakteristike populacije prilagođavaju uzimajući u obzir zadatak.

Eksploatacija populacija biljnih zajednica (na primjer, za proizvodnju drveta) obično se vremenski poklapa s periodom usporavanja rasta uzrokovanog starenjem (akumulacije proizvoda). Ovaj period se obično poklapa sa maksimalnom akumulacijom drvenaste mase po jedinici površine. Populaciju karakteriše i određeni odnos polova, a odnos muškaraca i žena nije jednak 1:1. Poznati su slučajevi oštre prevlasti jednog ili drugog spola, smjene generacija uz odsustvo muškaraca. Svaka populacija može imati kompleks prostorna struktura, (podijeljene u manje-više velike hijerarhijske grupe - od geografskih do elementarnih (mikropopulacija).

Dakle, ako stopa mortaliteta ne zavisi od starosti pojedinaca, onda je kriva preživljavanja opadajuća linija (vidi sliku, tip I). Odnosno, smrt pojedinaca se javlja ravnomjerno u ovom tipu, stopa smrtnosti ostaje konstantna tijekom života. Takva kriva preživljavanja karakteristična je za vrste čiji razvoj se odvija bez metamorfoze uz dovoljnu stabilnost rođenog potomstva. Ovaj tip se obično naziva tipom hidre - karakterizira ga kriva preživljavanja koja se približava pravoj liniji. Kod vrsta kod kojih je uloga vanjskih faktora u mortalitetu mala, krivulju preživljavanja karakterizira blagi pad do određene dobi, nakon čega dolazi do oštrog pada kao posljedica prirodne (fiziološke) smrtnosti.

Tip II na slici. Priroda krivulje preživljavanja koja je bliska ovom tipu karakteristična je za ljude (iako je kriva ljudskog preživljavanja nešto ravnija i stoga je nešto između tipova I i II). Ovaj tip se zove Drosophila tip: to je ono što voćne mušice pokazuju u laboratorijskim uslovima (ne jedu predatori). Mnoge vrste karakterizira visoka smrtnost u ranim fazama ontogeneze. Kod takvih vrsta krivulju preživljavanja karakterizira nagli pad u mlađoj dobi. Pojedinci koji prežive „kritičnu” dob pokazuju nisku smrtnost i žive do starije dobi. Tip se naziva tip ostriga. Tip III na slici. Proučavanje krivulja preživljavanja je od velikog interesa za ekologa. Omogućava nam da procijenimo u kojoj dobi je određena vrsta najranjivija. Ako se efekti uzroka koji mogu promijeniti fertilitet ili mortalitet jave u najranjivijoj fazi, tada će njihov utjecaj na kasniji razvoj populacije biti najveći. Ovaj obrazac se mora uzeti u obzir prilikom organiziranja lova ili kontrole štetočina.

Starosna i polna struktura stanovništva.

Bilo koju populaciju karakterizira određena organizacija. Raspodjela jedinki po teritoriji, odnos grupa jedinki prema spolu, starosti, morfološkim, fiziološkim, bihevioralnim i genetskim karakteristikama odražavaju odgovarajuće struktura stanovništva : prostorno, pol, starost, itd. Struktura se formira, s jedne strane, na osnovu opštih bioloških svojstava vrste, as druge, pod uticajem abiotskih faktora sredine i populacija drugih vrsta.

Struktura stanovništva je stoga adaptivne prirode. Različite populacije iste vrste imaju i slične i karakteristične osobine koje karakterišu specifične uslove životne sredine u njihovim staništima.

Generalno, pored adaptivnih sposobnosti pojedinih jedinki, na pojedinim teritorijama formiraju se i adaptivne karakteristike grupne adaptacije populacije kao supraindividualnog sistema, što ukazuje da su adaptivne osobine populacije znatno veće od onih kod pojedinaca. sastavljajući ga.

Starosni sastav- važan je za postojanje stanovništva. Prosječan životni vijek organizama i odnos broja (ili biomase) jedinki različite starosti karakteriše starosna struktura populacije. Formiranje starosne strukture nastaje kao rezultat kombiniranog djelovanja procesa reprodukcije i mortaliteta.

U bilo kojoj populaciji konvencionalno se razlikuju 3 starosne ekološke grupe:

Pre-reproduktivne;

Reproduktivne;

Post-reproduktivno.

Predreproduktivnu grupu čine jedinke koje još nisu sposobne za reprodukciju. Reproduktivne - jedinke sposobne za reprodukciju. Post-reproduktivni - jedinke koje su izgubile sposobnost reprodukcije. Trajanje ovih perioda uvelike varira u zavisnosti od vrste organizma.

Pod povoljnim uslovima, stanovništvo obuhvata sve starosne grupe i održava manje-više stabilan starosni sastav. U brzorastućim populacijama prevladavaju mlade jedinke, dok u populacijama u opadanju starije jedinke više nisu u stanju da se intenzivno razmnožavaju. Takve populacije su neproduktivne i nedovoljno stabilne.

Postoje tipovi sa jednostavna starosna struktura populacije koje se sastoje od jedinki skoro istih godina.

Na primjer, sve jednogodišnje biljke jedne populacije su u fazi sadnje u proljeće, zatim cvjetaju gotovo istovremeno i daju sjeme u jesen.

U vrstama sa složena starosna struktura populacije imaju nekoliko generacija koje žive u isto vrijeme.

Na primjer, slonovi imaju povijest mladih, zrelih i ostarjelih životinja.

Populacije koje obuhvataju više generacija (različitih starosnih grupa) su stabilnije i manje podložne uticaju faktora koji utiču na reprodukciju ili mortalitet u određenoj godini. Ekstremni uslovi mogu dovesti do smrti najranjivijih starosnih grupa, ali najotporniji preživljavaju i rađaju nove generacije.

Na primjer, osoba se smatra biološkom vrstom sa složenom starosnom strukturom. Stabilnost populacija vrste dokazana je, na primjer, tokom Drugog svjetskog rata.

Za proučavanje starosne strukture stanovništva koriste se grafičke tehnike, na primjer, starosne piramide stanovništva, koje se široko koriste u demografskim studijama (slika 3.9).

Sl.3.9. Piramide starosti stanovništva.

A - masovna reprodukcija, B - stabilna populacija, C - populacija u opadanju

Stabilnost populacija vrsta uvelike zavisi od seksualne strukture , tj. omjera pojedinaca različitih spolova. Seksualne grupe unutar populacija formiraju se na osnovu razlika u morfologiji (oblik i građa tijela) i ekologiji različitih spolova.

Na primjer, kod nekih insekata mužjaci imaju krila, ali ženke nemaju, mužjaci nekih sisara imaju rogove, ali ženke nemaju, mužjaci ptica imaju svijetlo perje, dok ženke imaju kamuflažu.

Ekološke razlike se ogledaju u sklonostima prema hrani (ženke mnogih komaraca sišu krv, dok se mužjaci hrane nektarom).

Genetski mehanizam osigurava približno jednak omjer jedinki oba spola pri rođenju. Međutim, početni omjer se ubrzo poremeti kao rezultat fizioloških, bihevioralnih i ekoloških razlika između muškaraca i žena, što uzrokuje neujednačenu smrtnost.

Analiza starosne i polne strukture populacija omogućava predviđanje njene brojnosti za niz narednih generacija i godina. Ovo je važno kada se procjenjuju mogućnosti ribolova, odstrela životinja, spašavanja usjeva od napada skakavaca iu drugim slučajevima.

Tlo je posredni medij između vode (temperaturni uslovi, nizak sadržaj kiseonika, zasićenost vodenom parom, prisustvo vode i soli u njoj) i vazduha (vazdušne šupljine, nagle promene vlažnosti i temperature u gornjim slojevima). Za mnoge člankonošce, tlo je bilo medij kroz koji su mogli preći iz vodenog u kopneni način života.

Glavni pokazatelji svojstava tla, koji odražavaju njegovu sposobnost da služi kao stanište za žive organizme, su vlažnost, temperatura i struktura tla. Sva tri indikatora su usko povezana jedan s drugim. Kako se vlažnost povećava, toplinska provodljivost se povećava i aeracija tla se pogoršava. Što je temperatura viša, dolazi do većeg isparavanja.

Fiziološki procesi koji se odvijaju u biljci, vitalna aktivnost mikroorganizama i faune tla, te hemijski procesi transformacije tvari i energije mogući su samo u određenim temperaturnim granicama.

Utjecaj temperature tla na biljke počinje od prvih faza njegovog rasta i razvoja. Štaviše, pojedine biljke imaju različite zahtjeve za temperaturnim uvjetima tla. Uz ekstremne temperaturne granice koje karakterišu temperaturni minimum i maksimum za pojedine biljne vrste, postoji i određeni optimum. Zahtjevi za temperaturu određenih biljaka mijenjaju se kako rastu i razvijaju se.

Toplotna provodljivost tla je količina topline koja teče kroz sloj tla površine 1 cm2 i debljine 1 cm u smjeru okomitom na njega s razlikom od 1 °C na obje strane sloja. Toplotna provodljivost, kao i toplinski kapacitet, ovisi o granulometrijskom i hemijske kompozicije tlo, njegova vlaga. Suva, dobro humusirana tla slabo provode toplinu; vlažna, teška tla imaju povećanu toplotnu provodljivost.

Voda (25-30%) u tlu je zastupljena u 4 vrste: gravitaciona, higroskopna (vezana), kapilarna i parna. Gravitacijski- pokretna voda, zauzimajući široke prostore između čestica tla, prodire pod sopstvenom težinom do nivoa podzemne vode. Biljke lako apsorbuju. Higroskopna ili srodna- adsorbira oko koloidnih čestica (glina, kvarc) tla i zadržava se u obliku tankog filma zbog vodoničnih veza. Iz njih se oslobađa na visokim temperaturama (102-105°C). Nedostupan je biljkama i ne isparava. Kapilara- zadržava se oko čestica tla površinskom napetostom. Kroz uske pore i kanale - kapilare, izdiže se iz nivoa podzemne vode ili odvaja od šupljina gravitacionom vodom. Bolje se zadržava na glinovitim zemljištima i lako isparava. Biljke ga lako apsorbuju.

Nauka

Temperatura je jedan od fundamentalnih pojmova u fizici; igra ogromnu ulogu tiče zemaljskog života svih oblika. Na vrlo visokim ili vrlo niskim temperaturama stvari se mogu ponašati vrlo čudno. Pozivamo vas da naučite o brojnim zanimljivosti vezano za temperature.

Koja je najviša temperatura?

Najviša temperatura koju je čovjek ikada stvorio bila je 4 milijarde stepeni Celzijusa. Teško je povjerovati da temperatura neke supstance može dostići tako nevjerovatne nivoe! Ova temperatura 250 puta više temperatura Sunčevog jezgra.

Postavljen je neverovatan rekord Brookhaven Natural Laboratory u New Yorku na ionskom sudaraču RHIC, čija je dužina oko 4 kilometra.

Naučnici su prisilili ione zlata da se sudare u pokušaju reprodukcije uslovi Velikog praska, stvaranje kvark-gluonske plazme. U ovom stanju, čestice koje čine jezgra atoma - protoni i neutroni - se raspadaju, što rezultira "supom" sastavnih kvarkova.

Ekstremne temperature u Sunčevom sistemu

Temperatura okoline u Sunčevom sistemu je drugačija od one na koju smo navikli na Zemlji. Naša zvezda, Sunce, je neverovatno vruća. U njegovom središtu je temperatura oko 15 miliona Kelvina, a površina Sunca ima temperaturu od samo oko 5700 Kelvina.

Temperatura u srži naše planete je približno ista kao površinska temperatura Sunca. Najtoplija planeta Solarni sistem- Jupiter, čija jezgra temperatura 5 puta više od površinske temperature sunca.

najhladnija temperatura u našem sistemu je zabeleženo na Mesecu: u nekim kraterima u senci je samo temperatura 30 Kelvina iznad apsolutne nule. Ova temperatura je niža od temperature Plutona!

Temperatura ljudskog staništa

Neki narodi žive u veoma ekstremnim uslovima i neobična mjesta, ne baš udobna za život. Na primjer, neka od najhladnijih naselja - selo Ojmjakon i grad Verhnojansk u Jakutiji, Rusija. Prosječna zimska temperatura je ovdje minus 45 stepeni Celzijusa.

Najhladniji veći grad je takođe u Sibiru - Yakutsk sa populacijom od oko 270 hiljada ljudi. Temperatura tamo zimi je takođe oko minus 45 stepeni, ali ljeti može porasti do 30 stepeni!

Najviša prosječna godišnja temperatura zabilježena je u napuštenom gradu Dallol, Etiopija. Šezdesetih godina prošlog vijeka ovdje je zabilježena prosječna temperatura - 34 stepena Celzijusa iznad nule. Među velikim gradovima, grad se smatra najtoplijim , glavni grad Tajlanda, gdje prosječna temperatura je takođe u martu-maju oko 34 stepena.

Najekstremnije temperature na kojima ljudi rade vide se u rudnicima zlata Mponeng u Južnoj Africi. Temperatura na oko 3 kilometra ispod zemlje je plus 65 stepeni Celzijusa. Poduzimaju se mjere za hlađenje rudnika, kao što je korištenje leda ili izolacijskih zidnih obloga, kako bi rudari mogli raditi bez pregrijavanja.

Koja je najhladnija temperatura?

Pokušavam da dobijem najniža temperatura, naučnici su se suočili sa nizom važnih stvari za nauku. Čovjek je uspio nabaviti najhladnije stvari u Univerzumu, koje su mnogo hladnije od bilo čega što je stvorila priroda i kosmos.

Zamrzavanje omogućava da temperatura padne na nekoliko miliKelvina. Najniža temperatura koja je postignuta u veštačkim uslovima je 100 pikokelvina ili 0,0000000001 K. Za postizanje ove temperature potrebno je koristiti magnetno hlađenje. Takođe, ovako niske temperature se mogu postići korišćenjem lasera.

Na ovim temperaturama materijal se ponaša potpuno drugačije nego u normalnim uvjetima.

Kolika je temperatura u svemiru?

Ako, na primjer, odnesete termometar u svemir i ostavite ga tamo neko vrijeme na mjestu daleko od izvora zračenja, možete primijetiti da pokazuje temperaturu 2,73 Kelvina ili tako minus 270 stepeni Celzijusa. Ovo je najniža prirodna temperatura u svemiru.

Temperatura ostaje ista u svemiru iznad apsolutne nule zbog radijacije koja je ostala nakon Velikog praska. Iako je svemir veoma hladan za naše standarde, zanimljivo je napomenuti da je jedan od najvažnijih problema s kojima se astronauti suočavaju u svemiru toplota.

Goli metal od kojeg su napravljeni objekti u orbiti može se zagrijati do 260 stepeni Celzijusa zbog slobodne sunčeve svjetlosti. Da bi se snizila temperatura brodova, potrebno ih je umotati u poseban materijal koji može sniziti temperaturu samo 2 puta.

Temperatura svemira, međutim, stalno pada. Teorije o tome postoje već duže vrijeme, ali tek su nedavna mjerenja potvrdila da se Univerzum hladi za otprilike za 1 stepen svake 3 milijarde godina.

Temperatura prostora će se približiti apsolutnoj nuli, ali je nikada neće dostići. Temperatura na Zemlji ne zavisi od temperature koja danas postoji u svemiru, a znamo da je naša planeta nedavno postepeno se zagreva.

Šta je kalorijsko?

Toplo– mehanička svojstva materijala. Što je predmet topliji, njegove čestice imaju više energije dok se kreću. Atomi supstanci u vrućem čvrstom stanju oni vibriraju brže od atoma istih, ali ohlađenih supstanci.

Da li će supstanca ostati u tečnom ili gasovitom stanju zavisi od toga na koju temperaturu treba da se zagreje?. Danas svaki školarac zna za ovo, ali sve do 19. veka naučnici su verovali da je sama toplota supstanca - tečnost bez težine, imenovan kalorijski.

Naučnici su vjerovali da je ova tekućina isparila iz toplog materijala i tako ga ohladila. Može teći iz toplih predmeta na hladne. Mnoga predviđanja zasnovana na ovoj teoriji su zapravo tačna. Uprkos zabludama o toploti, mnoge su zapravo napravljene tačne zaključke i naučnim otkrićima . Kalorijska teorija je konačno poražena krajem 19. vijeka.

Postoji li najviša temperatura?

Apsolutna nula- temperatura ispod koje je nemoguće pasti. Koja je najviša moguća temperatura? Nauka još ne može tačno odgovoriti na ovo pitanje.

Najviša temperatura se naziva Plankova temperatura. To je upravo temperatura koja je postojala u Univerzumu u trenutku Velikog praska, prema idejama moderne nauke. Ova temperatura je 10^32 Kelvina.

Za poređenje: ako možete zamisliti, ova temperatura milijarde puta veća od najviše temperature, umjetno dobiven od strane čovjeka, što je ranije spomenuto.

Prema standardnom modelu, Plankova temperatura ostaje najviša moguća temperatura. Ako je nešto još toplije, onda će zakoni fizike na koje smo navikli prestati da funkcionišu.

Postoje prijedlozi da temperatura može porasti čak i više od ovog nivoa, ali šta se dešava u ovom slučaju, nauka ne može objasniti. U našem modelu stvarnosti ništa vruće ne može postojati. Možda će realnost biti drugačija?

Većina vrsta biljaka i životinja prilagođena je prilično uskom rasponu temperatura. Neki organizmi, posebno u stanju mirovanja ili suspendirane animacije, mogu izdržati prilično niske temperature. Temperaturne fluktuacije u vodi su obično manje nego na kopnu, pa su granice temperaturne tolerancije vodenih organizama gore od onih na kopnenim organizmima. Intenzitet metabolizma zavisi od temperature. U osnovi, organizmi žive na temperaturama od 0 do +50 na površini pijeska u pustinji i do -70 u nekim područjima istočnog Sibira. Prosječni temperaturni raspon je od +50 do –50 u kopnenim staništima i od +2 do +27 u okeanima. Na primjer, mikroorganizmi mogu izdržati hlađenje do -200, određene vrste bakterija i algi mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama od +80, +88.

Razlikovati životinjski organizmi:

Pročitajte također:

Na primjer, mikroorganizmi mogu izdržati hlađenje do -200, određene vrste bakterija i algi mogu živjeti i razmnožavati se u toplim izvorima na temperaturama od +80, +88.

Razlikovati životinjski organizmi:

sa konstantnom tjelesnom temperaturom (toplokrvni);
sa nestabilnom tjelesnom temperaturom (hladnokrvni).

Organizmi sa nestabilnom telesnom temperaturom (ribe, vodozemci, gmizavci)

U prirodi temperatura nije konstantna. Organizmi koji žive u umjerenim geografskim širinama i izloženi su temperaturnim fluktuacijama manje su sposobni da podnose stalne temperature. Oštre fluktuacije - vrućina, mraz - nepovoljne su za organizme. Životinje su razvile prilagodbe da se nose sa hlađenjem i pregrijavanjem. Na primjer, s početkom zime, biljke i životinje s nestabilnom tjelesnom temperaturom ulaze u stanje zimskog mirovanja. Njihov metabolizam je naglo smanjen. U pripremama za zimu u životinjskim tkivima se pohranjuje mnogo masti i ugljikohidrata, smanjuje se količina vode u vlaknima, nakupljaju se šećeri i glicerin, što sprječava smrzavanje. Ovo povećava otpornost na mraz zimujućih organizama.

U vrućoj sezoni, naprotiv, aktiviraju se fiziološki mehanizmi koji štite od pregrijavanja. Kod biljaka se povećava isparavanje vlage kroz stomate, što dovodi do smanjenja temperature lista. Kod životinja se povećava isparavanje vode kroz respiratorni sistem i kožu.

Organizmi sa konstantnom telesnom temperaturom. (ptice, sisari)

Ovi organizmi su pretrpjeli promjene u unutrašnja struktura organa, što je doprinijelo njihovoj adaptaciji na konstantnu tjelesnu temperaturu. Ovo je, na primjer, srce s 4 komore i prisutnost jednog luka aorte, koji osigurava potpuno odvajanje arterijskog i venskog krvotoka, intenzivan metabolizam zbog opskrbe tkiva arterijskom krvlju zasićenom kisikom, perjem ili dlakom koja pokriva tijelo , koji pomaže u zadržavanju topline, dobro razvijena nervna aktivnost). Sve je to omogućilo predstavnicima ptica i sisara da ostanu aktivni prilikom naglih temperaturnih promjena i ovladaju svim staništima.

IN prirodni uslovi Temperatura se vrlo rijetko zadržava na nivou povoljnom za život. Stoga biljke i životinje razvijaju posebne adaptacije koje slabe nagle temperaturne fluktuacije. Životinje kao što su slonovi imaju veće uši od njihovog pretka, mamuta, koji je živio u hladnoj klimi. Pored slušnog organa, ušna školjka služi kao termostat. Za zaštitu od pregrijavanja, biljke razvijaju voštani premaz i gustu kutikulu.

Pročitajte također:

hipotermija (hipotermija)- stanje koje karakterizira smanjenje tjelesne temperature životinje ispod 37,0 C° kao rezultat prevlasti procesa prijenosa topline iz tijela nad procesom proizvodnje topline.

To se može dogoditi iz više razloga, kao što su produženo izlaganje uslovima niskih temperatura, hladnom vodom, šok stanja (traumatski, bolni, anafilaktički, hipovolemijski tipovi šoka), zarazne bolesti, dijabetes melitus, nesavršeni mehanizmi termoregulacije (npr. kod štenaca), hormonski poremećaji.

Klinički znakovi.

Kod hipotermije životinja ne ustaje i doživljava opću depresiju, koja je uzrokovana izrazito teškim metaboličkim i energetskim poremećajima u stanicama, kao i poremećajima funkcija vitalnih organa. Životinje imaju tendenciju da legnu na toplo mjesto i da se sklupčaju u klupko. Krzno postaje naborano, što povećava zračni jaz između vanjskog zraka i kože. Pojavljuje se drhtanje mišića, što rezultira stvaranjem dodatne topline. Dolazi do sužavanja krvnih sudova na površini tela (periferni vazospazam), što smanjuje gubitak toplote sa površine kože. Istovremeno, koža i vidljive sluzokože postaju bljeđi i hladniji. Kako hipotermija napreduje, životinja prestaje da drhti, a puls postaje slab ili odsutan. Disanje je plitko i rijetko. Otkucaje srca je teško otkriti i njihova frekvencija je naglo smanjena. Razvijaju se ozbiljni poremećaji srčanog ritma. Daljnji pad temperature praćen je teškim poremećajima funkcija tijela i njegovom smrću.

Hitna njega.

Podizanje tjelesne temperature na normalu primarni je cilj liječenja životinje sa simptomima hipotermije, bez obzira na razloge sniženja temperature.

TEMPERATURA

To se postiže sljedećim metodama:

Pasivna metoda. Pokrijte životinju ćebetom kako biste smanjili gubitak topline. Ovo pomaže kod manje hipotermije.
Aktivno vanjsko zagrijavanje. Za ovu metodu koriste se jastučići za grijanje, fen za kosu i ćebad za grijanje zraka. Štoviše, za veću efikasnost ne treba zagrijati šape, već tijelo životinje.
Aktivno unutrašnje zagrevanje. Koristi se u slučajevima kada su druge metode neefikasne. Sastoji se od intravenske infuzije životinji toplim tekućinama (na primjer, 0,9% otopine natrijum hlorida) ili izvođenja abdominalne dijalize istom otopinom. Ovu metodu sprovode samo kvalifikovani lekari u kliničkom okruženju.

Potrebno je povremeno mjeriti tjelesnu temperaturu životinje. U slučaju teške hipotermije, pored zagrijavanja, ozlijeđenoj životinji je potrebna intenzivna terapija, usmjerena ne samo na ispravljanje postojećih poremećaja funkcija organa i sistema, već i na sprječavanje mogućih komplikacija. Glavni napori su usmjereni na održavanje adekvatnog disanja, efikasne cirkulacije krvi, optimalnog metabolizma, sprječavanja daljeg hlađenja i postepenog aktivnog zagrijavanja tijela.

Prevencija.

Ne ostavljajte životinju dugo u hladnoj prostoriji.
Ako ste vlasnik kratkodlakog psa, zapamtite da u teškim mrazima šetnje sa životinjom trebaju biti kratke.
Kupite čizme i tople kombinezone za svog psa za zimu.

Poikilotermni i homeotermni organizmi. Predstavnici većine vrsta živih organizama nemaju sposobnost aktivne termoregulacije svojih tijela. Njihova aktivnost ovisi prvenstveno o toplini koja dolazi izvana, a temperatura tijela ovisi o temperaturi okoline. Takvi organizmi se nazivaju poikilotermni (ektotermni). Poikilotermija je karakteristična za sve mikroorganizme, biljke, beskičmenjake i većinu hordata.

Samo kod ptica i sisara toplina nastala u procesu intenzivnog metabolizma služi kao prilično pouzdan izvor povećanja tjelesne temperature i održavanja ona na konstantnom nivou bez obzira na temperaturu okoline. Tome doprinosi dobra toplinska izolacija koju stvara dlaka, gusto perje i debeli sloj potkožnog masnog tkiva. Takvi organizmi se nazivaju homeotermni (endotermni ili toplokrvni). Svojstvo endotermnosti omogućava mnogim vrstama životinja (polarni medvjedi, peronošci, pingvini, itd.) da vode aktivan životni stil na niskim temperaturama.

Poseban slučaj homojotermije - heterotermija- svojstveno životinjama koje hiberniraju ili privremeno omamljuju u nepovoljnim periodima godine (gofovi, ježevi, slepi miševi, puhovi itd.). U aktivnom stanju održavaju visoku tjelesnu temperaturu, a u slučaju niske aktivnosti tijela nižu, što je praćeno usporavanjem metaboličkih procesa i, kao posljedicom, niskim prijenosom topline.

Temperaturna adaptacija biljaka. Optimalna temperatura za većinu kopnenih biljaka je +25-30°C, a za toplotno zahtjevne biljke kao što su kukuruz, pasulj, soja i druge vrste tropskog i suptropskog porijekla - +30-35°C. Treba imati na umu da za svaku fazu i fazu razvoja biljke postoji optimalan temperaturni režim i gornje i donje granice.

Kada je biljka izložena visokim temperaturama Nastaje jaka dehidracija i isušivanje, opekotine, uništavanje hlorofila, ireverzibilni respiratorni poremećaji i konačno, termička denaturacija proteina, koagulacija citoplazme i smrt.

Biljke su sposobne da izdrže opasan uticaj ekstremno visokih temperatura zbog pojačane transpiracije, nakupljanja zaštitnih materija (sluz, organske kiseline i dr.) u citoplazmi, pomeranja temperaturnog optimuma aktivnosti najvažnijih enzima, prelaska u stanje dubokog mirovanja, kao i njihovo zauzimanje privremenih staništa zaštićenih od jakog pregrijavanja To znači da se za neke biljke cijela vegetacijska sezona pomjera u sezonu sa povoljnijim termičkim uvjetima. Tako u pustinjama i stepama postoje mnoge vrste biljaka koje svoju vegetaciju počinju vrlo rano u proljeće i uspijevaju je završiti prije početka ljetnih vrućina. Ove uslove preživljavaju u stanju ljetnog mirovanja - sjeme je već sazrelo ili su se pojavili podzemni organi - lukovice, gomolji, rizomi (lale, krokusi, lukovičasta trava, itd.)

Morfološke adaptacije koje sprečavaju pregrijavanje su u suštini iste koje služe biljci da smanji protok sunčevog zračenja. Ovo je sjajna površina i gusta pubescencija, koja listovima daje svijetlu boju i povećava refleksiju sunčevog zračenja, vertikalni položaj listova, uvijanje listova (kod žitarica), smanjenje površine lista itd. strukturne karakteristike biljaka istovremeno im pružaju mogućnost smanjenja gubitka vode. Dakle, kompleksno dejstvo faktora okoline na organizam ogleda se u složenoj prirodi adaptacije.

Opasnost od niskih temperatura za biljke se svodi na to da se voda smrzava u međućelijskim prostorima i ćelijama i kao rezultat toga dolazi do dehidracije i mehaničkog oštećenja ćelija, praćenog koagulacijom proteina i uništavanjem citoplazme. Hladnoća inhibira procese rasta biljaka, fotosinteze i stvaranja hlorofila, smanjuje energetsku efikasnost disanja i naglo usporava brzinu razvoja.

Da bi izdržale nepovoljne uslove hladnog perioda godine, biljke se pripremaju unapred: lišće im opada, a u zeljastim oblicima - nadzemni organi, dolazi do pubescencije ljuski pupoljaka, zimskog katranja pupoljaka (kod četinara), formiranje debele kutikule, zadebljanog sloja plute itd.

Među morfološkim adaptacijama biljaka na život u hladnim geografskim širinama, male veličine(patuljastost) i posebni oblici rasta. Visina patuljastih biljaka (patuljasta breza, patuljasta vrba itd.) obično odgovara dubini snježnog pokrivača ispod kojeg biljke prezimljuju, jer svi dijelovi koji strše iznad snijega umiru od smrzavanja. Slična zaštita od hladnoće karakteristična je i za puzave forme - vilenjak (kedar, kleka, planinski jasen i dr.) i jastučaste forme, nastale kao rezultat pojačanog grananja i izuzetno sporog rasta izdanaka.

Primjer fiziološke adaptacije biljaka koja sprječava smrzavanje vode u međućelijskim prostorima i stanicama, njihovu dehidraciju i mehanička oštećenja je povećanje koncentracije topivih ugljikohidrata u ćelijskom soku, što pomaže u snižavanju točke smrzavanja.

Temperaturna adaptacija životinja. U poređenju sa biljkama, životinje imaju raznovrsniju sposobnost prilagođavanja uticaju različitih temperatura. Tipično, postoje tri glavna načina prilagođavanja temperature: 1) hemijska termoregulacija (povećana proizvodnja toplote kao odgovor na smanjenje temperature okoline); 2) fizička termoregulacija (promene u nivou prenosa toplote, sposobnost zadržavanja toplote ili, obrnuto, raspršivanja njenog viška); 3) bihevioralna termoregulacija (izbjegavanje nepovoljnih temperatura kretanjem u prostoru ili promjenom ponašanja na složeniji način).

Poikilotermne životinje, za razliku od homeotermnih, karakteriše niža brzina metabolizma čak i pri istoj tjelesnoj temperaturi. Na primjer, pustinjska iguana na temperaturi od +37°C troši 7 puta manje kisika od glodara iste mase. Zbog toga se u tijelu ioiikilotermnih životinja stvara malo topline, te su, kao posljedica toga, mogućnosti kemijske i fizičke termoregulacije zanemarljive. Njihov glavni način regulacije tjelesne temperature je kroz karakteristike ponašanja - mijenjanje držanja, aktivno traženje povoljnih klimatskih uslova, mijenjanje staništa, samostalno stvaranje željene mikroklime (gradnja gnijezda, kopanje rupa i sl.).

Mjerenje tjelesne temperature kod životinja

P.). Na primjer, na ekstremnoj vrućini životinje se skrivaju u hladu, skrivaju se u jazbinama, a neke vrste pustinjskih guštera i zmija penju se na grmlje, izbjegavajući kontakt s vrućom površinom tla.

Neke poikilotermne životinje su u stanju da se održe optimalna temperatura tijela zbog rada mišića. Tako bumbari zagrijavaju svoje tijelo aktivirajući mišićne kontrakcije (drhtanje) do +32 i 33°C, što im daje priliku da polete i hrane se po hladnom vremenu.

Homeotermija se razvila iz poikilotermije kroz intenziviranje metaboličkih procesa i unapređenje metoda regulacije toplotne razmene životinja sa okolinom. Efikasna regulacija unosa i izlaza topline omogućava odraslim homeotermnim životinjama da održavaju konstantnu optimalnu tjelesnu temperaturu u svako doba godine.

Zbog visoke brzine metabolizma i proizvodnje značajne količine topline, homeotermne životinje odlikuju se visokom sposobnošću kemijske termoregulacije, što je posebno važno kada su izložene hladnoći. Međutim, održavanje temperature zbog povećane proizvodnje topline zahtijeva veliki utrošak energije, pa je životinjama u hladnoj sezoni potrebno u velikom broju hranu ili troše mnogo ranije nakupljenih rezervi masti. Na primjer, ptice koje ostanu za zimu boje se ne toliko mraza koliko nedostatka hrane. Ako postoji dobra žetva sjemena smreke i bora, križokljuni čak i zimi izlegu piliće. Ali s nedostatkom hrane zimi, ova vrsta termoregulacije je ekološki neisplativa, pa je stoga slabo razvijena kod arktičkih lisica, morževa, tuljana, polarnih medvjeda i drugih životinja koje žive u polarnom krugu.

Fizička termoregulacija, koja osigurava adaptaciju na hladnoću ne zbog dodatne proizvodnje topline, već zbog njenog očuvanja u tijelu životinje, provodi se refleksnim sužavanjem i širenjem krvnih žila kože, promjenom njene toplinske provodljivosti, promjenom toplinske izolacije. svojstva krzna i perja, te regulacija prijenosa topline isparavanja.

Gusto krzno sisara i perje ptica omogućavaju održavanje sloja zraka oko tijela s temperaturom bliskom tjelesnoj temperaturi životinje i na taj način smanjuju prijenos topline u vanjsko okruženje. Stanovnici hladne klime imaju dobro razvijen sloj potkožnog masnog tkiva, koji je ravnomjerno raspoređen po cijelom tijelu i dobar je toplotni izolator.

Efikasan mehanizam za regulisanje razmene toplote je i isparavanje vode kroz znojenje ili kroz vlažne membrane usne duplje (na primer, kod pasa). Dakle, osoba na ekstremnoj vrućini može lučiti više od 10 litara znoja dnevno, čime pomaže u hlađenju tijela.

Metode ponašanja za regulaciju razmjene topline kod homeotermnih životinja su iste kao i kod poikilotermnih životinja.

Dakle, kombinacija učinkovitih metoda kemijske, fizičke i bihevioralne termoregulacije omogućava toplokrvnim životinjama da održe svoju toplinsku ravnotežu u pozadini velikih fluktuacija temperature okoline.

⇐ Prethodno12345678