Θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σταθερή και ασταθής θερμοκρασία σώματος σε ζώα Μέτρηση θερμοκρασίας σώματος σε ζώα

Ομοσπονδιακό Δημοσιονομικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανώτατης Επαγγελματικής Εκπαίδευσης "Κρατικό Αγροτικό Πανεπιστήμιο του Νοβοσιμπίρσκ"

Ινστιτούτο Αλληλογραφίας Εκπαίδευσης και Προηγμένης Κατάρτισης

Τμήμα Προοδευτικών Τεχνολογιών Αγροτικής Παραγωγής

Πειθαρχία: "Οικολογία"

Θέμα: «Η θερμοκρασία και ο ρόλος της στη ζωή των οργανισμών»

Φοιτητές μερικής φοίτησης

Shelemeteva Ekaterina Ivanovna

Νοβοσιμπίρσκ 2014

Εισαγωγή

1. Βιότοπος

2. Περιβαλλοντικοί παράγοντες

3. Μοτίβα περιβαλλοντικών παραγόντων

4. Θερμοκρασία

5. Προσαρμογές θερμοκρασίας

5.1 Προσαρμογές θερμοκρασίας στα φυτά

5.2 Θερμικές προσαρμογές ζώων

6. Κύριοι τρόποι προσαρμογής της θερμοκρασίας

Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Οι οργανισμοί που ζουν στη Γη είναι πολύ διαφορετικοί και σχηματίζουν ολόκληρα βασίλεια και υποβασίλεια, τα οποία περιλαμβάνουν φυτά, ζώα, μύκητες, βακτήρια, πρωτόζωα, αρχαιοβακτήρια και κυανοβακτήρια.

Όλοι αυτοί οι οργανισμοί ζουν σε διαφορετικές συνθήκες και καταλαμβάνουν έναν αυστηρά καθορισμένο χώρο διαβίωσης. Κάθε ένα από αυτά απαιτεί ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες για την κανονική ανάπτυξη και αναπαραγωγή του.

Η σχέση μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντος, η επίδραση του οικοτόπου στη δομή, τη δραστηριότητα της ζωής και τη συμπεριφορά των οργανισμών, η σχέση μεταξύ της κατάστασης του οικοτόπου και της ευημερίας των πληθυσμών κ.λπ. μελετά την επιστήμη της οικολογίας.

Η οικολογία είναι μια επιστήμη που μελετά τις σχέσεις των οργανισμών (άτομα, πληθυσμοί, βιοκενόζες κ.λπ.) μεταξύ τους και με το περιβάλλον της ανόργανης φύσης τους, τους γενικούς νόμους λειτουργίας των οικοσυστημάτων σε διάφορα ιεραρχικά επίπεδα και τον βιότοπο των έμβιων όντων. (συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων).

Στο δοκίμιό μου θα εξετάσουμε τι είναι ο βιότοπος και τι ρόλο παίζει η θερμοκρασία στη ζωή των οργανισμών.

1. Βιότοπος

Ο βιότοπος είναι εκείνο το μέρος της φύσης που περιβάλλει έναν ζωντανό οργανισμό και με το οποίο αλληλεπιδρά άμεσα.

Το περιβάλλον είναι οι φυσικές ιδιότητες του χώρου που περιβάλλει ένα φυτό, ζώο ή άτομο, δηλαδή θερμοκρασία, φωτισμός, πίεση, επίπεδο ακτινοβολίας, κινητικότητα σωματιδίων.

Το πρώτο περιβάλλον στο οποίο προέκυψε και εξαπλώθηκε η ζωή ήταν το υδάτινο περιβάλλον. Σταδιακά, οι ζωντανοί οργανισμοί κατέκτησαν το περιβάλλον του εδάφους-αέρα, δημιούργησαν και κατοικούσαν το έδαφος και οι ίδιοι οι ζωντανοί οργανισμοί έγιναν ένα συγκεκριμένο περιβάλλον διαβίωσης.

Στον βιότοπο υπάρχουν πάντα πολύ σημαντικά στοιχεία από τα οποία εξαρτάται η πιθανότητα ύπαρξης ενός οργανισμού και υπάρχουν συστατικά του περιβάλλοντος που είναι αδιάφορα για έναν δεδομένο οργανισμό.

Ως εκ τούτου, εκτός από την έννοια του «ενδιαιτήματος», η οικολογία έχει αναπτύξει έννοιες σχετικά με τους περιβαλλοντικούς παράγοντες και τις συνθήκες ύπαρξης των οργανισμών.

2. Περιβαλλοντικοί παράγοντες

Ως περιβαλλοντικοί παράγοντες ορίζονται στοιχεία του περιβάλλοντος που έχουν θετική ή αρνητική επίδραση στην ύπαρξη και τη γεωγραφική κατανομή των έμβιων όντων.

Συμβατικά, όλοι οι παράγοντες χωρίζονται σε τρεις ομάδες: αβιοτικοί, βιοτικοί, ανθρωπογενείς.

Αβιοτικοί παράγοντες είναι όλες οι ιδιότητες άψυχης φύσης που επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτά είναι η θερμοκρασία, το φως, η πίεση, η υγρασία κ.λπ.

Στα πλαίσια του θέματος θα εξετάσουμε μόνο αβιοτικούς παράγοντες και πιο συγκεκριμένα τη θερμοκρασία και τον ρόλο της στη ζωή των οργανισμών.

Η θερμοκρασία είναι ένας πολύ μεταβλητός περιβαλλοντικός παράγοντας στο χώρο και στο χρόνο. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία ποικίλλει πολύ στην επιφάνεια της γης, αλλά είναι σχεδόν σταθερή στον πυθμένα του ωκεανού και βαθιά στις σπηλιές.

Ορισμένα πρότυπα μπορούν να εντοπιστούν στη φύση της επίδρασης των περιβαλλοντικών παραγόντων στους οργανισμούς και στις αντιδράσεις τους.

3. Μοτίβα περιβαλλοντικών παραγόντων

Ο πρώτος νόμος είναι ο νόμος του βέλτιστου. Κάθε παράγοντας έχει ορισμένα όρια θετικής επιρροής στους οργανισμούς. Τα όρια μιας ευεργετικής επίδρασης στο σώμα ονομάζονται νόμος του βέλτιστου.

Οι μέγιστες και ελάχιστες μεταβιβάσιμες τιμές ενός παράγοντα είναι κρίσιμα σημεία, πέρα ​​από τα οποία δεν είναι δυνατή η ύπαρξη.

Ένα διάγραμμα της επίδρασης των περιβαλλοντικών παραγόντων στους ζωντανούς οργανισμούς παρουσιάζεται στο Σχήμα 1.

Εικόνα 1 - Σχέδιο δράσης περιβαλλοντικών παραγόντων σε ζωντανούς οργανισμούς

Κάθε τύπος οργανισμού έχει τα δικά του όρια αντοχής και βέλτιστες τιμές για τη δράση περιβαλλοντικών παραγόντων. Έτσι, οι αρκτικές αλεπούδες στην τούνδρα μπορούν να ανεχθούν διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του αέρα περίπου 80°C ° C (από +30 έως -50° ΜΕ)

Το δεύτερο μοτίβο είναι η ασάφεια της επίδρασης του παράγοντα σε διαφορετικές λειτουργίες του σώματος. Ο ίδιος παράγοντας έχει διαφορετικές επιπτώσεις στις λειτουργίες του σώματος.

Έτσι, η θερμοκρασία του αέρα είναι από +40 έως +50 ° Το C στα ψυχρόαιμα ζώα αυξάνει πολύ τον ρυθμό των μεταβολικών διεργασιών, αλλά αναστέλλει την κινητική δραστηριότητα και τα ζώα πέφτουν σε θερμικό λήθαργο (αναβίωση). Μια καφέ αρκούδα κοιμάται σε μια θερμοκρασία, αλλά για ενεργές ενέργειες, αναζήτηση τροφής και αναπαραγωγή, χρειάζεται διαφορετική θερμοκρασία.

Το τρίτο μοτίβο είναι η επίδραση παραγόντων στο σώμα. Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες δεν δρουν μεμονωμένα, αλλά αμοιβαία (Πίνακας 1). Η αλληλεπίδραση είναι ότι η αλλαγή της έντασης ενός από αυτά μπορεί να περιορίσει το όριο αντοχής σε έναν άλλο παράγοντα ή, αντίθετα, να το αυξήσει.

Για παράδειγμα, η βέλτιστη θερμοκρασία αυξάνει την ανοχή στην έλλειψη υγρασίας και τροφής. Ο έντονος παγετός χωρίς άνεμο είναι πιο εύκολο να αντέξει και σε θυελλώδεις καιρούς με ισχυρό παγετό υπάρχει μεγάλη πιθανότητα κρυοπαγήματος.

Πίνακας 1 - Αλληλεπίδραση παραγόντων

Θερμοκρασία, ° Υγρασία,% κίνηση αέρα, m/s17,7 22,4 25100 70 200,0 0,5 2,5

Οι αισθήσεις των οργανισμών είναι ίδιες για διαφορετικούς συνδυασμούς τριών παραγόντων.

Ο τέταρτος κανόνας είναι ο κανόνας του περιοριστικού παράγοντα. Αν η επίδραση ενός παράγοντα ξεπεράσει κρίσιμα σημεία – όρια αντοχής, τότε η ύπαρξη του είδους καθίσταται αδύνατη. Για παράδειγμα, η έλλειψη θερμότητας εμποδίζει την εξάπλωση ορισμένων ειδών οπωροφόρα φυτάπρος τα βόρεια (ροδάκινο, καρυδιά).

Σύμφωνα με τη θεωρία του Charles Darwin, όλοι οι οργανισμοί είναι μεταβλητοί και ικανοί να προσαρμοστούν.

Η προσαρμογή είναι ένα σύστημα ρύθμισης μεταβολικών διεργασιών και φυσιολογικών χαρακτηριστικών που εξασφαλίζουν τη μέγιστη προσαρμοστικότητα των οργανισμών στις περιβαλλοντικές συνθήκες.

4. Θερμοκρασία

Οι θερμοκρασίες είναι τα όρια της ύπαρξης της ζωής. Κατά μέσο όρο κυμαίνονται από 0 ° Από έως +50 ° Γ. Ωστόσο, ορισμένα είδη είναι προσαρμοσμένα στην ενεργό ύπαρξη σε θερμοκρασίες πέρα ​​από αυτά τα όρια.

Τα είδη που προτιμούν το κρύο (κρυόφιλα) παραμένουν ενεργά έως και -10 ° Γ. Τα βακτήρια, οι μύκητες, οι λειχήνες, τα βρύα και τα αρθρόποδα μπορούν να ανεχθούν την υποθερμία. Τα δέντρα και τα φυτά ξεπερνούν επίσης την υποθερμία.

Υπάρχει μια ομάδα οργανισμών που προτιμούν τις υψηλές θερμοκρασίες - θερμόφιλα. Αυτά είναι σκουλήκια, έντομα, ακάρεα που ζουν στις ερήμους και βακτήρια. Οι λανθάνοντες οργανισμοί (σπόρια ορισμένων βακτηρίων, σπόροι φυτών κ.λπ.) μπορούν να αντέξουν την υπερθέρμανση έως και 180° ΜΕ.

αβιοτικό ζώο προσαρμογής στη θερμοκρασία

5. Προσαρμογές θερμοκρασίας

1 Προσαρμογές θερμοκρασίας στα φυτά

Τα φυτά είναι ακίνητοι οργανισμοί, επομένως αναγκάζονται να προσαρμοστούν στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Διαθέτουν ειδικά συστήματα που προστατεύουν από την υποθερμία ή την υπερθέρμανση. Για παράδειγμα, η διαπνοή είναι το σύστημα εξάτμισης του νερού από τα φυτά μέσω της στοματικής συσκευής. Μερικά φυτά έχουν γίνει ακόμη και ανθεκτικά στις πυρκαγιές - ονομάζονται πυρόφυτα. Έτσι, τα δέντρα της σαβάνας έχουν παχύ φλοιό εμποτισμένο με πυρίμαχες ουσίες.

5.2 Θερμικές προσαρμογές ζώων

Τα ζώα έχουν μεγαλύτερη ικανότητα προσαρμογής στις αλλαγές θερμοκρασίας σε σύγκριση με τα φυτά. Είναι σε θέση να κινούνται, έχουν τους δικούς τους μύες και παράγουν τη δική τους θερμότητα.

Ανάλογα με τους μηχανισμούς διατήρησης σταθερής θερμοκρασίας σώματος, υπάρχουν:

-ποικιλοθερμικά (ψυχρόαιμα) ζώα.

-ομοιοθερμικά (θερμόαιμα) ζώα.

Στα ψυχρόαιμα ζώα περιλαμβάνονται έντομα, ψάρια, ερπετά και αμφίβια. Η θερμοκρασία του σώματός τους αλλάζει παράλληλα με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος.

Τα θερμόαιμα ζώα είναι ζώα με σταθερή θερμοκρασία σώματος, ικανά να τη διατηρήσουν ακόμη και με έντονες διακυμάνσεις της εξωτερικής θερμοκρασίας. Αυτά είναι θηλαστικά και πουλιά.

6. Κύριοι τρόποι προσαρμογής της θερμοκρασίας

Προκειμένου να ζήσουν και να αναπαραχθούν σε ορισμένες περιβαλλοντικές συνθήκες, τα ζώα και τα φυτά στη διαδικασία της εξέλιξης έχουν αναπτύξει μια μεγάλη ποικιλία προσαρμογών και συστημάτων που ταιριάζουν σε αυτό το περιβάλλον.

Υπάρχουν οι ακόλουθοι τρόποι προσαρμογής της θερμοκρασίας:

-χημική θερμορύθμιση - αύξηση της παραγωγής θερμότητας ως απόκριση σε μείωση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος.

-φυσική θερμορύθμιση - η ικανότητα διατήρησης της θερμότητας λόγω των μαλλιών και των φτερών, η κατανομή των αποθεμάτων λίπους, η δυνατότητα μεταφοράς θερμότητας με εξάτμιση κ.λπ.

-συμπεριφορική θερμορύθμιση - η ικανότητα μετακίνησης από μέρη ακραίων θερμοκρασιών σε μέρη βέλτιστων θερμοκρασιών. Αυτός είναι ο κύριος τρόπος θερμορύθμισης στα ποικιλοθερμικά ζώα. Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, τείνουν να αλλάζουν θέση ή να κρύβονται στις σκιές, σε μια τρύπα. Οι μέλισσες, οι τερμίτες και τα μυρμήγκια φτιάχνουν φωλιές με καλά ρυθμισμένες θερμοκρασίες μέσα τους.

Για να επεξηγηθεί η τελειότητα της θερμορύθμισης σε ανώτερα ζώα και ανθρώπους, μπορεί να δοθεί το ακόλουθο παράδειγμα. Πριν από περίπου 200 χρόνια, ο γιατρός C. Blagden στην Αγγλία πραγματοποίησε το εξής πείραμα: αυτός, μαζί με φίλους και έναν σκύλο, πέρασε 45 λεπτά. σε ξηρό θάλαμο στους +126 °C χωρίς επιπτώσεις στην υγεία. Οι λάτρεις της φινλανδικής σάουνας γνωρίζουν ότι μπορείτε να περάσετε λίγο χρόνο σε μια σάουνα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από +100 °C (για κάθε άτομο) και αυτό είναι καλό για την υγεία. Ξέρουμε όμως επίσης ότι αν κρατήσετε ένα κομμάτι κρέας σε αυτή τη θερμοκρασία, θα ψηθεί.

Όταν εκτίθενται στο κρύο, τα θερμόαιμα ζώα εντείνουν τις οξειδωτικές διεργασίες, ειδικά στους μύες. Η χημική θερμορύθμιση μπαίνει στο παιχνίδι. Σημειώνονται μυϊκοί τρόμοι, που οδηγούν στην απελευθέρωση πρόσθετης θερμότητας. Ο μεταβολισμός των λιπιδίων ενισχύεται ιδιαίτερα, καθώς τα λίπη περιέχουν σημαντική παροχή χημικής ενέργειας. Επομένως, η συσσώρευση αποθεμάτων λίπους παρέχει καλύτερη θερμορύθμιση.

Η αυξημένη παραγωγή θερμότητας συνοδεύεται από την κατανάλωση μεγάλων ποσοτήτων τροφής. Έτσι, τα πουλιά που μένουν για το χειμώνα χρειάζονται πολλή τροφή· δεν φοβούνται τον παγετό, αλλά την έλλειψη τροφής. Όταν η συγκομιδή είναι καλή, οι ράβδοι ελάτης και πεύκου, για παράδειγμα, εκκολάπτουν νεοσσούς ακόμη και το χειμώνα. Οι άνθρωποι - κάτοικοι σκληρών περιοχών της Σιβηρίας ή των βόρειων περιοχών - έχουν αναπτύξει ένα μενού με πολλές θερμίδες από γενιά σε γενιά - παραδοσιακά ζυμαρικά και άλλα φαγητά με πολλές θερμίδες. Ως εκ τούτου, πριν ακολουθήσουμε τις μοντέρνες δυτικές δίαιτες και απορρίψουμε την τροφή των προγόνων μας, πρέπει να θυμόμαστε τη σκοπιμότητα που υπάρχει στη φύση, η οποία βασίζεται στις μακροχρόνιες παραδόσεις των ανθρώπων.

Ένας αποτελεσματικός μηχανισμός για τη ρύθμιση της ανταλλαγής θερμότητας στα ζώα, όπως και στα φυτά, είναι η εξάτμιση του νερού μέσω της εφίδρωσης ή μέσω των βλεννογόνων του στόματος και της ανώτερης αναπνευστικής οδού. Αυτό είναι ένα παράδειγμα φυσικής θερμορύθμισης. Ένα άτομο σε υπερβολική ζέστη μπορεί να παράγει έως και 12 λίτρα ιδρώτα την ημέρα, διαχέοντας 10 φορές περισσότερη θερμότητα από το κανονικό. Το νερό που απεκκρίνεται πρέπει να επιστρέφεται εν μέρει μέσω της πόσης.

Τα θερμόαιμα ζώα, όπως και τα ψυχρόαιμα, χαρακτηρίζονται από θερμορύθμιση συμπεριφοράς. Στα λαγούμια των ζώων που ζουν υπόγεια, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας είναι μικρότερες, όσο πιο βαθιά είναι το λαγούμι. Στις επιδέξια κατασκευασμένες φωλιές μελισσών διατηρείται ένα ομοιόμορφο, ευνοϊκό μικροκλίμα.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η ομαδική συμπεριφορά των ζώων. Για παράδειγμα, σε σοβαρό παγετό και χιονοθύελλες, οι πιγκουίνοι σχηματίζουν μια "χελώνα" - έναν πυκνό σωρό. Όσοι βρίσκονται στην άκρη σταδιακά μπαίνουν μέσα, όπου η θερμοκρασία διατηρείται περίπου στους +37 °C. Εκεί, μέσα, τοποθετούνται και τα μικρά.

Έτσι, ο βιότοπος είναι μια από τις βασικές έννοιες της οικολογίας. Κατά την αξιολόγηση της επίδρασης περιβαλλοντικών παραγόντων στους ζωντανούς οργανισμούς, η ένταση της δράσης τους είναι σημαντική: σε ευνοϊκές συνθήκες μιλούν για βέλτιστες και σε περίπτωση υπερβολικής ή ανεπάρκειας, την περιοριστική επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων (όρια αντοχής).

Κατά τη διάρκεια της εξέλιξης και υπό την επίδραση των μεταβαλλόμενων περιβαλλοντικών παραγόντων, η ζωντανή φύση έχει επιτύχει μεγάλη ποικιλομορφία. Αλλά η διαδικασία δεν έχει σταματήσει: οι φυσικές συνθήκες αλλάζουν, οι οργανισμοί προσαρμόζονται στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες και αναπτύσσουν συστήματα προσαρμογής για να εξασφαλίσουν εξαιρετική προσαρμοστικότητα στις συνθήκες διαβίωσης. Αυτή η ικανότητα των οργανισμών να προσαρμόζονται στις περιβαλλοντικές αλλαγές είναι η πιο σημαντική οικολογική ιδιότητα που διασφαλίζει τη συνέπεια μεταξύ των πλασμάτων και του περιβάλλοντος τους.

Βιβλιογραφία

Εκπαιδευτική βιβλιογραφία

Υποβάλετε την αίτησή σας υποδεικνύοντας το θέμα αυτή τη στιγμή για να μάθετε για τη δυνατότητα να λάβετε μια διαβούλευση.

Η θερμοκρασία είναι ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Η θερμοκρασία έχει τεράστιο αντίκτυπο σε πολλές πτυχές της ζωής των οργανισμών, τη γεωγραφία κατανομής, την αναπαραγωγή και άλλες βιολογικές ιδιότητες των οργανισμών, οι οποίες εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία. Εύρος, δηλ. Τα όρια θερμοκρασίας στα οποία μπορεί να υπάρχει ζωή κυμαίνονται από περίπου -200°C έως +100°C και μερικές φορές έχει βρεθεί ότι υπάρχουν βακτήρια σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες 250°C. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν σε ακόμη στενότερο εύρος θερμοκρασιών.

Ορισμένοι τύποι μικροοργανισμών, κυρίως βακτήρια και φύκια, μπορούν να ζουν και να αναπαράγονται σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες κοντά στο σημείο βρασμού. Το ανώτερο όριο θερμοκρασίας για τα βακτήρια των θερμών πηγών είναι περίπου 90°C. Η διακύμανση της θερμοκρασίας είναι πολύ σημαντική από περιβαλλοντική άποψη.

Οποιοδήποτε είδος μπορεί να ζήσει μόνο μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας, τις λεγόμενες μέγιστες και ελάχιστες θανατηφόρες θερμοκρασίες. Πέρα από αυτές τις κρίσιμες ακραίες θερμοκρασίες, κρύο ή ζέστη, επέρχεται ο θάνατος του οργανισμού. Κάπου ανάμεσά τους υπάρχει μια βέλτιστη θερμοκρασία στην οποία είναι ενεργή η ζωτική δραστηριότητα όλων των οργανισμών, η ζωντανή ύλη στο σύνολό της.

Σύμφωνα με την ανοχή των οργανισμών σε καθεστώς θερμοκρασίαςχωρίζονται σε ευρυθερμικές και στενοθερμικές, δηλ. ικανό να ανέχεται τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εντός ευρειών ή στενών ορίων. Για παράδειγμα, οι λειχήνες και πολλά βακτήρια μπορούν να ζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες ή οι ορχιδέες και άλλα φυτά που αγαπούν τη θερμότητα των τροπικών ζωνών είναι στενόθερμα.

Μερικά ζώα είναι σε θέση να διατηρήσουν μια σταθερή θερμοκρασία σώματος, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται ομοιοθερμικοί. Σε άλλα ζώα, η θερμοκρασία του σώματος ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ονομάζονται ποικιλοθερμικά. Ανάλογα με τη μέθοδο προσαρμογής των οργανισμών στις συνθήκες θερμοκρασίας, χωρίζονται σε δύο οικολογικές ομάδες: κρυόφυλλοι - οργανισμοί προσαρμοσμένοι στο κρύο, σε χαμηλές θερμοκρασίες. θερμόφιλοι - ή θερμόφιλοι.

Ο κανόνας του Άλεν- ένας οικογεωγραφικός κανόνας που θεσπίστηκε από τον D. Allen το 1877. Σύμφωνα με αυτόν τον κανόνα, μεταξύ των σχετικών μορφών ομοιοθερμικών (θερμόαιμων) ζώων που ακολουθούν παρόμοιο τρόπο ζωής, αυτά που ζουν σε ψυχρότερα κλίματα έχουν σχετικά μικρότερα προεξέχοντα μέρη του σώματος: αυτιά, πόδια, ουρές κ.λπ.

Η μείωση των τμημάτων του σώματος που προεξέχουν οδηγεί σε μείωση της σχετικής επιφάνειας του σώματος και συμβάλλει στην εξοικονόμηση θερμότητας.

Ένα παράδειγμα αυτού του κανόνα είναι εκπρόσωποι της οικογένειας των σκύλων από διάφορες περιοχές. Τα μικρότερα (σε σχέση με το μήκος του σώματος) αυτιά και το λιγότερο επιμήκη ρύγχος αυτής της οικογένειας βρίσκονται στην αλεπού της Αρκτικής (περιοχή: Αρκτική), και τα μεγαλύτερα αυτιά και το στενό, επίμηκες ρύγχος βρίσκονται στην αλεπού fennec (περιοχή: Σαχάρα).

Αυτός ο κανόνας ισχύει επίσης για τους ανθρώπινους πληθυσμούς: η πιο κοντή (σε σχέση με το μέγεθος του σώματος) μύτη, τα χέρια και τα πόδια είναι χαρακτηριστικά των λαών των Εσκιμώων-Αλεούτ (Εσκιμώοι, Ινουίτ) και τα μακρύτερα χέρια και πόδια είναι για τις γούνες και τους Τούτσι.

Ο κανόνας του Μπέργκμαν- ένας οικογεωγραφικός κανόνας που διατυπώθηκε το 1847 από τον Γερμανό βιολόγο Karl Bergmann. Ο κανόνας αναφέρει ότι μεταξύ παρόμοιων μορφών ομοιοθερμικών (θερμόαιμων) ζώων, τα μεγαλύτερα είναι αυτά που ζουν σε ψυχρότερα κλίματα - σε μεγάλα γεωγραφικά πλάτη ή στα βουνά. Εάν υπάρχουν στενά συγγενικά είδη (για παράδειγμα, είδη του ίδιου γένους) που δεν διαφέρουν σημαντικά ως προς τον τρόπο διατροφής και τον τρόπο ζωής τους, τότε μεγαλύτερα είδη συναντώνται επίσης σε πιο σοβαρά (ψυχρά) κλίματα.

Ο κανόνας βασίζεται στην υπόθεση ότι η συνολική παραγωγή θερμότητας στα ενδόθερμα είδη εξαρτάται από τον όγκο του σώματος και ο ρυθμός μεταφοράς θερμότητας εξαρτάται από την επιφάνειά του. Καθώς το μέγεθος των οργανισμών αυξάνεται, ο όγκος του σώματος αυξάνεται ταχύτερα από την επιφάνειά του. Αυτός ο κανόνας δοκιμάστηκε για πρώτη φορά πειραματικά σε σκύλους διαφορετικών μεγεθών. Αποδείχθηκε ότι η παραγωγή θερμότητας σε μικρόσωμους σκύλους είναι υψηλότερη ανά μονάδα μάζας, αλλά ανεξάρτητα από το μέγεθος παραμένει σχεδόν σταθερή ανά μονάδα επιφάνειας.

Πράγματι, ο κανόνας του Μπέργκμαν συχνά εκπληρώνεται τόσο στο ίδιο είδος όσο και στα στενά συγγενικά είδη. Για παράδειγμα, η μορφή Amur της τίγρης από την Άπω Ανατολή είναι μεγαλύτερη από τη μορφή της Σουμάτρας από την Ινδονησία. Τα υποείδη του βόρειου λύκου είναι κατά μέσο όρο μεγαλύτερα από τα νότια. Μεταξύ των στενά συγγενικών ειδών του γένους αρκούδας, τα μεγαλύτερα ζουν σε βόρεια γεωγραφικά πλάτη (η πολική αρκούδα, καφέ αρκούδες από το νησί Kodiak) και τα μικρότερα είδη (για παράδειγμα, η αρκούδα με γυαλιά) ζουν σε περιοχές με ζεστό κλίμα.

Ταυτόχρονα, αυτός ο κανόνας επικρίθηκε συχνά. Σημειώθηκε ότι δεν μπορεί να είναι γενικής φύσης, καθώς το μέγεθος των θηλαστικών και των πτηνών επηρεάζεται από πολλούς άλλους παράγοντες εκτός από τη θερμοκρασία. Επιπλέον, οι προσαρμογές σε σκληρά κλίματα σε επίπεδο πληθυσμού και είδους συχνά συμβαίνουν όχι μέσω αλλαγών στο μέγεθος του σώματος, αλλά μέσω αλλαγών στο μέγεθος των εσωτερικών οργάνων (αύξηση του μεγέθους της καρδιάς και των πνευμόνων) ή μέσω βιοχημικών προσαρμογών. Λαμβάνοντας υπόψη αυτή την κριτική, είναι απαραίτητο να τονίσουμε ότι ο κανόνας του Μπέργκμαν είναι στατιστικής φύσης και εκδηλώνει ξεκάθαρα την επίδρασή του, καθώς όλα τα άλλα είναι ίσα.

Πράγματι, υπάρχουν πολλές εξαιρέσεις σε αυτόν τον κανόνα. Έτσι, η μικρότερη φυλή μαλλί μαμούθ είναι γνωστή από το πολικό νησί Wrangel. πολλά υποείδη δασικών λύκων είναι μεγαλύτερα από τους λύκους της τούνδρας (για παράδειγμα, το εξαφανισμένο υποείδος από τη χερσόνησο Κενάι, θεωρείται ότι το μεγάλο μέγεθός τους θα μπορούσε να δώσει σε αυτούς τους λύκους ένα πλεονέκτημα όταν κυνηγούν μεγάλες άλκες που κατοικούν στη χερσόνησο). Το υποείδος της Άπω Ανατολής της λεοπάρδαλης που ζει στο Amur είναι σημαντικά μικρότερο από το αφρικανικό. Στα παραδείγματα που δίνονται, οι συγκρίσιμες μορφές διαφέρουν ως προς τον τρόπο ζωής (πληθυσμοί νησιών και ηπειρωτών, υποείδη τούνδρας, που τρέφονται με μικρότερα θηράματα και υποείδη δασών, που τρέφονται με μεγαλύτερα θηράματα).

Σε σχέση με τους ανθρώπους, ο κανόνας ισχύει σε κάποιο βαθμό (για παράδειγμα, οι φυλές των πυγμαίων εμφανίστηκαν προφανώς επανειλημμένα και ανεξάρτητα σε διαφορετικές περιοχές με τροπικό κλίμα). Ωστόσο, οι διαφορές στην τοπική διατροφή και τα έθιμα, η μετανάστευση και η γενετική μετατόπιση μεταξύ των πληθυσμών θέτουν όρια στην εφαρμογή αυτού του κανόνα.

Ο κανόνας του Glogerείναι ότι μεταξύ των συγγενών μορφών (διαφορετικές φυλές ή υποείδη του ίδιου είδους, συγγενικά είδη) ομοιοθερμικών (θερμόαιμων) ζώων, αυτά που ζουν σε ζεστά και υγρά κλίματα έχουν πιο φωτεινό χρώμα από αυτά που ζουν σε ψυχρό και ξηρό κλίμα. Ιδρύθηκε το 1833 από τον Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), Πολωνό και Γερμανό ορνιθολόγο.

Για παράδειγμα, τα περισσότερα είδη πουλιών της ερήμου έχουν πιο θαμπό χρώμα από τους συγγενείς τους από υποτροπικά και τροπικά δάση. Ο κανόνας του Gloger μπορεί να εξηγηθεί τόσο από τις εκτιμήσεις του καμουφλάζ όσο και από την επίδραση των κλιματικών συνθηκών στη σύνθεση των χρωστικών. Σε κάποιο βαθμό, ο κανόνας του Gloger ισχύει επίσης για τα υποκιλόθερμα (ψυχρόαιμα) ζώα, ιδιαίτερα τα έντομα.

Η υγρασία ως περιβαλλοντικός παράγοντας

Αρχικά, όλοι οι οργανισμοί ήταν υδρόβιοι. Έχοντας κατακτήσει γη, δεν έχασαν την εξάρτησή τους από το νερό. Το νερό είναι αναπόσπαστο μέρος όλων των ζωντανών οργανισμών. Η υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα. Χωρίς υγρασία ή νερό δεν υπάρχει ζωή.

Η υγρασία είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει την περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς. Η απόλυτη υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται σχετική υγρασία (δηλαδή, η αναλογία της ποσότητας υδρατμών στον αέρα προς την κορεσμένη ποσότητα ατμού υπό ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.)

Στη φύση υπάρχει ένας καθημερινός ρυθμός υγρασίας. Η υγρασία κυμαίνεται κατακόρυφα και οριζόντια. Αυτός ο παράγοντας, μαζί με το φως και τη θερμοκρασία, παίζει μεγάλο ρόλο στη ρύθμιση της δραστηριότητας των οργανισμών και της κατανομής τους. Η υγρασία τροποποιεί επίσης την επίδραση της θερμοκρασίας.

Ένας σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας είναι η ξήρανση στον αέρα. Ειδικά για τους χερσαίους οργανισμούς, η επίδραση ξήρανσης του αέρα έχει μεγάλη σημασία. Τα ζώα προσαρμόζονται μετακινώντας σε προστατευμένα μέρη και ακολουθώντας έναν ενεργό τρόπο ζωής τη νύχτα.

Τα φυτά απορροφούν νερό από το έδαφος και σχεδόν όλο (97-99%) εξατμίζεται μέσω των φύλλων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαπνοή. Η εξάτμιση δροσίζει τα φύλλα. Χάρη στην εξάτμιση, τα ιόντα μεταφέρονται μέσω του εδάφους στις ρίζες, τα ιόντα μεταφέρονται μεταξύ των κυττάρων κ.λπ.

Μια ορισμένη ποσότητα υγρασίας είναι απολύτως απαραίτητη για τους χερσαίους οργανισμούς. Πολλά από αυτά απαιτούν σχετική υγρασία 100% για κανονική λειτουργία, και αντίθετα, ένας οργανισμός σε κανονική κατάσταση δεν μπορεί να ζήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε απόλυτα ξηρό αέρα, γιατί χάνει συνεχώς νερό. Το νερό είναι ουσιαστικό μέρος της ζωντανής ύλης. Επομένως, η απώλεια νερού σε μια ορισμένη ποσότητα οδηγεί σε θάνατο.

Τα φυτά σε ξηρά κλίματα προσαρμόζονται στις μορφολογικές αλλαγές, μείωση φυτικά όργανα, ειδικά φύλλα.

Τα ζώα της ξηράς προσαρμόζονται επίσης. Πολλοί από αυτούς πίνουν νερό, άλλοι το απορροφούν μέσω του σώματος σε υγρή ή ατμό μορφή. Για παράδειγμα, τα περισσότερα αμφίβια, μερικά έντομα και ακάρεα. Τα περισσότερα ζώα της ερήμου δεν πίνουν ποτέ· ικανοποιούν τις ανάγκες τους από νερό που παρέχεται με τροφή. Άλλα ζώα λαμβάνουν νερό μέσω της διαδικασίας οξείδωσης του λίπους.

Το νερό είναι απολύτως απαραίτητο για τους ζωντανούς οργανισμούς. Επομένως, οι οργανισμοί εξαπλώνονται σε ολόκληρο τον βιότοπό τους ανάλογα με τις ανάγκες τους: οι υδρόβιοι οργανισμοί ζουν συνεχώς στο νερό. τα υδρόφυτα μπορούν να ζήσουν μόνο σε πολύ υγρά περιβάλλοντα.

Από την άποψη του οικολογικού σθένους, τα υδρόφυτα και τα υγρόφυτα ανήκουν στην ομάδα των στενόγυρων. Η υγρασία επηρεάζει πολύ τις ζωτικές λειτουργίες των οργανισμών, για παράδειγμα, η σχετική υγρασία 70% ήταν πολύ ευνοϊκή για την ωρίμανση του αγρού και τη γονιμότητα των θηλυκών αποδημητικών ακρίδων. Όταν πολλαπλασιάζονται με επιτυχία, προκαλούν τεράστια οικονομική ζημιά στις καλλιέργειες σε πολλές χώρες.

Για την οικολογική αξιολόγηση της κατανομής των οργανισμών χρησιμοποιείται ο δείκτης της ξηρασίας του κλίματος. Η ξηρότητα χρησιμεύει ως επιλεκτικός παράγοντας για την οικολογική ταξινόμηση των οργανισμών.

Έτσι, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά υγρασίας του τοπικού κλίματος, τα είδη οργανισμών κατανέμονται σε οικολογικές ομάδες:

1. Τα υδρόφυτα είναι υδρόβια φυτά.

2. Τα υδρόφυτα είναι χερσαία-υδάτινα φυτά.

3. Υγρόφυτα - χερσαία φυτά που ζουν σε συνθήκες υψηλής υγρασίας.

4. Τα μεσόφυτα είναι φυτά που αναπτύσσονται με μέση υγρασία

5. Τα ξερόφυτα είναι φυτά που αναπτύσσονται με ανεπαρκή υγρασία. Αυτοί, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε: παχύφυτα - παχύφυτα (κάκτοι). Τα σκληρόφυτα είναι φυτά με στενά και μικρά φύλλα και τυλιγμένα σε σωλήνες. Διακρίνονται επίσης σε ευξερόφυτα και στυπαξερόφυτα. Τα ευξερόφυτα είναι φυτά στέπας. Τα στυπαξερόφυτα είναι μια ομάδα στενόφυλλων χλοοτάπητα (πουπουλόχορτο, φέσουα, tonkonogo κ.λπ.). Με τη σειρά τους, τα μεσόφυτα διακρίνονται επίσης σε μεσουγρόφυτα, μεσοξερόφυτα κ.λπ.

Αν και κατώτερη σε σημασία από τη θερμοκρασία, η υγρασία είναι ωστόσο ένας από τους κύριους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας της ζωντανής φύσης, ο οργανικός κόσμος αντιπροσωπευόταν αποκλειστικά από υδρόβιους οργανισμούς. Αναπόσπαστο μέρος της συντριπτικής πλειοψηφίας των ζωντανών όντων είναι το νερό και σχεδόν όλα χρειάζονται ένα υδάτινο περιβάλλον για την αναπαραγωγή ή τη σύντηξη γαμετών. Τα ζώα της ξηράς αναγκάζονται να δημιουργήσουν ένα τεχνητό υδάτινο περιβάλλον στο σώμα τους για γονιμοποίηση, και αυτό οδηγεί στο να γίνει το τελευταίο εσωτερικό.

Η υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα. Μπορεί να εκφραστεί σε γραμμάρια ανά κυβικό μέτρο.

Το φως ως περιβαλλοντικός παράγοντας. Ο ρόλος του φωτός στη ζωή των οργανισμών

Το φως είναι μια από τις μορφές ενέργειας. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, ή τον νόμο της διατήρησης της ενέργειας, η ενέργεια μπορεί να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, οι οργανισμοί είναι ένα θερμοδυναμικό σύστημα που ανταλλάσσει συνεχώς ενέργεια και ύλη με το περιβάλλον. Οι οργανισμοί στην επιφάνεια της Γης εκτίθενται σε ροή ενέργειας, κυρίως ηλιακής ενέργειας, καθώς και σε θερμική ακτινοβολία μακρών κυμάτων από κοσμικά σώματα.

Και οι δύο αυτοί παράγοντες καθορίζουν τις κλιματικές συνθήκες του περιβάλλοντος (θερμοκρασία, ρυθμός εξάτμισης νερού, κίνηση αέρα και νερού). Το ηλιακό φως με ενέργεια 2 θερμίδων πέφτει στη βιόσφαιρα από το διάστημα. κατά 1 cm 2 σε 1 λεπτό. Αυτή είναι η λεγόμενη ηλιακή σταθερά. Αυτό το φως, που διέρχεται από την ατμόσφαιρα, εξασθενεί και όχι περισσότερο από το 67% της ενέργειάς του μπορεί να φτάσει στην επιφάνεια της Γης σε ένα καθαρό μεσημέρι, δηλ. 1,34 θερμ. ανά cm 2 σε 1 λεπτό. Περνώντας μέσα από νεφοκάλυψη, νερό και βλάστηση, το ηλιακό φως εξασθενεί περαιτέρω και η κατανομή της ενέργειας σε αυτό σε διάφορα μέρη του φάσματος αλλάζει σημαντικά.

Ο βαθμός στον οποίο το ηλιακό φως και η κοσμική ακτινοβολία εξασθενούν εξαρτάται από το μήκος κύματος (συχνότητα) του φωτός. Η υπεριώδης ακτινοβολία με μήκος κύματος μικρότερο από 0,3 μικρά σχεδόν δεν διέρχεται από το στρώμα του όζοντος (σε υψόμετρο περίπου 25 km). Μια τέτοια ακτινοβολία είναι επικίνδυνη για έναν ζωντανό οργανισμό, ιδιαίτερα για το πρωτόπλασμα.

Στη ζωντανή φύση, το φως είναι η μόνη πηγή ενέργειας· όλα τα φυτά, εκτός από τα βακτήρια, φωτοσυνθέτουν, δηλ. συνθέτω οργανική ύληαπό ανόργανες ουσίες (δηλαδή από νερό, μεταλλικά άλατα και CO-Στη ζωντανή φύση, το φως είναι η μόνη πηγή ενέργειας, όλα τα φυτά εκτός από τα βακτήρια 2 - χρησιμοποιώντας ακτινοβολούμενη ενέργεια στη διαδικασία αφομοίωσης). Όλοι οι οργανισμοί εξαρτώνται για τη διατροφή τους από τους επίγειους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, δηλ. φυτά που φέρουν χλωροφύλλη.

Το φως ως περιβαλλοντικός παράγοντας χωρίζεται σε υπεριώδες με μήκος κύματος 0,40 - 0,75 μικρά και υπέρυθρο με μήκος κύματος μεγαλύτερο από αυτά τα μεγέθη.

Η δράση αυτών των παραγόντων εξαρτάται από τις ιδιότητες των οργανισμών. Κάθε τύπος οργανισμού είναι προσαρμοσμένος σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός. Ορισμένοι τύποι οργανισμών έχουν προσαρμοστεί στην υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ άλλοι έχουν προσαρμοστεί στην υπέρυθρη ακτινοβολία.

Μερικοί οργανισμοί είναι σε θέση να διακρίνουν τα μήκη κύματος. Έχουν ειδικά συστήματα αντίληψης φωτός και χρωματικής όρασης, τα οποία έχουν μεγάλη σημασία στη ζωή τους. Πολλά έντομα είναι ευαίσθητα στην ακτινοβολία βραχέων κυμάτων, την οποία ο άνθρωπος δεν μπορεί να αντιληφθεί. Οι σκώροι αντιλαμβάνονται καλά τις υπεριώδεις ακτίνες. Οι μέλισσες και τα πουλιά καθορίζουν με ακρίβεια τη θέση τους και περιηγηθείτε στο έδαφος ακόμα και τη νύχτα.

Οι οργανισμοί αντιδρούν επίσης έντονα στην ένταση του φωτός. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, τα φυτά χωρίζονται σε τρεις οικολογικές ομάδες:

1. Φωτολάτρες, ηλιόλουστες ή ηλιόφυτα - που μπορούν να αναπτυχθούν κανονικά μόνο κάτω από τις ακτίνες του ήλιου.

2. Τα σκιερά φυτά ή σκιόφυτα είναι φυτά των κατώτερων βαθμίδων των δασών και φυτών βαθέων υδάτων, για παράδειγμα, κρίνοι της κοιλάδας και άλλα.

Καθώς η ένταση του φωτός μειώνεται, επιβραδύνεται και η φωτοσύνθεση. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν οριακή ευαισθησία στην ένταση του φωτός, καθώς και σε άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Διαφορετικοί οργανισμοί έχουν διαφορετικό κατώφλι ευαισθησίας στους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, το έντονο φως αναστέλλει την ανάπτυξη των μυγών Drosophila, προκαλώντας ακόμη και το θάνατό τους. Οι κατσαρίδες και τα άλλα έντομα δεν αγαπούν το φως. Στα περισσότερα φωτοσυνθετικά φυτά, σε χαμηλή ένταση φωτός, η σύνθεση πρωτεϊνών αναστέλλεται και στα ζώα, οι διαδικασίες βιοσύνθεσης αναστέλλονται.

3. Ανεκτικά στη σκιά ή προαιρετικά ηλιόφυτα. Φυτά που αναπτύσσονται καλά και στη σκιά και στο φως. Στα ζώα, αυτές οι ιδιότητες των οργανισμών ονομάζονται φωτόφιλες (φωτόφιλες), σκιόφιλες (φωτοφοβικές), ευρυφοβικές - στενοφοβικές.

Περιβαλλοντικό σθένος

ο βαθμός προσαρμοστικότητας ενός ζωντανού οργανισμού στις αλλαγές των περιβαλλοντικών συνθηκών. E.v. αντιπροσωπεύει μια ιδιότητα είδους. Εκφράζεται ποσοτικά από το εύρος των περιβαλλοντικών αλλαγών εντός των οποίων ένα δεδομένο είδος διατηρεί κανονική δραστηριότητα ζωής. E.v. μπορεί να εξεταστεί τόσο σε σχέση με την αντίδραση ενός είδους σε μεμονωμένους περιβαλλοντικούς παράγοντες, όσο και σε σχέση με ένα σύμπλεγμα παραγόντων.

Στην πρώτη περίπτωση, τα είδη που ανέχονται ευρείες αλλαγές στην ισχύ του παράγοντα επιρροής χαρακτηρίζονται από έναν όρο που αποτελείται από το όνομα αυτού του παράγοντα με το πρόθεμα "eury" (ευρυθερμικό - σε σχέση με την επίδραση της θερμοκρασίας, ευρυαλίνη - σε σχέση σε αλατότητα, ευρυβαθή - σε σχέση με το βάθος κ.λπ.) είδη που προσαρμόζονται μόνο σε μικρές αλλαγές σε αυτόν τον παράγοντα προσδιορίζονται με παρόμοιο όρο με το πρόθεμα "steno" (στενοθερμικό, στενοχαλίνη, κ.λπ.). Είδη με ευρεία E. v. σε σχέση με ένα σύμπλεγμα παραγόντων, ονομάζονται ευρυβιόντες (Βλ. Ευρυβιόντες) σε αντίθεση με τους στενοβιόντες (Βλ. Στενοβίωνες), οι οποίοι έχουν χαμηλή προσαρμοστικότητα. Δεδομένου ότι η ευρυβιοντικότητα καθιστά δυνατό τον πληθυσμό μιας ποικιλίας οικοτόπων και η στενοβιοντικότητα περιορίζει απότομα το εύρος των ενδιαιτημάτων που είναι κατάλληλα για το είδος, αυτές οι δύο ομάδες ονομάζονται συχνά ευρυ- ή στενοτοπικές, αντίστοιχα.

Ευρυβιοντς, ζωικοί και φυτικοί οργανισμοί ικανοί να υπάρχουν υπό σημαντικές αλλαγές στις περιβαλλοντικές συνθήκες. Για παράδειγμα, οι κάτοικοι της θαλάσσιας παραθαλάσσιας ζώνης υφίστανται τακτική ξήρανση κατά την άμπωτη, ισχυρή θέρμανση το καλοκαίρι και ψύξη και μερικές φορές παγωνιά το χειμώνα (ευρυθερμικά ζώα). Οι κάτοικοι των εκβολών ποταμών το αντέχουν. διακυμάνσεις της αλατότητας του νερού (ζώα ευρυαλίνης). ένας αριθμός ζώων υπάρχει σε ένα ευρύ φάσμα υδροστατικής πίεσης (ευρυβάτες). Πολλοί επίγειοι κάτοικοι εύκρατων γεωγραφικών πλάτη είναι σε θέση να αντέξουν τις μεγάλες εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

Ο ευρυβιοντισμός του είδους αυξάνεται από την ικανότητα ανοχής σε δυσμενείς συνθήκες σε κατάσταση αναβίωσης (πολλά βακτήρια, σπόρια και σπόροι πολλών φυτών, ενήλικα πολυετή φυτά ψυχρών και εύκρατων γεωγραφικών πλάτη, μπουμπούκια διαχείμασης σπόγγων γλυκού νερού και βρυόζωων, αυγά κλαδιών μαλακόστρακα, ενήλικες όψιμες και μερικά rotifers, κ.λπ.) ή χειμερία νάρκη (ορισμένα θηλαστικά).

Ο ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΣΕΤΒΕΡΙΚΟΦ,Κατά κανόνα, σύμφωνα με τον Krom, στη φύση όλοι οι τύποι ζωντανών οργανισμών αντιπροσωπεύονται όχι από μεμονωμένα μεμονωμένα άτομα, αλλά με τη μορφή συσσωματωμάτων αριθμών (μερικές φορές πολύ μεγάλου) ατόμων-πληθυσμών. Αναπαράγεται από τον S. S. Chetverikov (1903).

Θέα- αυτό είναι ένα ιστορικά εδραιωμένο σύνολο πληθυσμών ατόμων, παρόμοιων σε μορφο-φυσιολογικές ιδιότητες, ικανά να διασταυρώνονται ελεύθερα μεταξύ τους και να παράγουν γόνιμους απογόνους, που καταλαμβάνουν μια συγκεκριμένη περιοχή. Κάθε τύπος ζωντανού οργανισμού μπορεί να περιγραφεί από ένα σύνολο ιδιαίτερα χαρακτηριστικά, ιδιότητες που ονομάζονται χαρακτηριστικά του είδους. Τα χαρακτηριστικά ενός είδους με τα οποία μπορεί να διακριθεί ένα είδος από ένα άλλο ονομάζονται κριτήρια ειδών.

Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι επτά γενικά κριτήρια της φόρμας:

1. Συγκεκριμένος τύπος οργάνωσης: ένα σύνολο χαρακτηριστικών χαρακτηριστικών που καθιστούν δυνατή τη διάκριση ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους από άτομα ενός άλλου.

2. Γεωγραφική βεβαιότητα: η ύπαρξη ατόμων ενός είδους σε ένα συγκεκριμένο μέρος της υδρογείου. περιοχή - η περιοχή όπου ζουν άτομα ενός συγκεκριμένου είδους.

3. Οικολογική βεβαιότητα: τα άτομα ενός είδους ζουν σε ένα συγκεκριμένο εύρος τιμών φυσικών περιβαλλοντικών παραγόντων, όπως θερμοκρασία, υγρασία, πίεση κ.λπ.

4. Διαφοροποίηση: ένα είδος αποτελείται από μικρότερες ομάδες ατόμων.

5. Διακριτικότητα: τα άτομα ενός συγκεκριμένου είδους διαχωρίζονται από τα άτομα ενός άλλου με ένα κενό.Η ρήξη καθορίζεται από τη δράση απομονωτικών μηχανισμών, όπως αποκλίσεις στο χρόνο αναπαραγωγής, χρήση ειδικών αντιδράσεων συμπεριφοράς, στειρότητα υβριδίων , και τα λοιπά.

6. Αναπαραγωγιμότητα: η αναπαραγωγή των ατόμων μπορεί να πραγματοποιηθεί ασεξουαλικά (ο βαθμός μεταβλητότητας είναι χαμηλός) και σεξουαλικά (ο βαθμός μεταβλητότητας είναι υψηλός, αφού κάθε οργανισμός συνδυάζει τα χαρακτηριστικά του πατέρα και της μητέρας).

7. Ορισμένο επίπεδο αριθμών: οι αριθμοί υφίστανται περιοδικές (κύματα ζωής) και μη περιοδικές αλλαγές.

Τα άτομα οποιουδήποτε είδους κατανέμονται εξαιρετικά άνισα στο διάστημα. Για παράδειγμα, η τσουκνίδα, εντός του εύρους της, βρίσκεται μόνο σε υγρά, σκιερά μέρη με γόνιμο έδαφος, σχηματίζοντας αλσύλλια στις πλημμυρικές πεδιάδες ποταμών, ρυακιών, γύρω από λίμνες, κατά μήκος των άκρων βάλτων, σε μικτά δάση και πυκνότητες θάμνων. Αποικίες του ευρωπαϊκού τυφλοπόντικα, σαφώς ορατές στους αναχώματα της γης, βρίσκονται στις παρυφές των δασών, στα λιβάδια και στα χωράφια. Κατάλληλο για ζωή
Παρόλο που οι βιότοποι βρίσκονται συχνά εντός της περιοχής, δεν καλύπτουν ολόκληρη την περιοχή, και ως εκ τούτου άτομα αυτού του είδους δεν βρίσκονται σε άλλα μέρη του. Δεν έχει νόημα να ψάχνεις τσουκνίδες σε πευκοδάσος ή τυφλοπόντικα σε βάλτο.

Έτσι, η άνιση κατανομή ενός είδους στο χώρο εκφράζεται με τη μορφή «νησιών πυκνότητας», «συμπυκνώσεων». Περιοχές με σχετικά υψηλή εξάπλωση αυτού του είδους εναλλάσσονται με περιοχές με χαμηλή αφθονία. Τέτοια «κέντρα πυκνότητας» του πληθυσμού κάθε είδους ονομάζονται πληθυσμοί. Ένας πληθυσμός είναι μια συλλογή ατόμων ενός συγκεκριμένου είδους, που κατοικούν σε ένα συγκεκριμένο χώρο (μέρος της εμβέλειάς του) για μεγάλο χρονικό διάστημα (μεγάλος αριθμός γενεών) και απομονώνονται από άλλους παρόμοιους πληθυσμούς.

Η ελεύθερη διέλευση (πανμιξία) πρακτικά πραγματοποιείται εντός του πληθυσμού. Με άλλα λόγια, ένας πληθυσμός είναι μια ομάδα ατόμων που ενώνονται ελεύθερα, ζουν για μεγάλο χρονικό διάστημα σε μια συγκεκριμένη περιοχή και είναι σχετικά απομονωμένα από άλλες παρόμοιες ομάδες. Ένα είδος, επομένως, είναι μια συλλογή πληθυσμών και ένας πληθυσμός είναι μια δομική μονάδα ενός είδους.

Διαφορά πληθυσμού και είδους:

1) άτομα διαφορετικών πληθυσμών διασταυρώνονται ελεύθερα μεταξύ τους,

2) τα άτομα διαφορετικών πληθυσμών διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους,

3) δεν υπάρχει χάσμα μεταξύ δύο γειτονικών πληθυσμών, δηλαδή υπάρχει σταδιακή μετάβαση μεταξύ τους.

Η διαδικασία της ειδογένεσης. Ας υποθέσουμε ότι ένα δεδομένο είδος καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο βιότοπο που καθορίζεται από το πρότυπο διατροφής του. Ως αποτέλεσμα της απόκλισης μεταξύ των ατόμων, το εύρος αυξάνεται. Ο νέος βιότοπος θα περιέχει περιοχές με διαφορετικά φυτά τροφίμων, φυσικές και χημικές ιδιότητες κ.λπ. Τα άτομα που βρίσκονται σε διαφορετικά μέρη του οικοτόπου σχηματίζουν πληθυσμούς. Στο μέλλον, ως αποτέλεσμα των ολοένα αυξανόμενων διαφορών μεταξύ των ατόμων των πληθυσμών, θα γίνεται όλο και πιο σαφές ότι τα άτομα ενός πληθυσμού διαφέρουν κατά κάποιο τρόπο από τα άτομα ενός άλλου πληθυσμού. Συντελείται μια διαδικασία πληθυσμιακής απόκλισης. Σε καθένα από αυτά συσσωρεύονται μεταλλάξεις.

Οι εκπρόσωποι οποιουδήποτε είδους στο τοπικό τμήμα της περιοχής αποτελούν έναν τοπικό πληθυσμό. Το σύνολο των τοπικών πληθυσμών που συνδέονται με περιοχές του οικοτόπου που είναι ομοιογενείς ως προς τις συνθήκες διαβίωσης αποτελεί έναν οικολογικό πληθυσμό. Έτσι, αν ένα είδος ζει σε λιβάδι και δάσος, τότε μιλούν για τους πληθυσμούς των τσίχλων και των λιβαδιών του. Οι πληθυσμοί εντός της περιοχής ενός είδους που σχετίζονται με συγκεκριμένα γεωγραφικά όρια ονομάζονται γεωγραφικοί πληθυσμοί.
Τα μεγέθη και τα όρια του πληθυσμού μπορούν να αλλάξουν δραματικά. Κατά τη διάρκεια των εστιών μαζικής αναπαραγωγής, το είδος εξαπλώνεται πολύ ευρέως και δημιουργούνται γιγάντιοι πληθυσμοί.

Ένα σύνολο γεωγραφικών πληθυσμών με σταθερά χαρακτηριστικά, ικανότητα διασταύρωσης και παραγωγής γόνιμων απογόνων ονομάζεται υποείδος. Ο Δαρβίνος είπε ότι ο σχηματισμός νέων ειδών συμβαίνει μέσω ποικιλιών (υποειδών).

Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι στη φύση συχνά λείπει κάποιο στοιχείο.
Οι μεταλλάξεις που συμβαίνουν σε άτομα κάθε υποείδους δεν μπορούν από μόνες τους να οδηγήσουν στο σχηματισμό νέων ειδών. Ο λόγος έγκειται στο γεγονός ότι αυτή η μετάλλαξη θα περιπλανηθεί σε όλο τον πληθυσμό, αφού τα άτομα του υποείδους, όπως γνωρίζουμε, δεν είναι αναπαραγωγικά απομονωμένα. Εάν μια μετάλλαξη είναι ωφέλιμη, αυξάνει την ετεροζυγωτία του πληθυσμού· εάν είναι επιβλαβής, απλώς θα απορριφθεί με επιλογή.

Ως αποτέλεσμα της συνεχούς διαδικασίας μετάλλαξης και της ελεύθερης διασταύρωσης, οι μεταλλάξεις συσσωρεύονται στους πληθυσμούς. Σύμφωνα με τη θεωρία του I. I. Shmalhausen, δημιουργείται ένα απόθεμα κληρονομικής μεταβλητότητας, δηλαδή η συντριπτική πλειοψηφία των μεταλλάξεων που προκύπτουν είναι υπολειπόμενες και δεν εκδηλώνονται φαινοτυπικά. Μόλις επιτευχθεί υψηλή συγκέντρωση μεταλλάξεων στην ετερόζυγη κατάσταση, καθίσταται δυνατή η διασταύρωση ατόμων που φέρουν υπολειπόμενα γονίδια. Στην περίπτωση αυτή εμφανίζονται ομόζυγα άτομα στα οποία οι μεταλλάξεις εκδηλώνονται ήδη φαινοτυπικά. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι μεταλλάξεις βρίσκονται ήδη υπό τον έλεγχο της φυσικής επιλογής.
Αλλά αυτό δεν είναι ακόμη καθοριστικό για τη διαδικασία της ειδογένεσης, επειδή οι φυσικοί πληθυσμοί είναι ανοιχτοί και τα ξένα γονίδια από γειτονικούς πληθυσμούς εισάγονται συνεχώς σε αυτούς.

Υπάρχει μια γονιδιακή ροή επαρκής για να διατηρηθεί μια υψηλή ομοιότητα των δεξαμενών γονιδίων (το σύνολο όλων των γονότυπων) όλων των τοπικών πληθυσμών. Υπολογίζεται ότι η αναπλήρωση της δεξαμενής γονιδίων λόγω ξένων γονιδίων σε έναν πληθυσμό που αποτελείται από 200 άτομα, καθένα από τα οποία έχει 100.000 τόπους, είναι 100 φορές μεγαλύτερη από ό,τι οφείλεται σε μεταλλάξεις. Κατά συνέπεια, κανένας πληθυσμός δεν μπορεί να αλλάξει δραματικά εφόσον υπόκειται στην κανονικοποιητική επίδραση της ροής των γονιδίων. Η αντίσταση ενός πληθυσμού στις αλλαγές της γενετικής του σύνθεσης υπό την επίδραση της επιλογής ονομάζεται γενετική ομοιόσταση.

Ως αποτέλεσμα της γενετικής ομοιόστασης σε έναν πληθυσμό, ο σχηματισμός ενός νέου είδους είναι πολύ δύσκολος. Πρέπει να τηρηθεί μια ακόμη προϋπόθεση! Δηλαδή, είναι απαραίτητο να απομονωθεί η γονιδιακή δεξαμενή του θυγατρικού πληθυσμού από τη μητρική γονιδιακή δεξαμενή. Η απομόνωση μπορεί να έχει δύο μορφές: χωρική και χρονική. Η χωρική απομόνωση οφείλεται σε διάφορα γεωγραφικά εμπόδια, όπως έρημοι, δάση, ποτάμια, αμμόλοφοι και πλημμυρικές πεδιάδες. Τις περισσότερες φορές, η χωρική απομόνωση συμβαίνει λόγω μιας απότομης μείωσης του συνεχούς εύρους και της αποσύνθεσής του σε ξεχωριστές τσέπες ή κόγχες.

Συχνά ένας πληθυσμός απομονώνεται ως αποτέλεσμα της μετανάστευσης. Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτει ένας απομονωμένος πληθυσμός. Ωστόσο, δεδομένου ότι ο αριθμός των ατόμων σε έναν απομονωμένο πληθυσμό είναι συνήθως μικρός, υπάρχει κίνδυνος ενδογαμίας - εκφυλισμού που σχετίζεται με την ενδογαμία. Η ειδοποίηση που βασίζεται στη χωρική απομόνωση ονομάζεται γεωγραφική.

Η προσωρινή μορφή απομόνωσης περιλαμβάνει αλλαγές στο χρόνο αναπαραγωγής και αλλαγές σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής. Η ειδοποίηση που βασίζεται στην προσωρινή απομόνωση ονομάζεται οικολογική.
Το καθοριστικό και στις δύο περιπτώσεις είναι η δημιουργία ενός νέου, ασυμβίβαστου με το παλιό, γενετικό σύστημα. Η εξέλιξη πραγματοποιείται μέσω της ειδογένεσης, γι' αυτό λένε ότι ένα είδος είναι ένα στοιχειώδες εξελικτικό σύστημα. Ένας πληθυσμός είναι μια στοιχειώδης εξελικτική μονάδα!

Στατιστικά και δυναμικά χαρακτηριστικά πληθυσμών.

Τα είδη των οργανισμών εισέρχονται στη βιοκένωση όχι ως άτομα, αλλά ως πληθυσμοί ή μέρη τους. Ένας πληθυσμός είναι ένα μέρος ενός είδους (αποτελείται από άτομα του ίδιου είδους), που καταλαμβάνει έναν σχετικά ομοιογενή χώρο και είναι ικανό να αυτορυθμίζεται και να διατηρεί έναν ορισμένο αριθμό. Κάθε είδος εντός της κατεχόμενης επικράτειας χωρίζεται σε πληθυσμούς Αν λάβουμε υπόψη την επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων σε έναν μεμονωμένο οργανισμό, τότε σε ένα ορισμένο επίπεδο του παράγοντα (για παράδειγμα, θερμοκρασία), το υπό μελέτη άτομο είτε θα επιβιώσει είτε θα πεθάνει. Η εικόνα αλλάζει όταν μελετάμε την επίδραση του ίδιου παράγοντα σε μια ομάδα οργανισμών του ίδιου είδους.

Μερικά άτομα θα πεθάνουν ή θα μειώσουν τη ζωτική τους δραστηριότητα σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, άλλα - σε χαμηλότερη θερμοκρασία και άλλα - σε υψηλότερη. Επομένως, μπορούμε να δώσουμε έναν άλλο ορισμό του πληθυσμού: όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί, προκειμένου να επιβιώσουν και να παράγουν απόγονοι, πρέπει, υπό δυναμικές περιβαλλοντικές συνθήκες να υπάρχουν παράγοντες με τη μορφή ομάδων, ή πληθυσμών, δηλ. μια συλλογή ατόμων που συγκατοικούν με παρόμοια κληρονομικότητα Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός πληθυσμού είναι η συνολική έκταση που καταλαμβάνει. Όμως μέσα σε έναν πληθυσμό μπορεί να υπάρχουν ομάδες που είναι λίγο πολύ απομονωμένες για διάφορους λόγους.

Ως εκ τούτου, είναι δύσκολο να δοθεί ένας εξαντλητικός ορισμός του πληθυσμού λόγω των ασαφών ορίων μεταξύ μεμονωμένων ομάδων ατόμων. Κάθε είδος αποτελείται από έναν ή περισσότερους πληθυσμούς, και έτσι ένας πληθυσμός είναι η μορφή ύπαρξης ενός είδους, η μικρότερη εξελισσόμενη μονάδα του. Για πληθυσμούς διάφορα είδηΥπάρχουν αποδεκτά όρια για τη μείωση του αριθμού των ατόμων, πέρα ​​από τα οποία η ύπαρξη του πληθυσμού καθίσταται αδύνατη. Δεν υπάρχουν ακριβή δεδομένα για τις κρίσιμες τιμές πληθυσμιακών αριθμών στη βιβλιογραφία. Οι τιμές που δίνονται είναι αντιφατικές. Ωστόσο, το γεγονός παραμένει αναμφισβήτητο ότι όσο μικρότερα είναι τα άτομα, τόσο υψηλότερες είναι οι κρίσιμες τιμές των αριθμών τους. Για τους μικροοργανισμούς αυτό είναι εκατομμύρια άτομα, για τα έντομα - δεκάδες και εκατοντάδες χιλιάδες, και για τα μεγάλα θηλαστικά - αρκετές δεκάδες.

Ο αριθμός δεν πρέπει να μειωθεί κάτω από τα όρια πέρα ​​από τα οποία μειώνεται απότομα η πιθανότητα να συναντήσετε σεξουαλικούς συντρόφους. Ο κρίσιμος αριθμός εξαρτάται επίσης από άλλους παράγοντες. Για παράδειγμα, για ορισμένους οργανισμούς ένας ομαδικός τρόπος ζωής (αποικίες, κοπάδια, κοπάδια) είναι συγκεκριμένος. Οι ομάδες μέσα σε έναν πληθυσμό είναι σχετικά απομονωμένες. Μπορεί να υπάρχουν περιπτώσεις όπου το μέγεθος του πληθυσμού στο σύνολό του είναι ακόμα αρκετά μεγάλο, και ο αριθμός μεμονωμένες ομάδεςμειωθεί κάτω από τα κρίσιμα όρια.

Για παράδειγμα, μια αποικία (ομάδα) ενός περουβιανού κορμοράνου πρέπει να έχει πληθυσμό τουλάχιστον 10 χιλιάδων ατόμων και ένα κοπάδι ταράνδων - 300 - 400 κεφάλια. Να κατανοήσουν τους μηχανισμούς λειτουργίας και να λύσουν ζητήματα χρήσης πληθυσμών μεγάλης σημασίαςέχουν πληροφορίες για τη δομή τους. Υπάρχουν φύλο, ηλικία, εδαφική και άλλα είδη δομής. Σε θεωρητικούς και εφαρμοσμένους όρους, τα πιο σημαντικά δεδομένα αφορούν την ηλικιακή δομή - την αναλογία ατόμων (συχνά συνδυασμένα σε ομάδες) διαφορετικών ηλικιών.

Τα ζώα χωρίζονται στις ακόλουθες ηλικιακές ομάδες:

Ομάδα ανηλίκων (παιδιά) γεροντική ομάδα (γεροντική ομάδα, που δεν εμπλέκεται στην αναπαραγωγή)

Ομάδα ενηλίκων (άτομα που ασχολούνται με την αναπαραγωγή).

Τυπικά, οι φυσιολογικοί πληθυσμοί χαρακτηρίζονται από τη μεγαλύτερη βιωσιμότητα, στην οποία όλες οι ηλικίες αντιπροσωπεύονται σχετικά ομοιόμορφα. Σε έναν οπισθοδρομικό (απειλούμενο) πληθυσμό κυριαρχούν τα γεροντικά άτομα, γεγονός που υποδηλώνει την παρουσία αρνητικών παραγόντων που διαταράσσουν τις αναπαραγωγικές λειτουργίες. Απαιτούνται επείγοντα μέτρα για τον εντοπισμό και την εξάλειψη των αιτιών αυτής της κατάστασης. Οι εισβολείς (επεμβατικοί) πληθυσμοί αντιπροσωπεύονται κυρίως από νεαρά άτομα. Η ζωτικότητά τους συνήθως δεν προκαλεί ανησυχία, αλλά υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εξάρσεων υπερβολικά μεγάλου αριθμού ατόμων, καθώς δεν έχουν δημιουργηθεί τροφικές και άλλες συνδέσεις σε τέτοιους πληθυσμούς.

Είναι ιδιαίτερα επικίνδυνο εάν πρόκειται για πληθυσμό ειδών που προηγουμένως απουσίαζαν από την περιοχή. Στην περίπτωση αυτή, οι πληθυσμοί συνήθως βρίσκουν και καταλαμβάνουν μια ελεύθερη οικολογική θέση και συνειδητοποιούν το δυναμικό αναπαραγωγής τους, αυξάνοντας εντατικά τον αριθμό τους. ) ή βιομάζα (στα φυτά), η οποία αυξάνεται κατά τη χρονική περίοδο μεταξύ των αποσύρσεων. Πρώτα από όλα θα πρέπει να αφαιρεθούν άτομα μεταπαραγωγικής ηλικίας (που έχουν ολοκληρώσει την αναπαραγωγή). Εάν ο στόχος είναι η απόκτηση ενός συγκεκριμένου προϊόντος, τότε η ηλικία, το φύλο και άλλα χαρακτηριστικά των πληθυσμών προσαρμόζονται λαμβάνοντας υπόψη την εργασία.

Η εκμετάλλευση των πληθυσμών των φυτικών κοινοτήτων (για παράδειγμα, για την παραγωγή ξυλείας) είναι συνήθως χρονισμένη ώστε να συμπίπτει με την περίοδο της επιβράδυνσης της ανάπτυξης που σχετίζεται με την ηλικία (συσσώρευση προϊόντος). Αυτή η περίοδος συνήθως συμπίπτει με τη μέγιστη συσσώρευση ξυλώδους μάζας ανά μονάδα επιφάνειας. Ο πληθυσμός χαρακτηρίζεται επίσης από μια ορισμένη αναλογία φύλων και η αναλογία ανδρών και θηλυκών δεν είναι ίση με 1:1. Υπάρχουν γνωστές περιπτώσεις έντονης επικράτησης του ενός ή του άλλου φύλου, εναλλαγή γενεών με απουσία αρσενικών. Κάθε πληθυσμός μπορεί να έχει ένα σύμπλεγμα χωρική δομή, (διαιρείται σε περισσότερο ή λιγότερο μεγάλες ιεραρχικές ομάδες - από γεωγραφικές έως στοιχειώδεις (μικροπληθυσμοί).

Έτσι, εάν το ποσοστό θνησιμότητας δεν εξαρτάται από την ηλικία των ατόμων, τότε η καμπύλη επιβίωσης είναι μια φθίνουσα γραμμή (βλ. σχήμα, τύπος Ι). Δηλαδή, ο θάνατος των ατόμων συμβαίνει ομοιόμορφα σε αυτόν τον τύπο, το ποσοστό θνησιμότητας παραμένει σταθερό σε όλη τη διάρκεια της ζωής. Μια τέτοια καμπύλη επιβίωσης είναι χαρακτηριστική των ειδών των οποίων η ανάπτυξη συμβαίνει χωρίς μεταμόρφωση με επαρκή σταθερότητα των γεννημένων απογόνων. Αυτός ο τύπος συνήθως ονομάζεται τύπος ύδρας - χαρακτηρίζεται από μια καμπύλη επιβίωσης που πλησιάζει μια ευθεία γραμμή. Σε είδη για τα οποία ο ρόλος των εξωτερικών παραγόντων στη θνησιμότητα είναι μικρός, η καμπύλη επιβίωσης χαρακτηρίζεται από μια ελαφρά μείωση μέχρι μια ορισμένη ηλικία, μετά την οποία υπάρχει μια απότομη πτώση ως αποτέλεσμα της φυσικής (φυσιολογικής) θνησιμότητας.

Τύπος II στην εικόνα. Η φύση της καμπύλης επιβίωσης κοντά σε αυτόν τον τύπο είναι χαρακτηριστική των ανθρώπων (αν και η καμπύλη επιβίωσης του ανθρώπου είναι κάπως πιο επίπεδη και, επομένως, είναι κάτι μεταξύ των τύπων I και II). Αυτός ο τύπος ονομάζεται τύπος Drosophila: είναι αυτό που εμφανίζουν οι μύγες σε εργαστηριακές συνθήκες (δεν τρώγονται από τα αρπακτικά). Πολλά είδη χαρακτηρίζονται από υψηλή θνησιμότητα στα αρχικά στάδια της οντογένεσης. Σε τέτοια είδη, η καμπύλη επιβίωσης χαρακτηρίζεται από απότομη πτώση στις νεότερες ηλικίες. Τα άτομα που επιβιώνουν στην «κρίσιμη» ηλικία παρουσιάζουν χαμηλή θνησιμότητα και ζουν σε μεγαλύτερες ηλικίες. Ο τύπος ονομάζεται τύπος στρειδιού. Τύπος III στην εικόνα. Η μελέτη των καμπυλών επιβίωσης παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για τον οικολόγο. Μας επιτρέπει να κρίνουμε σε ποια ηλικία ένα συγκεκριμένο είδος είναι πιο ευάλωτο. Εάν τα αποτελέσματα των αιτιών που μπορούν να αλλάξουν τη γονιμότητα ή τη θνησιμότητα εμφανιστούν στο πιο ευάλωτο στάδιο, τότε η επίδρασή τους στη μετέπειτα ανάπτυξη του πληθυσμού θα είναι μεγαλύτερη. Αυτό το μοτίβο πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την οργάνωση του κυνηγιού ή του ελέγχου παρασίτων.

Ηλικιακές και φύλο δομές πληθυσμών.

Κάθε πληθυσμός χαρακτηρίζεται από μια συγκεκριμένη οργάνωση. Η κατανομή των ατόμων στην επικράτεια, η αναλογία ομάδων ατόμων ανά φύλο, ηλικία, μορφολογικά, φυσιολογικά, συμπεριφορικά και γενετικά χαρακτηριστικά αντικατοπτρίζουν τα αντίστοιχα πληθυσμιακή δομή : χωρική, φύλο, ηλικία κ.λπ. Η δομή διαμορφώνεται, αφενός, με βάση τις γενικές βιολογικές ιδιότητες του είδους, και αφετέρου, υπό την επίδραση αβιοτικών περιβαλλοντικών παραγόντων και πληθυσμών άλλων ειδών.

Η δομή του πληθυσμού είναι επομένως προσαρμοστική. Διαφορετικοί πληθυσμοί του ίδιου είδους έχουν τόσο παρόμοια όσο και διακριτικά χαρακτηριστικά που χαρακτηρίζουν τις συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες στους οικοτόπους τους.

Γενικά, εκτός από τις προσαρμοστικές ικανότητες μεμονωμένων ατόμων, σε ορισμένες περιοχές διαμορφώνονται προσαρμοστικά χαρακτηριστικά της ομαδικής προσαρμογής του πληθυσμού ως υπερατομικό σύστημα, γεγονός που δείχνει ότι τα προσαρμοστικά χαρακτηριστικά του πληθυσμού είναι πολύ υψηλότερα από αυτά των ατόμων. συνθέτοντας το.

Ηλικιακή σύνθεση- είναι σημαντικό για την ύπαρξη πληθυσμού. Η μέση διάρκεια ζωής των οργανισμών και η αναλογία αριθμών (ή βιομάζας) ατόμων διαφορετικών ηλικιών χαρακτηρίζονται από την ηλικιακή δομή του πληθυσμού. Ο σχηματισμός της ηλικιακής δομής συμβαίνει ως αποτέλεσμα της συνδυασμένης δράσης των διαδικασιών αναπαραγωγής και θνησιμότητας.

Σε οποιονδήποτε πληθυσμό, διακρίνονται συμβατικά 3 ηλικιακές οικολογικές ομάδες:

Προ-αναπαραγωγική;

αναπαραγωγικός;

Μετα-αναπαραγωγική.

Η προ-αναπαραγωγική ομάδα περιλαμβάνει άτομα που δεν είναι ακόμη ικανά για αναπαραγωγή. Αναπαραγωγικά - άτομα ικανά για αναπαραγωγή. Μετα-αναπαραγωγικά - άτομα που έχουν χάσει την ικανότητα αναπαραγωγής. Η διάρκεια αυτών των περιόδων ποικίλλει πολύ ανάλογα με τον τύπο του οργανισμού.

Υπό ευνοϊκές συνθήκες, ο πληθυσμός περιλαμβάνει όλες τις ηλικιακές ομάδες και διατηρεί μια λίγο πολύ σταθερή ηλικιακή σύνθεση. Στους ταχέως αναπτυσσόμενους πληθυσμούς, κυριαρχούν τα νεαρά άτομα, ενώ σε πληθυσμούς που μειώνονται, τα ηλικιωμένα άτομα δεν είναι πλέον σε θέση να αναπαράγονται εντατικά. Τέτοιοι πληθυσμοί είναι μη παραγωγικοί και όχι αρκετά σταθεροί.

Υπάρχουν τύποι με απλή ηλικιακή δομή πληθυσμούς που αποτελούνται από άτομα σχεδόν της ίδιας ηλικίας.

Για παράδειγμα, όλα τα ετήσια φυτά ενός πληθυσμού βρίσκονται στο στάδιο της φύτευσης την άνοιξη, μετά ανθίζουν σχεδόν ταυτόχρονα και παράγουν σπόρους το φθινόπωρο.

Σε είδη με σύνθετη ηλικιακή δομή οι πληθυσμοί έχουν πολλές γενιές που ζουν ταυτόχρονα.

Για παράδειγμα, οι ελέφαντες έχουν ιστορικό νεαρών, ώριμων και γερασμένων ζώων.

Οι πληθυσμοί που περιλαμβάνουν πολλές γενιές (διαφορετικών ηλικιακών ομάδων) είναι πιο σταθεροί και λιγότερο επιρρεπείς στην επίδραση παραγόντων που επηρεάζουν την αναπαραγωγή ή τη θνησιμότητα σε ένα συγκεκριμένο έτος. Οι ακραίες συνθήκες μπορεί να οδηγήσουν στο θάνατο των πιο ευάλωτων ηλικιακών ομάδων, αλλά οι πιο ανθεκτικές επιβιώνουν και γεννούν νέες γενιές.

Για παράδειγμα, ένα άτομο θεωρείται ως βιολογικό είδος με σύνθετη ηλικιακή δομή. Η σταθερότητα των πληθυσμών του είδους αποδείχθηκε, για παράδειγμα, κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Για τη μελέτη των ηλικιακών δομών των πληθυσμών, χρησιμοποιούνται γραφικές τεχνικές, για παράδειγμα, πυραμίδες ηλικίας πληθυσμού, που χρησιμοποιούνται ευρέως σε δημογραφικές μελέτες (Εικ. 3.9).

Εικ.3.9. Πυραμίδες ηλικίας πληθυσμού.

Α - μαζική αναπαραγωγή, Β - σταθερός πληθυσμός, Γ - μείωση του πληθυσμού

Η σταθερότητα των πληθυσμών των ειδών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από σεξουαλική δομή , δηλ. αναλογίες ατόμων διαφορετικών φύλων. Οι σεξουαλικές ομάδες μέσα στους πληθυσμούς σχηματίζονται με βάση τις διαφορές στη μορφολογία (σχήμα και δομή του σώματος) και την οικολογία των διαφορετικών φύλων.

Για παράδειγμα, σε ορισμένα έντομα, τα αρσενικά έχουν φτερά, αλλά τα θηλυκά όχι, τα αρσενικά ορισμένων θηλαστικών έχουν κέρατα, αλλά τα θηλυκά όχι, τα αρσενικά πουλιά έχουν φωτεινό φτέρωμα, ενώ τα θηλυκά έχουν καμουφλάζ.

Οι οικολογικές διαφορές αντικατοπτρίζονται στις διατροφικές προτιμήσεις (τα θηλυκά πολλών κουνουπιών ρουφούν αίμα, ενώ τα αρσενικά τρέφονται με νέκταρ).

Ο γενετικός μηχανισμός εξασφαλίζει περίπου ίση αναλογία ατόμων και των δύο φύλων κατά τη γέννηση. Ωστόσο, η αρχική αναλογία σύντομα διαταράσσεται ως αποτέλεσμα φυσιολογικών, συμπεριφορικών και περιβαλλοντικών διαφορών μεταξύ αρσενικών και θηλυκών, προκαλώντας άνιση θνησιμότητα.

Η ανάλυση της δομής ηλικίας και φύλου των πληθυσμών καθιστά δυνατή την πρόβλεψη των αριθμών τους για ορισμένες επόμενες γενιές και χρόνια. Αυτό είναι σημαντικό κατά την αξιολόγηση των δυνατοτήτων ψαρέματος, σκοποβολής ζώων, εξοικονόμησης καλλιεργειών από επιθέσεις ακρίδων και σε άλλες περιπτώσεις.

Το έδαφος είναι ένα ενδιάμεσο μέσο μεταξύ νερού (συνθήκες θερμοκρασίας, χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, κορεσμός με υδρατμούς, παρουσία νερού και αλάτων σε αυτό) και αέρα (κοιλότητες αέρα, απότομες αλλαγές υγρασίας και θερμοκρασίας στα ανώτερα στρώματα). Για πολλά αρθρόποδα, το έδαφος ήταν το μέσο μέσω του οποίου μπόρεσαν να μεταβούν από τον υδρόβιο σε έναν χερσαίο τρόπο ζωής.

Οι κύριοι δείκτες των ιδιοτήτων του εδάφους, που αντικατοπτρίζουν την ικανότητά του να χρησιμεύει ως βιότοπος για ζωντανούς οργανισμούς, είναι η υγρασία, η θερμοκρασία και η δομή του εδάφους. Και οι τρεις δείκτες συνδέονται στενά μεταξύ τους. Καθώς αυξάνεται η υγρασία, η θερμική αγωγιμότητα αυξάνεται και ο αερισμός του εδάφους επιδεινώνεται. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η εξάτμιση.

Οι φυσιολογικές διεργασίες που συμβαίνουν στο φυτό, η ζωτική δραστηριότητα των μικροοργανισμών και της πανίδας του εδάφους και οι χημικές διεργασίες μετασχηματισμού ουσιών και ενέργειας είναι δυνατές μόνο εντός ορισμένων ορίων θερμοκρασίας.

Η επίδραση της θερμοκρασίας του εδάφους στα φυτά ξεκινά από τα πρώτα κιόλας στάδια ανάπτυξης και ανάπτυξής του. Επιπλέον, τα μεμονωμένα φυτά έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τις συνθήκες θερμοκρασίας του εδάφους. Μαζί με τα ακραία όρια θερμοκρασίας που χαρακτηρίζουν την ελάχιστη και τη μέγιστη θερμοκρασία για μεμονωμένα είδη φυτών, υπάρχει ένα ορισμένο βέλτιστο. Οι θερμοκρασιακές απαιτήσεις ορισμένων φυτών αλλάζουν καθώς μεγαλώνουν και αναπτύσσονται.

Η θερμική αγωγιμότητα του εδάφους είναι η ποσότητα θερμότητας που ρέει μέσα από ένα στρώμα εδάφους με εμβαδόν 1 cm2 και πάχος 1 cm σε κατεύθυνση κάθετη προς αυτό με διαφορά 1 °C και στις δύο πλευρές του στρώματος. Η θερμική αγωγιμότητα, όπως και η θερμοχωρητικότητα, εξαρτάται από την κοκκομετρική και χημικές συνθέσειςχώμα, την υγρασία του. Τα ξηρά, καλά χυμένα εδάφη μεταδίδουν τη θερμότητα ελάχιστα, ενώ τα υγρά, βαριά εδάφη έχουν αυξημένη θερμική αγωγιμότητα.

Το νερό (25-30%) στο έδαφος αντιπροσωπεύεται από 4 τύπους: βαρυτικό, υγροσκοπικό (δεσμευμένο), τριχοειδές και ατμό. Βαρυτική- το κινητό νερό, που καταλαμβάνει μεγάλους χώρους μεταξύ των σωματιδίων του εδάφους, διαρρέει κάτω από το ίδιο του το βάρος στο επίπεδο των υπόγειων υδάτων. Απορροφάται εύκολα από τα φυτά. Υγροσκοπικό ή σχετικό- προσροφάται γύρω από κολλοειδή σωματίδια (άργιλος, χαλαζίας) του εδάφους και συγκρατείται σε μορφή λεπτής μεμβράνης λόγω δεσμών υδρογόνου. Απελευθερώνεται από αυτά σε υψηλές θερμοκρασίες (102-105°C). Είναι απρόσιτο για τα φυτά και δεν εξατμίζεται. Τριχοειδής- συγκρατείται γύρω από τα σωματίδια του εδάφους με επιφανειακή τάση. Μέσω στενών πόρων και καναλιών - τριχοειδών αγγείων, ανεβαίνει από τη στάθμη των υπόγειων υδάτων ή αποκλίνει από κοιλότητες με βαρυτικό νερό. Συγκρατείται καλύτερα από αργιλώδη εδάφη και εξατμίζεται εύκολα. Τα φυτά το απορροφούν εύκολα.

Η επιστήμη

Η θερμοκρασία είναι μια από τις θεμελιώδεις έννοιες της φυσικής και παίζει τεράστιο ρόλο αφορά την επίγεια ζωή όλων των μορφών. Σε πολύ υψηλές ή πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, τα πράγματα μπορεί να συμπεριφέρονται πολύ περίεργα. Σας προσκαλούμε να μάθετε για μια σειρά από ενδιαφέροντα γεγονόταπου σχετίζονται με τις θερμοκρασίες.

Ποια είναι η υψηλότερη θερμοκρασία;

Η υψηλότερη θερμοκρασία που δημιουργήθηκε ποτέ από τον άνθρωπο ήταν 4 δισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.Είναι δύσκολο να πιστέψει κανείς ότι η θερμοκρασία μιας ουσίας μπορεί να φτάσει σε τόσο απίστευτα επίπεδα! Αυτή η θερμοκρασία 250 φορές υψηλότεροθερμοκρασία του πυρήνα του Ήλιου.

Ένα απίστευτο ρεκόρ σημειώθηκε Φυσικό Εργαστήριο Brookhavenστη Νέα Υόρκη στον επιταχυντή ιόντων RHIC, το μήκος του οποίου είναι περίπου 4 χιλιόμετρα.

© -Dant- / Getty Images Pro

Οι επιστήμονες ανάγκασαν τα ιόντα χρυσού να συγκρουστούν σε μια προσπάθεια να αναπαραχθούν συνθήκες της Μεγάλης Έκρηξης,δημιουργώντας πλάσμα κουάρκ-γλουονίων. Σε αυτή την κατάσταση, τα σωματίδια που αποτελούν τους πυρήνες των ατόμων -πρωτόνια και νετρόνια- διασπώνται, με αποτέλεσμα μια «σούπα» από κουάρκ που το αποτελούν.

Ακραίες Θερμοκρασίες στο Ηλιακό Σύστημα

Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος στο ηλιακό σύστημα είναι διαφορετική από αυτή που έχουμε συνηθίσει στη Γη. Το αστέρι μας, ο Ήλιος, είναι απίστευτα καυτό. Στο κέντρο του είναι η θερμοκρασία περίπου 15 εκατομμύρια Kelvin, και η επιφάνεια του Ήλιου έχει θερμοκρασία μόνο περίπου 5700 Κέλβιν.

© Pixabay / Pexels

Θερμοκρασία στον πυρήνα του πλανήτη μαςείναι περίπου ίδια με την επιφανειακή θερμοκρασία του Ήλιου. Ο πιο καυτός πλανήτης ηλιακό σύστημα– Ο Δίας, του οποίου η θερμοκρασία του πυρήνα 5 φορές υψηλότεροαπό τη θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου.

Η πιο κρύα θερμοκρασίαστο σύστημά μας καταγράφεται στη Σελήνη: σε ορισμένους κρατήρες στη σκιά η θερμοκρασία είναι μόνο 30 Κέλβινπάνω από το απόλυτο μηδέν. Αυτή η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του Πλούτωνα!

Θερμοκρασία του ανθρώπινου περιβάλλοντος

Μερικοί λαοί ζουν σε πολύ ακραίες συνθήκεςκαι ασυνήθιστα μέρη που δεν είναι απολύτως βολικά για τη ζωή. Για παράδειγμα, μερικοί από τους πιο ψυχρούς οικισμούς είναι το χωριό Oymyakon και την πόλη Verkhnoyansk στη Γιακουτία, Ρωσία. Η μέση χειμερινή θερμοκρασία εδώ είναι μείον 45 βαθμοί Κελσίου.

© vili45

Η πιο κρύα μεγαλύτερη πόλη βρίσκεται επίσης στη Σιβηρία - Γιακούτσκμε πληθυσμό περίπου 270 χιλιάδες άτομα. Η θερμοκρασία εκεί το χειμώνα είναι επίσης περίπου μείον 45 βαθμούς, αλλά το καλοκαίρι μπορεί να ανέβει έως 30 μοίρες!

Η υψηλότερη μέση ετήσια θερμοκρασία παρατηρήθηκε σε μια εγκαταλελειμμένη πόλη Dallol, Αιθιοπία. Στη δεκαετία του 1960, η μέση θερμοκρασία καταγράφηκε εδώ - 34 βαθμοί Κελσίου πάνω από το μηδέν.Μεταξύ των μεγάλων πόλεων, η πόλη θεωρείται η πιο καυτή , την πρωτεύουσα της Ταϊλάνδης, όπου μέση θερμοκρασίαείναι επίσης Μάρτιο-Μάιο περίπου 34 μοίρες.

© tawanlubfah/Getty Images Pro

Οι πιο ακραίες θερμοκρασίες όπου εργάζονται οι άνθρωποι φαίνονται στα ορυχεία χρυσού Mponengστη Νότια Αφρική. Η θερμοκρασία στα 3 περίπου χιλιόμετρα υπόγεια είναι συν 65 βαθμοί Κελσίου. Λαμβάνονται μέτρα για την ψύξη των ορυχείων, όπως η χρήση πάγου ή μονωτικών επενδύσεων τοίχων, ώστε οι ανθρακωρύχοι να μπορούν να εργάζονται χωρίς υπερθέρμανση.

Ποια είναι η πιο κρύα θερμοκρασία;

Προσπαθώ να φτάσω χαμηλότερη θερμοκρασία, οι επιστήμονες βρέθηκαν αντιμέτωποι με μια σειρά από σημαντικά πράγματα για την επιστήμη. Ο άνθρωπος έχει καταφέρει να αποκτήσει τα πιο κρύα πράγματα στο Σύμπαν, τα οποία είναι πολύ πιο κρύα από οτιδήποτε δημιουργείται από τη φύση και το σύμπαν.

© Elaplan / Getty Images Pro

Η κατάψυξη επιτρέπει στη θερμοκρασία να πέσει σε αρκετά milliKelvin. Η χαμηλότερη θερμοκρασία που έχει επιτευχθεί υπό τεχνητές συνθήκες είναι 100 picoKelvin ή 0,0000000001 K. Για να επιτευχθεί αυτή η θερμοκρασία, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί μαγνητική ψύξη. Επίσης, τέτοιες χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να επιτευχθούν με χρήση λέιζερ.

Σε αυτές τις θερμοκρασίες, το υλικό συμπεριφέρεται εντελώς διαφορετικά από ό,τι υπό κανονικές συνθήκες.

Ποια είναι η θερμοκρασία στο διάστημα;

Εάν, για παράδειγμα, πάρετε ένα θερμόμετρο στο διάστημα και το αφήσετε εκεί για λίγο σε μέρος μακριά από πηγή ακτινοβολίας, μπορεί να παρατηρήσετε ότι δείχνει τη θερμοκρασία 2,73 Κέλβινή έτσι μείον 270 βαθμοί Κελσίου. Αυτή είναι η χαμηλότερη φυσική θερμοκρασία στο Σύμπαν.

© kevron2001 / Getty Images Pro

Η θερμοκρασία παραμένει ίδια στο διάστημα πάνω από το απόλυτο μηδένλόγω της ακτινοβολίας που παρέμεινε μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αν και το διάστημα είναι πολύ κρύο με τα δικά μας πρότυπα, είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι αστροναύτες στο διάστημα είναι θερμότητα.

Το γυμνό μέταλλο από το οποίο κατασκευάζονται τα αντικείμενα σε τροχιά μπορεί να θερμανθεί 260 βαθμοί Κελσίουλόγω του ελεύθερου ηλιακού φωτός. Για να μειωθεί η θερμοκρασία των πλοίων, πρέπει να τυλιχτούν σε ειδικό υλικό που μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία μόνο κατά 2 φορές.

© Ablestock.com / Εικόνες φωτογραφιών

Η θερμοκρασία του διαστήματος, ωστόσο, πέφτοντας συνεχώς. Οι θεωρίες σχετικά με αυτό υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό, αλλά μόνο πρόσφατες μετρήσεις επιβεβαίωσαν ότι το Σύμπαν ψύχεται κατά περίπου κατά 1 βαθμόκάθε 3 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η θερμοκρασία του χώρου θα πλησιάσει το απόλυτο μηδέν, αλλά δεν θα το φτάσει ποτέ. Θερμοκρασία στη Γηδεν εξαρτάται από τη θερμοκρασία που υπάρχει στο διάστημα σήμερα, και γνωρίζουμε ότι ο πλανήτης μας έχει πρόσφατα σταδιακά ζεσταίνεται.

Τι είναι το θερμιδικό;

Ζεστός– μηχανικές ιδιότητες του υλικού. Όσο πιο ζεστό ένα αντικείμενο, τόσο περισσότερη ενέργεια έχουν τα σωματίδια του ενώ κινούνται. Άτομα ουσιώνσε θερμή στερεά κατάσταση δονούνται ταχύτερα από τα άτομα των ίδιων αλλά ψυχόμενων ουσιών.

Το αν μια ουσία παραμένει σε υγρή ή αέρια κατάσταση εξαρτάται από σε τι θερμοκρασία πρέπει να ζεσταθεί;. Σήμερα, κάθε μαθητής το γνωρίζει αυτό, αλλά μέχρι τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η ίδια η θερμότητα ήταν μια ουσία - αβαρές υγρό, με όνομα θερμαντικός.

© m.kukova

Οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτό το υγρό εξατμίστηκε από το θερμό υλικό, με αποτέλεσμα να το ψύχεται. Μπορεί να ρέει από ζεστά αντικείμενα σε κρύα. Πολλές προβλέψεις που βασίζονται σε αυτή τη θεωρία είναι στην πραγματικότητα σωστές. Παρά τις εσφαλμένες αντιλήψεις για τη θερμότητα, πολλές έχουν δημιουργηθεί σωστά συμπεράσματα και επιστημονικές ανακαλύψεις . Η θερμιδική θεωρία τελικά ηττήθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα.

Υπάρχει υψηλότερη θερμοκρασία;

Απόλυτο μηδενικό- θερμοκρασία κάτω από την οποία είναι αδύνατο να πέσεις. Ποια είναι η υψηλότερη δυνατή θερμοκρασία; Η επιστήμη δεν μπορεί ακόμη να απαντήσει με ακρίβεια σε αυτό το ερώτημα.

Η υψηλότερη θερμοκρασία ονομάζεται Θερμοκρασία Planck. Αυτή ακριβώς είναι η θερμοκρασία που υπήρχε στο Σύμπαν τη στιγμή της Μεγάλης Έκρηξης, σύμφωνα με τις ιδέες της σύγχρονης επιστήμης. Αυτή η θερμοκρασία είναι 10^32 Κέλβιν.

© sakkmesterke / Getty Images Pro

Για σύγκριση: αν μπορείτε να φανταστείτε, αυτή η θερμοκρασία δισεκατομμύρια φορές υψηλότερη από την υψηλότερη θερμοκρασία, που ελήφθη τεχνητά από τον άνθρωπο, το οποίο αναφέρθηκε προηγουμένως.

Σύμφωνα με το τυπικό μοντέλο, η θερμοκρασία Planck παραμένει την υψηλότερη δυνατή θερμοκρασία. Αν υπάρχει κάτι ακόμα πιο καυτό, τότε οι νόμοι της φυσικής που έχουμε συνηθίσει θα σταματήσουν να λειτουργούν.

© Santa_Papa / Getty Images Pro

Υπάρχουν προτάσεις ότι η θερμοκρασία μπορεί να ανέβει ακόμη περισσότερο από αυτό το επίπεδο, αλλά η επιστήμη δεν μπορεί να εξηγήσει τι θα συμβεί σε αυτή την περίπτωση. Στο μοντέλο της πραγματικότητας μας, οτιδήποτε πιο καυτό δεν μπορεί να υπάρξει. Ίσως η πραγματικότητα να γίνει διαφορετική;

Τα περισσότερα είδη φυτών και ζώων είναι προσαρμοσμένα σε ένα αρκετά στενό εύρος θερμοκρασιών. Ορισμένοι οργανισμοί, ειδικά σε κατάσταση ηρεμίας ή σε αναστολή κίνησης, είναι σε θέση να αντέχουν σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο νερό είναι συνήθως μικρότερες από ό,τι στην ξηρά, επομένως τα όρια ανοχής θερμοκρασίας των υδρόβιων οργανισμών είναι χειρότερα από αυτά των χερσαίων οργανισμών. Η ένταση του μεταβολισμού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Βασικά, οι οργανισμοί ζουν σε θερμοκρασίες από 0 έως +50 στην επιφάνεια της άμμου στην έρημο και έως -70 σε ορισμένες περιοχές της Ανατολικής Σιβηρίας. Το μέσο εύρος θερμοκρασίας είναι από +50 έως -50 στους επίγειους βιότοπους και από +2 έως +27 στους ωκεανούς. Για παράδειγμα, οι μικροοργανισμοί μπορούν να αντέξουν την ψύξη έως και -200, ορισμένοι τύποι βακτηρίων και φυκιών μπορούν να ζήσουν και να αναπαραχθούν σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες + 80, +88.

Διακρίνω ζωικούς οργανισμούς:

Διαβάστε επίσης:

Τα περισσότερα είδη φυτών και ζώων είναι προσαρμοσμένα σε ένα αρκετά στενό εύρος θερμοκρασιών. Ορισμένοι οργανισμοί, ειδικά σε κατάσταση ηρεμίας ή σε αναστολή κίνησης, είναι σε θέση να αντέχουν σε αρκετά χαμηλές θερμοκρασίες. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο νερό είναι συνήθως μικρότερες από ό,τι στην ξηρά, επομένως τα όρια ανοχής θερμοκρασίας των υδρόβιων οργανισμών είναι χειρότερα από αυτά των χερσαίων οργανισμών. Η ένταση του μεταβολισμού εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Βασικά, οι οργανισμοί ζουν σε θερμοκρασίες από 0 έως +50 στην επιφάνεια της άμμου στην έρημο και έως -70 σε ορισμένες περιοχές της Ανατολικής Σιβηρίας. Το μέσο εύρος θερμοκρασίας είναι από +50 έως -50 στους επίγειους βιότοπους και από +2 έως +27 στους ωκεανούς.

Για παράδειγμα, οι μικροοργανισμοί μπορούν να αντέξουν την ψύξη έως και -200, ορισμένοι τύποι βακτηρίων και φυκιών μπορούν να ζήσουν και να αναπαραχθούν σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες + 80, +88.

Διακρίνω ζωικούς οργανισμούς:

1. με σταθερή θερμοκρασία σώματος (θερμόαιμα).
2. με ασταθή θερμοκρασία σώματος (ψυχρόαιμα).

Οργανισμοί με ασταθή θερμοκρασία σώματος (ψάρια, αμφίβια, ερπετά)

Στη φύση, η θερμοκρασία δεν είναι σταθερή. Οι οργανισμοί που ζουν σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη και εκτίθενται σε διακυμάνσεις της θερμοκρασίας είναι λιγότερο ικανοί να ανεχθούν σταθερές θερμοκρασίες. Οι έντονες διακυμάνσεις - ζέστη, παγετός - είναι δυσμενείς για τους οργανισμούς. Τα ζώα έχουν αναπτύξει προσαρμογές για να αντιμετωπίσουν την ψύξη και την υπερθέρμανση. Για παράδειγμα, με την έναρξη του χειμώνα, φυτά και ζώα με ασταθείς θερμοκρασίες σώματος μπαίνουν σε κατάσταση χειμερινού λήθαργου. Ο μεταβολικός ρυθμός τους μειώνεται απότομα. Κατά την προετοιμασία για το χειμώνα, πολύ λίπος και υδατάνθρακες αποθηκεύονται στους ζωικούς ιστούς, η ποσότητα του νερού στις φυτικές ίνες μειώνεται, τα σάκχαρα και η γλυκερίνη συσσωρεύονται, γεγονός που εμποδίζει το πάγωμα. Αυτό αυξάνει την αντοχή στον παγετό των διαχειμαζόντων οργανισμών.

Την καυτή εποχή, αντίθετα, ενεργοποιούνται φυσιολογικοί μηχανισμοί που προστατεύουν από την υπερθέρμανση. Στα φυτά, η εξάτμιση της υγρασίας μέσω των στομάτων αυξάνεται, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της θερμοκρασίας των φύλλων. Στα ζώα, η εξάτμιση του νερού αυξάνεται μέσω του αναπνευστικού συστήματος και του δέρματος.

Οργανισμοί με σταθερή θερμοκρασία σώματος. (πουλιά, θηλαστικά)

Αυτοί οι οργανισμοί έχουν υποστεί αλλαγές σε εσωτερική δομήόργανα, που συνέβαλαν στην προσαρμογή τους στη σταθερή θερμοκρασία του σώματος. Αυτή, για παράδειγμα, είναι μια καρδιά 4 θαλάμων και η παρουσία ενός αορτικού τόξου, που εξασφαλίζει πλήρη διαχωρισμό της αρτηριακής και φλεβικής ροής αίματος, εντατικό μεταβολισμό λόγω της παροχής ιστών με αρτηριακό αίμα κορεσμένο με οξυγόνο, φτερά ή τρίχες που καλύπτουν το σώμα , που βοηθά στη διατήρηση της θερμότητας, στην καλά ανεπτυγμένη νευρική δραστηριότητα) . Όλα αυτά επέτρεψαν στους εκπροσώπους των πτηνών και των θηλαστικών να παραμείνουν ενεργοί κατά τις ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας και να κυριαρχήσουν σε όλους τους οικοτόπους.

ΣΕ φυσικές συνθήκεςΗ θερμοκρασία πολύ σπάνια παραμένει σε επίπεδο ευνοϊκό για τη ζωή. Ως εκ τούτου, τα φυτά και τα ζώα αναπτύσσουν ειδικές προσαρμογές που εξασθενούν τις απότομες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Ζώα όπως οι ελέφαντες έχουν μεγαλύτερα αυτιά από τον πρόγονό τους, το μαμούθ, που ζούσε σε ψυχρά κλίματα. Εκτός από το όργανο ακοής, το αυτί χρησιμεύει ως θερμοστάτης. Για την προστασία από την υπερθέρμανση, τα φυτά αναπτύσσουν μια κηρώδη επικάλυψη και μια παχιά επιδερμίδα.

Διαβάστε επίσης:

Υποθερμία (υποθερμία)- κατάσταση που χαρακτηρίζεται από μείωση της θερμοκρασίας του σώματος του ζώου κάτω από 37,0 C° ως αποτέλεσμα της επικράτησης της διαδικασίας μεταφοράς θερμότητας από το σώμα έναντι της διαδικασίας παραγωγής θερμότητας.

Αυτό μπορεί να συμβεί για διάφορους λόγους, όπως η παρατεταμένη έκθεση σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, κρύο νερό, καταστάσεις σοκ (τραυματικές, επώδυνες, αναφυλακτικές, υποογκαιμικοί τύποι σοκ), μολυσματικές ασθένειες, σακχαρώδης διαβήτης, ατελείς μηχανισμοί θερμορύθμισης (για παράδειγμα, σε κουτάβια), ορμονικές διαταραχές.

Κλινικά σημεία.

Με την υποθερμία, το ζώο δεν σηκώνεται και βιώνει γενική κατάθλιψη, η οποία προκαλείται από εξαιρετικά σοβαρές μεταβολικές και ενεργειακές διαταραχές στα κύτταρα, καθώς και από διαταραχές στις λειτουργίες των ζωτικών οργάνων. Τα ζώα τείνουν να ξαπλώνουν σε ένα ζεστό μέρος και να κουλουριάζονται σε μια μπάλα. Η γούνα γίνεται βολάν, γεγονός που αυξάνει το διάκενο αέρα μεταξύ του εξωτερικού αέρα και του δέρματος. Εμφανίζονται μυϊκοί τρόμοι, με αποτέλεσμα να σχηματίζεται επιπλέον θερμότητα. Υπάρχει στένωση των αιμοφόρων αγγείων στην επιφάνεια του σώματος (περιφερικός αγγειόσπασμος), που μειώνει την απώλεια θερμότητας από την επιφάνεια του δέρματος. Ταυτόχρονα, το δέρμα και οι ορατοί βλεννογόνοι γίνονται πιο χλωμοί και πιο δροσεροί. Καθώς η υποθερμία εξελίσσεται, το ζώο σταματά να τρέμει και ο σφυγμός γίνεται αδύναμος ή απουσιάζει. Η αναπνοή είναι ρηχή και σπάνια. Οι καρδιακοί παλμοί είναι δύσκολο να εντοπιστούν και η συχνότητά τους μειώνεται απότομα. Αναπτύσσονται σοβαρές διαταραχές του καρδιακού ρυθμού. Η περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας συνοδεύεται από σοβαρές διαταραχές των λειτουργιών του σώματος και τον θάνατό του.

Επείγουσα φροντίδα.

Η αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος στο φυσιολογικό είναι ο πρωταρχικός στόχος για τη θεραπεία ενός ζώου με συμπτώματα υποθερμίας, ανεξάρτητα από τους λόγους μείωσης της θερμοκρασίας.

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Αυτό επιτυγχάνεται με τις ακόλουθες μεθόδους:

1. Παθητική μέθοδος. Καλύψτε το ζώο με μια κουβέρτα για να μειώσετε την απώλεια θερμότητας. Αυτό βοηθά με μικρή υποθερμία.
2. Ενεργητική εξωτερική θέρμανση. Για αυτή τη μέθοδο, χρησιμοποιούνται θερμαντικά μαξιλάρια, πιστολάκια μαλλιών και θερμαντικές κουβέρτες αέρα. Επιπλέον, για μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, δεν πρέπει να ζεσταθούν τα πόδια, αλλά το σώμα του ζώου.
3. Ενεργή εσωτερική θέρμανση. Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου άλλες μέθοδοι είναι αναποτελεσματικές. Συνίσταται στην ενδοφλέβια έγχυση θερμών υγρών στο ζώο (για παράδειγμα, διάλυμα χλωριούχου νατρίου 0,9%) ή στην εκτέλεση κοιλιακής κάθαρσης με το ίδιο διάλυμα. Αυτή η μέθοδος εκτελείται μόνο από ειδικευμένους γιατρούς σε κλινικό περιβάλλον.

Είναι απαραίτητο να μετράτε περιοδικά τη θερμοκρασία του σώματος του ζώου. Σε περίπτωση σοβαρής υποθερμίας, εκτός από τη θέρμανση, το τραυματισμένο ζώο χρειάζεται εντατική θεραπεία, που στοχεύει όχι μόνο στη διόρθωση των υφιστάμενων διαταραχών των λειτουργιών οργάνων και συστημάτων, αλλά και στην πρόληψη πιθανών επιπλοκών. Οι κύριες προσπάθειες επικεντρώνονται στη διατήρηση της επαρκής αναπνοής, στην αποτελεσματική κυκλοφορία του αίματος, στον βέλτιστο μεταβολισμό, στην αποτροπή περαιτέρω ψύξης και σταδιακής ενεργού θέρμανσης του σώματος.

Πρόληψη.

1. Μην αφήνετε το ζώο σας σε κρύο δωμάτιο για πολλή ώρα.
2. Εάν είστε ιδιοκτήτης σκύλου με κοντό τρίχωμα, να θυμάστε ότι σε έντονους παγετούς, οι βόλτες με το ζώο πρέπει να είναι σύντομες.
3. Αγοράστε μπότες και ζεστές φόρμες για τον σκύλο σας για το χειμώνα.

Ποικιλοθερμικοί και ομοιοθερμικοί οργανισμοί.Οι εκπρόσωποι των περισσότερων ειδών ζωντανών οργανισμών δεν έχουν την ικανότητα να θερμορρυθμίζουν ενεργά το σώμα τους. Η δραστηριότητά τους εξαρτάται κυρίως από τη θερμότητα που προέρχεται από το εξωτερικό και η θερμοκρασία του σώματος εξαρτάται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται ποικιλοθερμικός (εκτόθερμος).Η ποικιλοθερμία είναι χαρακτηριστική όλων των μικροοργανισμών, των φυτών, των ασπόνδυλων και των περισσότερων χορδών.

Μόνο στα πτηνά και τα θηλαστικά η θερμότητα που παράγεται κατά τη διαδικασία του εντατικού μεταβολισμού χρησιμεύει ως μια αρκετά αξιόπιστη πηγή αύξησης της θερμοκρασίας του σώματος και διατήρησης αυτήνσε σταθερό επίπεδο ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτό διευκολύνεται από την καλή θερμομόνωση που δημιουργείται από το τρίχωμα, το πυκνό φτέρωμα και ένα παχύ στρώμα υποδόριου λιπώδους ιστού. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται ομοιοθερμική (ενδόθερμη, ή θερμόαιμη).Η ιδιότητα της ενδοθερμίας επιτρέπει σε πολλά είδη ζώων (πολικές αρκούδες, πτερυγιόποδες, πιγκουίνους κ.λπ.) να ακολουθούν έναν ενεργό τρόπο ζωής σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Μια ειδική περίπτωση homoYothermy - ετεροθερμία- χαρακτηριστικό των ζώων που πέφτουν σε χειμερία νάρκη ή προσωρινή μαρασμό κατά τη διάρκεια δυσμενών περιόδων του έτους (γκοφάρ, σκαντζόχοιροι, νυχτερίδες, κοιτώνες κ.λπ.). Σε ενεργή κατάσταση, διατηρούν υψηλή θερμοκρασία σώματος και σε περίπτωση χαμηλής δραστηριότητας του σώματος, χαμηλότερη, η οποία συνοδεύεται από επιβράδυνση των μεταβολικών διεργασιών και, κατά συνέπεια, χαμηλή μεταφορά θερμότητας.

Θερμοκρασία προσαρμογής των φυτών. Η βέλτιστη θερμοκρασία για τα περισσότερα χερσαία φυτά είναι +25-30°C και για φυτά που απαιτούν θερμότητα όπως το καλαμπόκι, τα φασόλια, η σόγια και άλλα είδη τροπικής και υποτροπικής προέλευσης - +30-35°C. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι για κάθε φάση και στάδιο ανάπτυξης του φυτού υπάρχει τόσο ένα βέλτιστο καθεστώς θερμοκρασίας όσο και τα άνω και κάτω όρια.

Όταν το φυτό εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίεςεμφανίζεται σοβαρή αφυδάτωση και αποξήρανση, εγκαύματα, καταστροφή χλωροφύλλης, μη αναστρέψιμες αναπνευστικές διαταραχές και τέλος, θερμική μετουσίωση πρωτεϊνών, πήξη του κυτταροπλάσματος και θάνατος.

Τα φυτά είναι σε θέση να αντέξουν την επικίνδυνη επίδραση των εξαιρετικά υψηλών θερμοκρασιών λόγω αυξημένης διαπνοής, συσσώρευσης προστατευτικών ουσιών (βλέννας, οργανικών οξέων κ.λπ.) στο κυτταρόπλασμα, μετατοπίσεις στη βέλτιστη θερμοκρασία της δραστηριότητας των πιο σημαντικών ενζύμων, μετάβαση σε κατάσταση βαθύ λήθαργου, καθώς και κατάληψη προσωρινών οικοτόπων προστατευμένων από ισχυρή υπερθέρμανση Αυτό σημαίνει ότι για ορισμένα φυτά ολόκληρη η καλλιεργητική περίοδος μετατοπίζεται σε μια εποχή με ευνοϊκότερες θερμικές συνθήκες. Έτσι, στις ερήμους και τις στέπες υπάρχουν πολλά είδη φυτών που ξεκινούν την καλλιεργητική τους περίοδο πολύ νωρίς την άνοιξη και καταφέρνουν να την τελειώσουν πριν την έναρξη της καλοκαιρινής ζέστης. Επιβιώνουν από αυτές τις συνθήκες σε μια κατάσταση θερινού λήθαργου - οι σπόροι έχουν ήδη ωριμάσει ή έχουν εμφανιστεί υπόγεια όργανα - βολβοί, κόνδυλοι, ριζώματα (τουλίπες, κρόκοι, βολβοί bluegrass κ.λπ.)

Οι μορφολογικές προσαρμογές που αποτρέπουν την υπερθέρμανση είναι ουσιαστικά οι ίδιες που εξυπηρετούν το φυτό για τη μείωση της ροής της ηλιακής ακτινοβολίας. Πρόκειται για μια γυαλιστερή επιφάνεια και πυκνή εφηβεία, που δίνει στα φύλλα ανοιχτόχρωμο χρώμα και αυξάνει την αντανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας, την κάθετη θέση των φύλλων, το δίπλωμα των λεπίδων των φύλλων (στα δημητριακά), τη μείωση της επιφάνειας των φύλλων κ.λπ. τα δομικά χαρακτηριστικά των φυτών τους παρέχουν ταυτόχρονα την ικανότητα να μειώνουν την απώλεια νερού. Έτσι, η πολύπλοκη επίδραση των περιβαλλοντικών παραγόντων στο σώμα αντανακλάται στην πολύπλοκη φύση της προσαρμογής.

Κίνδυνος χαμηλών θερμοκρασιώνγια τα φυτά οφείλεται στο γεγονός ότι το νερό παγώνει στους μεσοκυττάριους χώρους και τα κύτταρα και, ως αποτέλεσμα, επέρχεται αφυδάτωση και μηχανική βλάβη στα κύτταρα, ακολουθούμενη από πήξη πρωτεϊνών και καταστροφή του κυτταροπλάσματος. Το κρύο αναστέλλει τις διαδικασίες ανάπτυξης των φυτών, φωτοσύνθεσης και σχηματισμού χλωροφύλλης, μειώνει την ενεργειακή απόδοση της αναπνοής και επιβραδύνει απότομα τον ρυθμό ανάπτυξης.

Για να αντέξουν τις δυσμενείς συνθήκες της ψυχρής περιόδου του έτους, τα φυτά προετοιμάζονται εκ των προτέρων: τα φύλλα τους πέφτουν και σε ποώδεις μορφές - όργανα πάνω από το έδαφος, εμφανίζεται η εφηβεία των φολίδων των μπουμπουκιών, η χειμερινή πίσσα των μπουμπουκιών (στα κωνοφόρα), ο σχηματισμός μιας παχιάς επιδερμίδας, ενός παχύ στρώματος φελλού κ.λπ.

Μεταξύ των μορφολογικών προσαρμογών των φυτών στη ζωή σε ψυχρά γεωγραφικά πλάτη, μικρό μέγεθος(νανισμός) και ειδικές μορφές ανάπτυξης. Το ύψος των νάνων φυτών (νάνος σημύδας, νάνοι ιτιές κ.λπ.) αντιστοιχεί συνήθως στο βάθος της χιονοκάλυψης κάτω από την οποία ξεχειμωνιάζουν τα φυτά, αφού όλα τα μέρη που προεξέχουν πάνω από το χιόνι πεθαίνουν από το πάγωμα. Παρόμοια προστασία από το κρύο είναι επίσης χαρακτηριστική των ερπυστικών μορφών - ξωτικών (κέδρος, άρκευθος, τέφρα βουνών κ.λπ.) και μορφές σε σχήμα μαξιλαριού, που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της αυξημένης διακλάδωσης και της εξαιρετικά αργής ανάπτυξης των βλαστών.

Ένα παράδειγμα της φυσιολογικής προσαρμογής των φυτών που εμποδίζει το πάγωμα του νερού στους μεσοκυττάριους χώρους και τα κύτταρα, την αφυδάτωση και τη μηχανική τους βλάβη, είναι η αύξηση της συγκέντρωσης των διαλυτών υδατανθράκων στον κυτταρικό χυμό, η οποία βοηθά στη μείωση του σημείου πήξης.

Θερμοκρασία προσαρμογής των ζώων. Σε σύγκριση με τα φυτά, τα ζώα έχουν μια πιο ποικιλόμορφη ικανότητα προσαρμογής στις επιπτώσεις διαφορετικών θερμοκρασιών. Συνήθως, υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι προσαρμογής της θερμοκρασίας: 1) χημική θερμορύθμιση (αυξημένη παραγωγή θερμότητας ως απάντηση σε μείωση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος). 2) φυσική θερμορύθμιση (αλλαγές στο επίπεδο μεταφοράς θερμότητας, ικανότητα διατήρησης της θερμότητας ή, αντίθετα, διάχυσης της περίσσειας της). 3) συμπεριφορική θερμορύθμιση (αποφυγή δυσμενών θερμοκρασιών με κίνηση στο διάστημα ή αλλαγή συμπεριφοράς με πιο σύνθετο τρόπο).

Τα ποικιλοθερμικά ζώα, σε αντίθεση με τα ομοιοθερμικά, χαρακτηρίζονται από χαμηλότερο μεταβολικό ρυθμό ακόμη και στην ίδια θερμοκρασία σώματος. Για παράδειγμα, ένα ιγκουάνα της ερήμου σε θερμοκρασία +37°C καταναλώνει 7 φορές λιγότερο οξυγόνο από τα τρωκτικά ίδιας μάζας. Για το λόγο αυτό, παράγεται λίγη θερμότητα στο σώμα των ιιοκιλοθερμικών ζώων και, κατά συνέπεια, οι δυνατότητες χημικής και φυσικής θερμορύθμισης είναι αμελητέες. Ο κύριος τρόπος ρύθμισης της θερμοκρασίας του σώματος τους είναι μέσω των χαρακτηριστικών συμπεριφοράς - αλλαγή στάσης, ενεργή αναζήτηση ευνοϊκών κλιματικών συνθηκών, αλλαγή ενδιαιτημάτων, ανεξάρτητα δημιουργία του επιθυμητού μικροκλίματος (χτίζοντας φωλιές, σκάψιμο τρυπών κ.λπ.).

Μέτρηση της θερμοκρασίας του σώματος σε ζώα

Π.). Για παράδειγμα, σε υπερβολική ζέστη, τα ζώα κρύβονται στη σκιά, κρύβονται σε λαγούμια και ορισμένα είδη σαύρων και φιδιών της ερήμου σκαρφαλώνουν σε θάμνους, αποφεύγοντας την επαφή με την καυτή επιφάνεια του εδάφους.

Μερικά ποικιλοθερμικά ζώα είναι σε θέση να διατηρούν βέλτιστη θερμοκρασίασώμα λόγω της εργασίας των μυών. Έτσι, οι βομβίνοι ζεσταίνουν το σώμα τους ενεργοποιώντας τις μυϊκές συσπάσεις (ρίγος) στους +32 και 33°C, γεγονός που τους δίνει την ευκαιρία να απογειωθούν και να τραφούν σε δροσερό καιρό.

Η ομοιοθερμία αναπτύχθηκε από την ποικιλοθερμία μέσω της εντατικοποίησης των μεταβολικών διεργασιών και της βελτίωσης των μεθόδων ρύθμισης της ανταλλαγής θερμότητας των ζώων με το περιβάλλον. Η αποτελεσματική ρύθμιση της εισροής και της παραγωγής θερμότητας επιτρέπει στα ενήλικα ομοιοθερμικά ζώα να διατηρούν μια σταθερή βέλτιστη θερμοκρασία σώματος όλες τις εποχές του χρόνου.

Λόγω του υψηλού μεταβολικού ρυθμού και της παραγωγής σημαντικής ποσότητας θερμότητας, τα ομοιοθερμικά ζώα διακρίνονται από υψηλή ικανότητα χημικής θερμορύθμισης, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν εκτίθενται στο κρύο. Ωστόσο, η διατήρηση της θερμοκρασίας λόγω της αυξημένης παραγωγής θερμότητας απαιτεί μεγάλη δαπάνη ενέργειας, επομένως τα ζώα την κρύα εποχή χρειάζονται σε μεγάλους αριθμούςφαγητό ή ξοδέψτε πολλά αποθέματα λίπους που είχαν συσσωρευτεί νωρίτερα. Για παράδειγμα, τα πουλιά που παραμένουν για το χειμώνα φοβούνται όχι τόσο τον παγετό όσο την έλλειψη τροφής. Εάν υπάρχει καλή συγκομιδή σπόρων ελάτης και πεύκου, οι σταυρομύτες εκκολάπτουν ακόμη και νεοσσούς το χειμώνα. Αλλά με την έλλειψη τροφής το χειμώνα, αυτός ο τύπος θερμορύθμισης είναι περιβαλλοντικά ασύμφορος και ως εκ τούτου είναι ελάχιστα αναπτυγμένος σε αρκτικές αλεπούδες, θαλάσσιους ίππους, φώκιες, πολικές αρκούδες και άλλα ζώα που ζουν στον Αρκτικό Κύκλο.

Η φυσική θερμορύθμιση, η οποία εξασφαλίζει προσαρμογή στο κρύο όχι λόγω πρόσθετης παραγωγής θερμότητας, αλλά λόγω της διατήρησής της στο σώμα του ζώου, πραγματοποιείται με αντανακλαστική στένωση και διαστολή των αιμοφόρων αγγείων του δέρματος, αλλαγή της θερμικής αγωγιμότητας, αλλαγή της θερμομόνωσης ιδιότητες της γούνας και των φτερών και ρυθμίζει τη μεταφορά θερμότητας από την εξάτμιση.

Η παχιά γούνα των θηλαστικών και το κάλυμμα των φτερών των πτηνών καθιστούν δυνατή τη διατήρηση ενός στρώματος αέρα γύρω από το σώμα με θερμοκρασία κοντά στη θερμοκρασία του σώματος του ζώου και έτσι μειώνει τη μεταφορά θερμότητας στο εξωτερικό περιβάλλον. Οι κάτοικοι ψυχρών κλιμάτων έχουν ένα καλά ανεπτυγμένο στρώμα υποδόριου λιπώδους ιστού, το οποίο κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το σώμα και είναι καλός μονωτής της θερμότητας.

Ένας αποτελεσματικός μηχανισμός για τη ρύθμιση της ανταλλαγής θερμότητας είναι επίσης η εξάτμιση του νερού μέσω της εφίδρωσης ή μέσω των υγρών μεμβρανών της στοματικής κοιλότητας (για παράδειγμα, σε σκύλους). Έτσι, ένα άτομο σε υπερβολική ζέστη μπορεί να εκκρίνει περισσότερα από 10 λίτρα ιδρώτα την ημέρα, βοηθώντας έτσι στην ψύξη του σώματος.

Οι συμπεριφορικές μέθοδοι ρύθμισης της ανταλλαγής θερμότητας στα ομοιοθερμικά ζώα είναι οι ίδιες όπως και στα ποικιλοθερμικά ζώα.

Έτσι, ο συνδυασμός αποτελεσματικών μεθόδων χημικής, φυσικής και συμπεριφορικής θερμορύθμισης επιτρέπει στα θερμόαιμα ζώα να διατηρήσουν τη θερμική τους ισορροπία στο πλαίσιο των μεγάλων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος.

⇐ Προηγούμενο12345678