家手作りの道具

周囲温度。動物の体温の一定および変動動物の体温の測定

FSBEI HPE「ノボシビルスク州立農業大学」

通信教育・高等教育学院

農業生産先端技術学科

分野別：「エコロジー」

テーマ: 「生物の生活における温度とその役割」

通信学生

シェレメテワ・エカテリーナ・イワノヴナ

ノボシビルスク 2014

導入

1. 生息地

2. 生息環境要因

3. 環境要因のパターン

4. 温度

5. 温度適応

5.1 植物の温度適応

5.2 動物の温度適応

6. 温度適応の主な方法

参考文献

導入

地球上に生息する生物は非常に多様で、植物、動物、菌類、細菌、原生動物、古細菌、シアノバクテリアなど、王国全体と亜王国を形成しています。

これらすべての生物はさまざまな条件で生きており、厳密に定義された生活空間を占めています。それらはそれぞれ、正常な発育と繁殖のために特定の環境条件を必要とします。

生物と環境の関係、生物の構造、生命、行動に対する環境の影響、環境の状態と集団の幸福との関係など。生態学を研究しています。

生態学は、生物（個体、集団、生物群集など）相互の関係、およびそれらの無機的性質の環境、さまざまな階層レベルの生態系の機能の一般法則、生物の生息地との関係を研究する科学です。（人間も含めて）。

私のエッセイでは、生息地とは何か、そして生物の生活において温度がどのような役割を果たすのかを考えていきます。

1. 生息地

生息地とは、生物を取り囲み、生物が直接相互作用する自然の一部です。

環境とは、植物、動物、または人間を取り囲む空間の物理的特性、つまり、温度、照度、圧力、放射線レベル、粒子の移動度です。

生命が発生し、拡散した最初の環境は水生環境でした。徐々に、生物は地上空気環境を獲得し、土壌を創造して生息し、生物自体が生命の特定の環境になりました。

生息地には、生物の存在の可能性を左右する非常に重要な要素が常にあり、特定の生物にとって無関心な環境要素も存在します。

したがって、「生息地」の概念に加えて、環境要因と生物の存在条件に関する概念が生態学で発展してきました。

2. 生息環境要因

生物の存在や地理的分布にプラスまたはマイナスの影響を与える環境要素を環境要因と定義します。

従来、すべての要因は非生物的、生物的、人為的の 3 つのグループに分類されます。

非生物的要因は、生物に直接または間接的に影響を与える無生物のすべての特性です。それは、温度、光、圧力、湿度などです。

このトピックの枠組みの中で、非生物的要因、より具体的には温度と生物の生活における温度の役割のみを考慮します。

温度は、空間と時間において非常に変化しやすい環境要因です。たとえば、地表では温度は大きく異なりますが、海の底や洞窟の深さではほぼ一定です。

生物に対する環境要因の影響の性質とその反応において、特定のパターンを区別することができます。

3. 環境要因のパターン

最初の規則性は最適の法則です。各要因には、生物に対するプラスの影響の一定の制限があります。身体への有益な効果の境界は最適の法則と呼ばれます。

係数の最大許容値と最小許容値は、それを超えると存在が不可能になる臨界点です。

環境要因が生物に及ぼす作用のスキームを図 1 に示します。

図 1 - 生物に対する環境要因の作用のスキーム

生物のそれぞれの種には、独自の耐久限界と環境要因の作用の最適値があります。したがって、ツンドラのホッキョクギツネは、約80度の気温の変動に耐えることができます。 ° ℃ (+30 から -50 ° と）

2 番目のパターンは、身体のさまざまな機能に対する要因の影響が曖昧であることです。同じ要因が体の機能に異なる影響を与えます。

したがって、気温は+40から+50までです ° 冷血動物の C は代謝プロセスの速度を大幅に高めますが、運動活動を阻害し、動物は熱性昏迷 (アナバイオシス) に陥ります。ヒグマはある温度で眠りますが、活発な行動、食べ物の探索、繁殖には別の温度が必要です。

3つ目のパターンは、身体に対する要因の影響です。環境要因は個別に作用するのではなく、相互に作用します（表1）。相互作用は、そのうちの 1 つの強度が変化すると、持久力の限界が別の要因に狭められたり、逆に持久力の限界が増加したりするという事実にあります。

たとえば、最適な温度は、水分や食物の不足に対する耐性を高めます。風がなければ厳しい霜に耐えやすく、風の強い天候で霜がひどい場合は凍傷になる可能性が高くなります。

表 1 - 要因の相互作用

温度、 ° 湿度、% 空気の動き、m/s17.7 22.4 25100 70 200.0 0.5 2.5

生物の感覚は、3 つの要素の組み合わせが異なっても同じです。

4 番目のパターンは制限因子ルールです。因子の作用が臨界点、つまり忍耐の限界を超えた場合、種の存在は不可能になります。たとえば、熱の欠如は一部の種の拡散を妨げます。果物の植物北（ピーチ、クルミ）。

チャールズ・ダーウィンの理論によれば、すべての生物は変化可能であり、適応することができます。

適応は、環境条件に対する生物の適応性を最大限に高める、代謝プロセスと生理学的特性を調節するシステムです。

4. 温度

温度は生命の存在の限界です。平均すると、0 からの範囲になります。 ° から+50まで ° しかし、いくつかの種はこれらの限界外の温度での活動的な存在に適応します。

寒さを好む種（凍結物）は、-10℃まで活動を続けます。 ° C. 細菌、菌類、地衣類、コケ、節足動物は低体温に耐えることができます。木や植物も低体温症を克服します。

高温を好む生物のグループ、好熱菌が存在します。これらは、砂漠に住む虫、昆虫、ダニ、細菌です。潜在微生物（一部の細菌の胞子、植物の種子など）は、180°までの過熱に耐えることができます。と。

非生物的な温度適応動物

5. 温度適応

1 植物の温度適応

植物は動かない生物であるため、温度の変動に適応する必要があります。低体温や過熱から保護する特別なシステムを備えています。たとえば、蒸散は、植物が気孔装置を介して水を蒸発させるシステムです。いくつかの植物は火に対する耐性さえ獲得しています - それらはパイロファイトと呼ばれます。したがって、サバンナの木には耐火性物質が染み込んだ厚い樹皮があります。

5.2 動物の温度適応

動物は植物よりも温度変化に適応する能力が優れています。彼らは動くことができ、独自の筋肉を持ち、独自の熱を生成します。

体温を一定に維持するメカニズムに応じて、次のようなものがあります。

-変温動物（冷血）動物。

-恒温動物（恒温動物）。

変温動物は昆虫、魚、爬虫類、両生類です。彼らの体温は環境の温度によって変化します。

恒温動物 - 一定の体温を持ち、外気温が大きく変動しても体温を維持できる動物。これらは哺乳類と鳥類です。

6. 温度適応の主な方法

進化の過程において、動植物は特定の環境条件で生存し、繁殖するために、その生息環境に適合するさまざまな適応とシステムを発達させてきました。

温度適応には次の方法があります。

-化学的体温調節 - 周囲温度の低下に応じた熱生成の増加。

-物理的体温調節 - 毛髪や羽毛による熱を保持する能力、脂肪貯蔵量の分布、蒸発熱伝達の可能性など。

-行動的体温調節 - 極端な温度の場所から最適な温度の場所に移動する能力。これは変温動物の体温調節の主な方法です。気温が高くなると姿勢を変えたり、日陰や穴に隠れたりする傾向があります。ミツバチ、シロアリ、アリは、内部の温度が適切に制御された巣を作ります。

高等動物と人間の体温調節の完璧さを説明するために、次の例を挙げることができます。約 200 年前、イギリスの C. ブレッグデン博士は次の実験を行いました。彼は友人と犬 1 匹と一緒に 45 分間過ごしました。 +126 °C の乾燥チャンバー内で健康への影響はありません。フィンランドのお風呂のファンは、+100℃以上の温度（誰にとっても自分自身）のサウナでしばらく過ごすことができ、これは健康に良いことを知っています。しかし、肉をこの温度に保つと調理されることもわかっています。

冷温血動物の作用下では、特に筋肉の酸化プロセスが強化されます。化学的体温調節が作用します。筋肉の震えが認められ、さらなる熱の放出につながります。脂肪には大量の化学エネルギーが含まれているため、脂質代謝が特に促進されます。したがって、脂肪が蓄積されると体温調節がより良くなります。

熱生産の増加には、大量の食物の消費が伴います。したがって、冬に残っている鳥はたくさんの食べ物を必要とします、彼らは霜を恐れていませんが、飢えを恐れています。豊作であれば、例えばトウヒやマツクロスビルは冬でも雛を産みます。シベリアや北部の過酷な地域に住む人々は、代々、伝統的な餃子やその他の高カロリー食品といった高カロリーメニューを開発してきました。したがって、流行の西洋の食生活に従い、祖先の食べ物を拒否する前に、人々の長期的な伝統の根底にある自然界に存在する便宜性を思い出さなければなりません。

植物と同様に動物の熱伝達を調節する効果的なメカニズムは、発汗による、または口や上気道の粘膜を通した水分の蒸発です。これは物理的な体温調節の一例です。極度の暑さの中にいる人は、1 日に最大 12 リットルの汗を生成し、通常の 10 倍の熱を放散します。排泄された水分の一部は、飲むことで戻す必要があります。

恒温動物は、冷血動物と同様に、行動的な体温調節を特徴としています。地中に住む動物の巣穴は、穴が深いほど温度変化が小さくなります。巧みに作られたミツバチの巣は、均一で好ましい微気候を維持します。

特に興味深いのは動物の集団行動です。たとえば、激しい霜と吹雪の中のペンギンは、「カメ」、つまり密集した山を形成します。崖っぷちにいることに気づいた人々は、温度が約+37℃に保たれている屋内へと徐々に入っていきます。同じ場所の内側に、子供たちが置かれています。

したがって、環境は生態学の重要な概念の 1 つです。環境要因が生物に及ぼす影響を評価する場合、その作用の強度が重要です。好条件下では環境要因の最適な影響が語られ、過剰または不足がある場合は環境要因の制限効果（耐久限界）が示されます。

進化の過程で、また変化する環境要因の影響を受けて、野生生物は非常に多様化しました。しかし、そのプロセスは止まっていません。自然条件は変化しており、生物は変化する環境条件に適応し、生活条件への極めて高い適応性を確保するための適応システムを開発しています。変化する環境に適応する生物のこの能力は、生物とその環境の間の対応を保証する最も重要な生態学的特性です。

参考文献

教育文学

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温度は最も重要な環境要因です。温度は、生物の生活、分布地理、生殖、および主に温度に依存する生物のその他の生物学的特性の多くの側面に大きな影響を与えます。範囲、つまり生命が存在できる温度の限界は約-200℃から+100℃ですが、250℃の温泉では細菌の存在が確認されることもあります。実際、ほとんどの生物はさらに狭い温度範囲内でも生存できます。

いくつかの種類の微生物、主に細菌や藻類は、沸点に近い温度の温泉内で生きて増殖することができます。温泉細菌の限界温度は約90℃です。温度変動は生態学的観点から非常に重要です。

どの種も、特定の温度範囲内、いわゆる最高および最低致死温度内でのみ生存することができます。これらの臨界の極端な温度を超えると、寒くても暑くても、生物の死が起こります。それらの間のどこかに、すべての生物、生命体全体の生命活動が活発になる最適温度があります。

生物の耐性に応じて、温度体制それらは高熱性と強熱性に分けられます。広い温度変動にも狭い温度変動にも耐えることができます。たとえば、地衣類や多くの細菌はさまざまな温度で生存できます。また、熱帯地域の蘭やその他の熱を好む植物は恒温性です。

一部の動物は、周囲の温度に関係なく、一定の体温を維持することができます。このような生物は恒温生物と呼ばれます。他の動物では、体温は周囲の温度に応じて変化します。それらは変温動物と呼ばれます。生物が温度体制にどのように適応するかに応じて、生物は 2 つの生態学的グループに分けられます。好熱菌 - または熱を好む人。

アレンの法則- 1877 年に D. アレンによって確立された生態地理学的規則。この規則によれば、同様のライフスタイルを送る恒温動物（恒温動物）の関連形態の中で、より寒い気候に生息する動物は、突き出た体の部分が比較的小さい：耳、脚、尻尾など

体の突出部分を減らすことは、体の相対的な表面積の減少につながり、熱を節約するのに役立ちます。

この規則の一例は、さまざまな地域のイヌ科の代表者です。この科の中で最も小さい（体長に比べて）耳とあまり長くない銃口はホッキョクギツネ（範囲 - 北極圏）にあり、最大の耳と狭くて細長い銃口 - はフェネックギツネ（範囲 - サハラ砂漠）にあります。

この規則は人間集団に関しても適用されます。(体のサイズに比べて)最も短い鼻、腕、脚はエスキモー・アレウト族 (エスキモー、イヌイット) の特徴であり、長い腕と脚は毛皮とツチの特徴です。

バーグマンの法則 1847 年にドイツの生物学者カールバーグマンによって策定された生態地理学的規則です。この規則によれば、同様の形態の恒温（恒温）動物の中で最大のものは、より寒い気候、つまり高緯度や山岳地帯に生息する動物であるとされています。食性や生活様式に大きな違いがない、近縁な種（たとえば、同じ属の種）が存在する場合、より大きな種は、より厳しい（寒い）気候でも発生します。

このルールは、吸熱種における総熱生成量は物体の体積に依存し、熱伝達率はその表面積に依存するという仮定に基づいています。生物のサイズが大きくなるにつれて、体の体積はその表面よりも速く増加します。実験的には、このルールはまずさまざまなサイズの犬でテストされました。小型犬の単位質量あたりの熱産生量は高いものの、サイズに関係なく、単位表面積あたりの熱産生量はほぼ一定であることが判明しました。

実際、バーグマンの法則は、同じ種内でも、近縁種間でも満たされることがよくあります。たとえば、極東のアムールトラの形は、インドネシアのスマトラトラの形よりも大きいです。オオカミの北方の亜種は平均して南方の亜種よりも大きい。クマ属の近縁種のうち、最大のもの（ホッキョクグマ、コディアック島のヒグマ）は北緯に生息し、最小種（メガネグマなど）は温暖な気候の地域に生息しています。

同時に、この規則はしばしば批判されました。哺乳類や鳥類のサイズは温度以外の多くの要因の影響を受けるため、一般的な性質のものではないことが指摘されています。さらに、個体群や種のレベルでの厳しい気候への適応は、体の大きさの変化によるものではなく、内臓のサイズの変化（心臓や肺のサイズの増大）や生化学的適応によって起こることが多い。この批判を考慮すると、ベルイマンの法則は本質的に統計的であり、他の条件が等しい場合にはその効果が明確に現れるということを強調しなければなりません。

実際、この規則には多くの例外があります。したがって、ケナガマンモスの最小の種族は極地のウランゲリ島で知られています。森林に生息するオオカミの亜種の多くはツンドラのオオカミよりも大型です（たとえば、キーナイ半島の絶滅した亜種。この半島に生息する大型のヘラジカを狩る際に、体が大きいことが有利であると考えられています）。アムール川に生息する極東のヒョウの亜種は、アフリカのヒョウよりもかなり小さい。与えられた例では、比較された形態はその生活様式が異なります（島と大陸の個体群、ツンドラの亜種は小さな獲物を食べ、森林の亜種は大きな獲物を食べます）。

人間に関しては、この規則はある程度当てはまります（たとえば、ピグミーの部族は、熱帯気候のさまざまな地域に繰り返し独立して出現したようです）。ただし、地域の食生活や習慣、移住や集団間の遺伝的変動の違いにより、この規則の適用には制限が設けられています。

グローガーの法則それは、恒温動物（恒温動物）の近縁種（異なる人種や同じ種の亜種、近縁種）の中で、暖かく湿った気候に生息する動物の方が、寒冷で乾燥した気候に生息する動物よりも明るいという事実にあります。ポーランドとドイツの鳥類学者であるコンスタンティングロガー (Gloger C. W. L.; 1803-1863) によって 1833 年に設立されました。

たとえば、ほとんどの砂漠の鳥の種は、亜熱帯や熱帯の森林に生息する近縁種よりも色が暗いです。グローガーの法則は、マスキングの考慮事項と、顔料の合成に対する気候条件の影響の両方によって説明できます。グローガーの法則は、酔った温熱（冷血）動物、特に昆虫にもある程度当てはまります。

環境要因としての湿度

当初、すべての生物は水生でした。土地を征服した後も、彼らは水への依存を失いませんでした。水はすべての生物にとって不可欠な部分です。湿度は空気中の水蒸気の量です。湿気や水がなければ生命は存在しません。

湿度は、空気中の水蒸気の含有量を特徴付けるパラメータです。絶対湿度は空気中の水蒸気の量であり、温度と圧力に依存します。この量は相対湿度と呼ばれます（つまり、特定の温度と圧力条件下での空気中の水蒸気量と飽和水蒸気量の比）。

自然界には、湿度の一日のリズムがあります。湿度は垂直方向と水平方向に変動します。この要素は、光や温度とともに、生物の活動とその分布を制御する上で重要な役割を果たします。湿度も温度の影響を変化させます。

空気乾燥は重要な環境要因です。特に陸生生物にとって、空気の乾燥効果は非常に重要です。動物は保護地域に移動することで適応し、夜間に活動します。

植物は土壌から水を吸収し、ほぼ完全に (97 ～ 99%) 葉から蒸発します。このプロセスは蒸散と呼ばれます。蒸発により葉が冷却されます。蒸発のおかげで、イオンは土壌を通って根に輸送され、細胞間のイオンの輸送などが行われます。

陸上生物にとって、ある程度の水分は不可欠です。それらの多くは通常の生活のために 100% の相対湿度を必要とし、逆も同様で、通常の状態の生物は常に水分を失うため、完全に乾燥した空気の中で長期間生存することはできません。水は生物にとって不可欠な部分です。したがって、一定量の水分が失われると死につながります。

乾燥気候の植物は形態変化、減少に適応する栄養器官特に葉っぱ。

陸上の動物も適応します。彼らの多くは水を飲みますが、他の人は液体または蒸気の状態で体の外皮を通して水を吸います。たとえば、ほとんどの両生類、一部の昆虫、ダニなどです。砂漠の動物のほとんどは決して水を飲まず、食物とともに供給される水を犠牲にして欲求を満たします。他の動物は脂肪の酸化の過程で水を受け取ります。

水は生物にとって欠かせないものです。したがって、生物は必要に応じて生息地全体に広がります。水生生物は常に水の中で生きています。水生植物は非常に湿気の多い環境でのみ生息できます。

生態学的価値の観点から、水生植物と湿潤植物はステノギガーのグループに属します。湿度は生物の生命機能に大きく影響します。たとえば、相対湿度 70% はトノサマバッタの雌の野外成熟と繁殖力にとって非常に有利でした。繁殖力が旺盛なため、多くの国の作物に多大な経済的損害を与えます。

生物の分布の生態学的評価には、気候の乾燥度の指標が使用されます。乾燥は生物の生態学的分類の選択要素として機能します。

したがって、地域の気候の湿度の特性に応じて、生物の種は生態学的グループに分類されます。

1. 胞状植物は水生植物です。

2. 水生植物は陸生および水生植物です。

3. 湿生植物 - 高湿度の条件で生息する陸生植物。

4. 中生植物は、中程度の湿気で生育する植物です。

5. 乾生植物は、水分が不十分な状態で生育する植物です。それらは、次に、多肉植物 - 多肉植物（サボテン）に分類されます。硬化植物は、細くて小さな葉を持ち、細管に折りたたまれた植物です。それらはまた、好色植物とスティパクセロ植物にも分けられます。好色植物は草原植物です。スティパクセロファイトは、葉の狭い芝草（フェザーグラス、フェスク、細脚など）のグループです。一方、中生植物は、中湿生植物、中乾生植物などにも分類されます。

その値は温度や湿度に影響されますが、それでもなお、湿度は主要な環境要因の 1 つです。野生生物の歴史のほとんどにおいて、有機世界はもっぱら生物の水規範によって表されてきました。大多数の生物にとって不可欠な部分は水であり、配偶子の生殖または融合には、ほとんどすべての生物が水生環境を必要とします。陸上動物は、受精のために人工的な水生環境を体内に作り出すことを強制されており、これは後者が体内になるという事実につながります。

湿度は空気中の水蒸気の量です。立方メートルあたりのグラム数で表すことができます。

環境要因としての光。生物の生活における光の役割

光はエネルギーの一種です。熱力学の第一法則、つまりエネルギー保存則によれば、エネルギーはある形態から別の形態に変化する可能性があります。この法則によれば、生物は常に環境とエネルギーと物質を交換する熱力学システムです。地球の表面上の生物は、主に太陽エネルギーや宇宙体からの長波熱放射などのエネルギーの流れにさらされています。

これらの要因は両方とも、環境の気候条件 (温度、水の蒸発速度、空気と水の動き) を決定します。宇宙から生物圏にエネルギー2calの太陽光が降り注ぐ。 1分間で1cm 2 あたりこれはいわゆる太陽定数です。この光は大気中を通過すると減衰し、晴れた正午、つまり午後にはエネルギーの 67% しか地表に到達できません。 1.34カロリー 1cm2あたり1分間雲に覆われ、水や植生を通過すると、太陽光はさらに弱くなり、スペクトルのさまざまな部分でのエネルギーの分布が大きく変化します。

太陽光や宇宙放射線の減衰の度合いは光の波長（周波数）によって異なります。波長0.3ミクロン以下の紫外線はオゾン層（高度約25km）をほとんど通過しません。このような放射線は、生物、特に原形質にとって危険です。

生きている自然界では、光が唯一のエネルギー源であり、細菌を除くすべての植物は光合成をします。合成する有機物無機物質から（つまり、水、無機塩、CO2から）生きた自然界では、バクテリアを除くすべての植物、光が唯一のエネルギー源です2 - 同化の過程で放射エネルギーの助けを借りて。すべての生物は陸上の光合成装置に食物を依存しています。クロロフィルを持つ植物。

環境要因としての光は、波長0.40～0.75ミクロンの紫外線と、それ以上の波長の赤外線に分けられます。

これらの要因の影響は生物の特性によって異なります。それぞれの種類の生物は、光の波長の 1 つまたは別のスペクトルに適応しています。生物の中には紫外線に適応した種もあれば、赤外線に適応した種もいます。

一部の生物は波長を区別することができます。彼らは特別な光認識システムを持ち、色覚を持っており、これは彼らの生活において非常に重要です。多くの昆虫は、人間が感知しない短波放射に敏感です。夜の蝶は紫外線をよく認識します。ミツバチや鳥は自分の位置を正確に判断し、 夜でも地形を移動できます。

生物は光の強度にも強く反応します。これらの特徴に従って、植物は 3 つの生態学的グループに分類されます。

1. 光を好む植物、日光を好む植物、または日生植物 - 太陽光の下でのみ正常に発育することができます。

2. 日陰を好む植物、またはサオ植物は、森林の下層の植物や深海植物、たとえばスズランなどです。

光の強度が低下すると、光合成も遅くなります。すべての生物は、光の強さだけでなく、他の環境要因に対しても一定の感度を持っています。生物が異なれば、環境要因に対する感受性の閾値も異なります。たとえば、強い光はショウジョウバエの発育を阻害し、死に至ることもあります。彼らは光とゴキブリや他の昆虫を好みません。ほとんどの光合成植物では、光強度が低いとタンパク質合成が阻害されますが、動物では生合成プロセスが阻害されます。

3. 耐陰性または通性日生植物。日陰でも明るい場所でもよく育つ植物。動物では、生物のこれらの特性は、光を好む（好光性）、日陰を好む（光恐怖症）、好色性 - 狭窄症と呼ばれます。

生態学的価値

環境条件の変化に対する生物の適応度。 E.v. はビュープロパティです。定量的には、特定の種が通常の生命活動を維持できる環境変化の範囲によって表されます。 E.v. 個々の環境要因に対する種の反応と複合的な要因の両方に関連して考えることができます。

最初のケースでは、影響因子の強さの広範な変化を許容する種は、この因子の名前に接頭辞「evry」を付けた用語で指定されます（オイリュサーマル - 温度の影響、ユーリハリン - 塩分の影響に関連）、ユーリバティック - 深さなど); この因子の小さな変化にのみ適応する種は、「ステノ」という接頭辞が付いた同様の用語で指定されます（ステノテルミ、ステノハリンなど）。広いE.インチを持つタイプ。因子の複合体に関連して、それらは適応性がほとんどないステノバイオント (ステノバイオントを参照) とは対照的に、ユーリバイオント (ユーリバイオントを参照) と呼ばれます。ユーリ生物主義はさまざまな生息地に生息することを可能にし、ステノバイオティズムはその種に適した生息地の範囲を急激に狭めるため、これら 2 つのグループはそれぞれユーリ生物またはステノトピックと呼ばれることがよくあります。

ユーリバイオント、環境条件の大幅な変化によって存在する可能性のある動植物の生物。したがって、たとえば、沿岸の住民は、干潮時の定期的な乾燥、夏には強い温暖化、冬には冷却、時には凍結に耐えます（ユーリサーマル動物）。川の河口の住民はあらゆる手段に耐えます。水の塩分濃度の変動（塩分濃度の高い動物）。多くの動物は広範囲の静水圧下に存在します (eurybats)。温帯緯度の陸生生物の多くは、季節による大きな温度変動に耐えることができます。

この種の真性生物性は、嫌生状態（多くの細菌、多くの植物の胞子や種子、寒冷地および温帯緯度の多年草の成体、淡水海綿動物やコケムシの越冬芽、鰓脚類の卵）における不利な条件に耐える能力によって高められる。、クマムシの成体および一部のワムシなど）または冬眠（一部の哺乳類）。

チェベリコフの法則、クロムによれば、自然界では、原則として、あらゆる種類の生物は、個別に孤立した個体によって表されるのではなく、多数の（場合によっては非常に大きな）個体集団の集合体の形で表されます。 S.S.チェトヴェリコフによって飼育されました（1903年）。

ビュー- これは、形態学的および生理学的特性が類似しており、自由に交配して生殖能力のある子孫を生み出すことができ、特定の領域を占有する、歴史的に確立された個体群のセットです。生物の各タイプは、次のセットによって説明できます。特性、ビューの機能と呼ばれるプロパティ。ある種を別の種から区別できる種の特徴は、種基準と呼ばれます。

最もよく使用される 7 つの一般的な表示基準は次のとおりです。

1. 特定の種類の組織: 特定の種の個体を別の種の個体から区別することを可能にする一連の特徴。

2. 地理的確実性: 地球上の特定の場所にある種の個体が存在すること。範囲 - 特定の種の個体が生息する地域。

3. 生態学的確実性: ある種の個体は、温度、湿度、圧力などの物理的環境要因の特定の範囲の値の中で生きています。

4. 分化: 種はより小さな個体群から構成されます。

5. 離散性: この種の個体は、ギャップ (休止期間) によって別の種の個体から分離されています。休止期間は、繁殖期間の不一致、特定の行動反応の使用、雑種の不稔性、等

6. 再現性: 個体の生殖は、無性生殖 (ばらつきの程度が低い) と有性生殖 (各生物は父親と母親の特徴を組み合わせているため、ばらつきの程度が大きい) で行うことができます。

7. 一定レベルの豊かさ: 人口は周期的 (生命の波) および非周期的な変化を経験します。

どの種の個体も宇宙に極めて不均一に分布しています。たとえば、その範囲内のイラクサは、肥沃な土壌のある湿った日陰の場所でのみ見られ、川、小川の氾濫原、湖の周囲、湿地の郊外に沿って、混交林や低木の茂みに茂みを形成します。地球の丘の上にはっきりと見えるヨーロッパモグラのコロニーは、森林の端、牧草地、野原で見られます。生活に適した
生息地はこの範囲内でよく見られますが、範囲全体をカバーしているわけではないため、この種の個体はその範囲の他の部分では見つかりません。松林でイラクサを探したり、沼地でモグラを探したりするのは意味がありません。

したがって、空間における種の不均一な分布は、「密度島」、「塊」の形で表現されます。この種の分布が比較的多い地域と、生息数が少ない地域が交互に存在します。このような各種の個体群の「密度の中心」を個体群と呼びます。集団とは、特定の空間（範囲の一部）に長期間（多数の世代）生息し、他の同様の集団から隔離されている、特定の種の個体の集合です。

集団内では自由交配（パンミクシア）が事実上行われている。言い換えれば、集団とは、特定の領域に長期間居住し、他の同様の集団から比較的孤立して、相互に自由に結合している個体の集団です。したがって、種は個体群の集合であり、個体群は種の構造単位です。

集団と種の違い:

1) 異なる集団の個体は互いに自由に交雑します。

2) 異なる集団の個人は互いにほとんど違いがありません。

3) 2 つの隣接する集団の間にギャップはありません。つまり、それらの間には緩やかな移行があります。

種分化プロセス。特定の種が、その食事の性質によって決まる特定の領域を占めると仮定しましょう。個人間の差異の結果、その範囲は拡大します。新しいエリアには、さまざまな食用植物、物理的および化学的特性などを備えたエリアが含まれます。エリアのさまざまな場所に存在する個体が集団を形成します。将来的には、集団内の個人間の差異がますます増大する結果、ある集団の個人が別の集団の個人と何らかの点で異なることがますます明らかになるでしょう。人口の分散の過程が存在します。それぞれに突然変異が蓄積されます。

範囲の局所的な部分にある種の代表者は、局所的な集団を形成します。生活条件の点で均質な範囲の一部に関連する地元個体群の全体が生態学的個体群を構成します。したがって、種が牧草地と森林に住んでいる場合、彼らはそのゴムと牧草地の個体数について話します。特定の地理的境界に関連付けられた種の範囲内の個体群は、地理的個体群と呼ばれます。
人口の規模と境界は劇的に変化する可能性があります。大量繁殖が発生すると、種は非常に広範囲に広がり、巨大な個体群が発生します。

安定した形質、交配して生殖能力のある子孫を生み出す能力を持つ一連の地理的集団は、亜種と呼ばれます。ダーウィンは、新しい種の形成は品種（亜種）を経ると言いました。

ただし、いくつかの要素は自然界には存在しないことが多いことを覚えておく必要があります。
各亜種の個体に生じる突然変異は、それ自体では新しい種の形成につながることはありません。その理由は、私たちが知っているように、亜種の個体は生殖的に隔離されていないため、この突然変異が集団内をさまようという事実にあります。突然変異が有益であれば、集団のヘテロ接合性が増加しますが、有害であれば、単に選択によって拒否されます。

絶えず進行する突然変異プロセスと自由交雑の結果、集団内に突然変異が蓄積します。 I. I. シュマルハウゼンの理論によれば、遺伝的変動性の予備軍が作られます。つまり、出現する突然変異の大部分は劣性であり、表現型には現れません。ヘテロ接合状態で突然変異が高濃度に達すると、劣性遺伝子を持つ個体の交雑が起こる可能性が高くなります。この場合、突然変異が表現型的にすでに現れているホモ接合性の個体が現れます。このような場合、突然変異はすでに自然選択の制御下にあります。
しかし、自然個体群は開放的であり、近隣個体群からの外来遺伝子が絶えずそれらに導入されるため、これは種分化のプロセスにとってまだ決定的に重要ではありません。

すべての地域集団の遺伝子プール (すべての遺伝子型の全体) の大きな類似性を維持するのに十分な遺伝子流動が存在します。それぞれ 100,000 個の遺伝子座を持つ 200 人の集団における外来遺伝子による遺伝子プールの補充は、突然変異によるものよりも 100 倍多いと推定されています。結果として、遺伝子流動の正規化の影響を受けている限り、集団は劇的に変化することはありません。選択の影響下での遺伝的構成の変化に対する集団の抵抗力は、遺伝的恒常性と呼ばれます。

集団における遺伝的恒常性の結果、新しい種の形成は非常に困難です。もう一つ条件を満たさなければなりません！すなわち、娘集団の遺伝子プールを母親の遺伝子プールから分離する必要がある。孤立には、空間的および時間的という 2 つの形式があります。空間的孤立は、砂漠、森林、川、砂丘、氾濫原などのさまざまな地理的障壁によって発生します。ほとんどの場合、空間的分離は、連続範囲の急激な減少と、それが別々のポケットまたはニッチに分割されることによって発生します。

多くの場合、移住の結果、人々は孤立してしまいます。この場合、孤立集団が発生します。しかし、分離集団の個体数は通常少ないため、近親交配、つまり近親交配に伴う退化の危険性があります。空間的隔離に基づく種分化は地理的と呼ばれます。

一時的な隔離には、生殖のタイミングの変化やライフサイクル全体の変化が含まれます。一時的な隔離に基づく種分化は生態学と呼ばれます。
どちらの場合でも決定的なのは、古い遺伝子システムとは相容れない新しいシステムの創造である。種分化を通じて進化が実現するので、種は初等進化系であると言われます。集団は初歩的な進化単位です。

集団の統計的および動的特性。

生物種は、個別の個体としてではなく、集団またはその一部としてバイオセノーシスに含まれます。個体群は種の一部（同じ種の個体で構成されています）であり、比較的均質な空間を占め、自己調整して一定数を維持することができます。占領地域内の各種は個体群に分割されており、単一の生物に対する環境要因の影響を考慮すると、その要因の特定のレベル（たとえば温度）で、研究対象の個体は生存するか死亡するかのどちらかになります。同じ種の生物のグループに対する同じ要因の影響を研究する場合、状況は変わります。

ある特定の温度で死亡したり生命活動が低下したりする個体もいれば、それより低い温度で死亡する個体もあり、さらに高い温度で死亡する個体もいます。したがって、個体群についてもう 1 つ定義することができます。生物は、動的な環境体制の条件下では、要因がグループ化または集団の形で存在しなければなりません。同様の遺伝を持って一緒に暮らす個体群の集合体であり、個体群の最も重要な特徴は、その個体群が占める領土の合計です。しかし、集団内にはさまざまな理由から多かれ少なかれ孤立したグループが存在する可能性があります。

したがって、個々の個人グループ間の境界があいまいなため、母集団を網羅的に定義することは困難です。それぞれの種は 1 つ以上の集団から構成されており、したがって集団は種の存在形態であり、その最小進化単位となります。集団にとっていろいろな種類個体数の減少には許容できる限界があり、それを超えると個体群の存在が不可能になります。文献には個体群サイズの臨界値に関する正確なデータはありません。与えられた値が矛盾しています。ただし、個体が小さいほど、その数の臨界値が高くなるという事実は変わりません。微生物の場合、これらは数百万の個体、昆虫の場合は数万、数十万、大型の哺乳類の場合は数十です。

この数は、性的パートナーに出会う確率が急激に低下する限界値を下回ってはいけません。臨界数は他の要因にも依存します。たとえば、一部の生物では、集団のライフスタイルが特定です (コロニー、群れ、群れ)。集団内のグループは比較的孤立しています。人口全体の規模がまだかなり大きく、その数が多い場合もあるかもしれません。個々のグループ臨界値以下に減少します。

たとえば、ペルーの鵜のコロニー（グループ）には、少なくとも1万人の個体数と、300〜400頭のトナカイの群れが必要です。機能のメカニズムを理解し、集団を使用する際の問題に対処する非常に重要それらの構造に関する情報を持っています。性別、年齢、地域などの構造があります。理論的および応用的には、年齢構成に関するデータ、つまり異なる年齢の個人（多くの場合グループにまとめられる）の比率が最も重要です。

動物は次の年齢グループに分類されます。

青少年群（子供）老人群（老年期、生殖に関与しない）

成人グループ（生殖を行う個人）。

通常、正常な集団は生存能力が最も高いという特徴があり、すべての年齢が比較的均等に表現されます。退行的（絶滅の危機に瀕している）個体群では、老人が優勢であり、これは生殖機能を破壊するマイナス要因の存在を示しています。この状態の原因を特定して除去するには、緊急の対策が必要です。侵入（侵入）個体群は主に若い個体によって代表されます。通常、その生命力は懸念を引き起こしませんが、そのような個体群では栄養関係やその他の関係が形成されていないため、過度に多数の個体が発生する可能性があります。

これまでその地域に存在しなかった種が生息している場合は特に危険です。この場合、個体群は通常、自由な生態学的地位を見つけて占有し、繁殖の可能性を実現し、その数を集中的に増やします。個体群が正常または正常に近い状態にある場合、人はそこから個体数を取り除くことができます（動物の場合） ) またはバイオマス (植物の)、発作間の時間の経過とともに増加します。まず第一に、生産後年齢（生殖が完了した）の個体は撤退すべきである。特定の製品を入手することが目的の場合、母集団の年齢、性別、その他の特性は、タスクを考慮して調整されます。

植物群落の個体群の搾取（例えば、木材の入手）は、通常、年齢に関連した成長（生産量の蓄積）の減速の時期と一致するようにタイミングを合わせられます。この期間は通常、単位面積あたりの木材の質量の最大蓄積と一致します。また、人口には一定の性比があり、男性と女性の比率は 1:1 ではありません。どちらかの性が急激に優位になり、男性が存在しない世代交代が起こるケースが知られています。各集団には複合体が存在することもあります空間構造、（地理的なグループから基本的なグループ（微小集団）まで、多かれ少なかれ大きな階層グループに細分化されます。

したがって、死亡率が個人の年齢に依存しない場合、生存曲線は減少線になります (図、タイプ I を参照)。つまり、このタイプでは個人の死が均等に発生し、死亡率は生涯を通じて一定のままです。このような生存曲線は、変態せずに発生し、生まれた子孫が十分に安定して発生する種の特徴です。このタイプは通常ヒドラのタイプと呼ばれ、直線に近づく生存曲線が特徴です。死亡率における外部要因の役割が小さい種では、生存曲線は、ある年齢まではわずかに減少し、その後は自然（生理的）死亡率により急激に低下するという特徴があります。

図のタイプⅡです。このタイプに近い生存曲線は人間の特徴です (ただし、人間の生存曲線はやや平坦で、したがってタイプ I とタイプ II の間のどこかにあります)。このタイプはショウジョウバエのタイプと呼ばれます。ショウジョウバエが実験室条件で示すのはこのタイプです（捕食者に食べられません）。多くの種は、個体発生の初期段階での高い死亡率を特徴としています。このような種では、生存曲線は若い年齢の領域で急激に低下するという特徴があります。「臨界」時代を生き延びた個体は死亡率が低く、長生きします。その種類を牡蠣の種類といいます。図のタイプIII。生存曲線の研究は生態学者にとって非常に興味深いものです。これにより、特定の種が最も脆弱になる年齢を判断できます。出生率や死亡率を変える可能性のある原因の作用が最も脆弱な段階にある場合、その後の人口の発展に対する影響は最大になります。狩猟を組織するときや害虫駆除を行うときは、このパターンを考慮する必要があります。

人口の年齢と性別の構造。

どの集団にも特定の組織があります。領土上の個体の分布、性別、年齢、形態学的、生理学的、行動的および遺伝的特徴による個体群の比率は、対応する特徴を反映します。 人口構造 ：空間、性別、年齢など。この構造は、一方ではその種の一般的な生物学的特性に基づいて形成され、他方では非生物的環境要因や他の種の個体群の影響を受けて形成されます。

したがって、人口構造は適応的な性質を持っています。同じ種の異なる個体群は、類似した特徴と、生息地の環境条件の詳細を特徴付ける特有の特徴の両方を持っています。

一般に、特定の領域では、個体の適応能力に加えて、超個体システムとしての集団の集団適応の適応特性が形成されており、集団の適応特性が個人の適応特性よりもはるかに高いことが示されています。それがそれを構成します。

年齢構成- 人口の生存に不可欠です。生物の平均寿命と、さまざまな年齢の個体数（またはバイオマス）の比率は、集団の年齢構造によって特徴付けられます。年齢構造の形成は、生殖と死亡の過程が複合的に作用した結果として起こります。

どの集団でも、3つの年齢生態グループが条件付きで区別されます。

生殖前。

生殖;

生殖後。

生殖前グループには、まだ生殖能力がない個体が含まれます。生殖 - 生殖能力のある個体。生殖後 - 生殖能力を失った個人。この期間は生物の種類によって大きく異なります。

有利な条件下では、人口にはあらゆる年齢層が含まれ、多かれ少なかれ安定した年齢構成を維持します。人口が急速に増加している場合は若い個体が優勢ですが、個体数が減少している場合は、集中的に繁殖できなくなった高齢の個体が優勢です。このような集団は生産性が低く、十分に安定していません。

からの景色があります 単純な年齢構成 ほぼ同じ年齢の人からなる集団。

たとえば、ある集団のすべての一年生植物は、春には苗の段階にあり、その後ほぼ同時に開花し、秋に種子を生成します。

からの種で 複雑な年齢構成 集団は数世代にわたって同時に生きます。

たとえば、ゾウの経験には、若い動物、成熟した動物、そして老化した動物がいます。

多くの世代（さまざまな年齢グループ）が含まれる集団はより安定しており、特定の年の生殖や死亡率に影響を与える要因の影響を受けにくくなります。極端な状況では、最も脆弱な年齢層が死に至る可能性がありますが、最も回復力のある年齢層は生き残り、新しい世代を生み出します。

たとえば、人は複雑な年齢構造を持つ生物学的種として考えられます。この種の個体群の安定性は、たとえば第二次世界大戦中に明らかになりました。

人口の年齢構造を研究するには、人口統計研究で広く使用されている人口の年齢ピラミッドなどのグラフィック手法が使用されます (図 3.9)。

図3.9。人口の年齢ピラミッド。

A - 大量再生産、B - 人口の安定、C - 人口の減少

種の個体群の安定性は主に以下に依存します。 性的構造 、つまり異なる性別の個人の比率。集団内の性グループは、異なる性の形態（体の形や構造）と生態の違いに基づいて形成されます。

たとえば、一部の昆虫では、オスには翼がありますがメスにはありません。一部の哺乳類のオスには角がありますが、メスには角がありません。鳥のオスには明るい羽毛があり、メスには迷彩柄があります。

生態学的差異は食物の好みに表れます（多くの蚊はメスが血を吸いますが、オスは花の蜜を食べます）。

遺伝的メカニズムにより、出生時の男女の個体数はほぼ同じ比率になります。しかし、男性と女性の間の生理学的、行動的、生態学的差異の結果として、元の比率はすぐに崩れ、死亡率が不均一になります。

人口の年齢と性別の構造を分析することで、次の世代および数年間の人口の数を予測することが可能になります。これは、釣り、動物の射撃、バッタの侵入から作物を守るなどの可能性を評価する際に重要です。

土壌は、水（温度条件、低酸素含有量、水蒸気による飽和、土壌中の水と塩の存在）と空気（空洞、上層の湿度と温度の急激な変化）の間の中間媒体です。多くの節足動物にとって、土壌は水生生活から陸上生活に移行するための媒体でした。

生物の生息地となる能力を反映する土壌特性の主な指標は、湿度、温度、土壌構造です。 3 つの指標はすべて密接に関連しています。湿度が高くなると熱伝導率が高まり、土壌の通気が悪くなります。温度が高いほど、より多くの蒸発が起こります。

植物内で起こる生理学的プロセス、微生物や土壌動物の生命活動、物質やエネルギーの変換という化学プロセスは、特定の温度制限内でのみ可能です。

植物に対する土壌温度の影響は、その成長と発達の最初の段階から始まります。さらに、個々の植物は土壌の温度体制に対して異なる要件を持っています。個々の植物種の最低温度と最高温度を特徴付ける極端な温度限界に加えて、特定の最適温度が存在します。特定の植物の温度要件は、成長と発育に応じて変化します。

土壌熱伝導率は、面積1cm2、厚さ1cmの土壌層を、層の両側で1℃の差があり、それに垂直な方向に流れる熱量です。熱伝導率は、熱容量と同様に、粒度分布と化学組成土壌、その水分含有量。乾燥した、よく湿った土壌は熱をよく伝えませんが、湿った重い土壌は熱伝導率が増加するという特徴があります。

土壌中の水（25〜30％）は、重力水、吸湿性（結合）、毛細管水、蒸気水の4つのタイプで表されます。重力- 土壌粒子間の広い隙間を占める移動水は、自重で地下水のレベルまで浸透します。植物に吸収されやすい。 吸湿性、または結合性- 土壌のコロイド粒子（粘土、石英）の周囲に吸着され、水素結合により薄膜の形で保持されます。高温（102〜105℃）でそれらから放出されます。植物にはアクセスできず、蒸発しません。 毛細管- 表面張力によって土壌粒子の周りに保持されます。狭い孔や溝、つまり毛細管を通って、地下水面から上昇するか、重力水によって空洞から分岐します。粘土質の土壌により保持されやすく、蒸発しやすくなります。植物はそれを容易に吸収します。

科学

温度は物理学の基本概念の 1 つであり、以下の点で大きな役割を果たします。 あらゆる形態の陸上生物に関係する。非常に高い温度または非常に低い温度では、物事が非常に奇妙な動作をすることがあります。いくつかについて学んでください。興味深い事実温度に関係します。

最高気温は何度ですか?

人類がこれまでに作り出した最高温度は 摂氏40億度。物質の温度がこれほど信じられないレベルに達することができるというのは信じがたいことです。この温度 250倍高い太陽の中心部の温度。

信じられないような記録が樹立されました ブルックヘブン自然研究所ニューヨークのイオン衝突型加速器で リック、長さは約 4キロ。

科学者たちは再現を試みるために金イオンを強制的に衝突させた ビッグバン条件、クォーク・グルーオン・プラズマを生成します。この状態では、原子核を構成する粒子である陽子と中性子が分裂し、構成要素であるクォークの「スープ」が生成されます。

太陽系の極端な温度

太陽系の環境の温度は、私たちが慣れ親しんでいる地球の温度とは異なります。私たちの星である太陽は信じられないほど熱いです。その中心部の温度は、 約1500万ケルビン、そして太陽の表面の温度はわずか約 5700ケルビン。

地球の中心部の温度太陽の表面温度とほぼ同じです。最も熱い惑星太陽系- 木星の中心温度 5倍高い太陽の表面温度よりも高い。

最低気温私たちの星系は月に固定されています。影にあるいくつかのクレーターでは、温度はわずかです。 30ケルビン絶対零度より上。この温度は冥王星の温度よりも低いのです！

人間の生息環境の温度

一部の人々は非常に住んでいます 極限状態そして、珍しい場所は、生活にとってあまり快適ではありません。たとえば、最も寒い集落のいくつかでは、 ヤクートのオイミャコン村とベルフノヤンスク市、ロシア。ここの冬の平均気温は マイナス45℃。

©vili45

最も寒い大都市もシベリアにあります - ヤクーツク人口約 27万人。冬はマイナス45度ほどになりますが、夏はさらに気温が上がることもあります 30度まで!

年間平均気温が最も高かったのは廃墟となった都市だった ダロル、エチオピア。 1960 年代には、ここで平均気温が記録されました。 氷点下34℃。主要都市の中で、その都市は最も暑いと考えられています、タイの首都、平均温度 3月～5月もあります 34度くらい。

人々が働く場所で最も過酷な暑さは金鉱山で見られます ムポネン南アフリカで。地下約３キロの温度は プラス65℃。鉱山労働者が過熱することなく作業できるように、氷や断熱壁材を使用するなど、鉱山を冷却するための対策が講じられています。

最低気温は何度ですか?

手に入れようとする中で 最低気温、科学者は科学にとって重要な多くのことに直面しています。人間は宇宙で最も冷たいものを手に入れることに成功しました。それは自然や宇宙が作り出したどんなものよりもはるかに冷たいものです。

凍結すると温度が数マイルケルビンまで下がります。人工条件下で到達可能な最低温度 - 100 ピコケルビンまたは 0.0000000001 K。この温度を達成するには、磁気冷却を使用する必要があります。レーザーを使用しても同様の低温を実現できます。

このような温度では、材料は通常の条件下とはまったく異なる動作をします。

宇宙の温度は何度ですか?

たとえば、温度計を宇宙空間に持ち込んで、放射線源から遠く離れた場所にしばらく放置しておくと、温度が表示されていることに気づくかもしれません。 2.73ケルビンとか、ぐらい 摂氏マイナス270度。これは宇宙で最も低い自然温度です。

宇宙では温度が保たれている 絶対零度より上ビッグバンの後に残った放射線によるものです。私たちの基準からすると宇宙は非常に寒いですが、興味深いことに、宇宙飛行士が宇宙で直面する最も重要な問題の 1 つは次のようなものです。熱.

軌道上の物体を構成する地金は、次の温度まで加熱される可能性があります。 摂氏260度自由な太陽光のおかげで。船の温度を下げるには、温度を2倍しか下げることができない特殊な素材で船を包む必要があります。

ただし、オープンスペースの温度は 常に落ちている。これに関する理論は長い間存在していましたが、宇宙がおよそ約1年で冷却していることが確認されたのは最近の測定だけです。 1度ずつ 30億年ごと。

宇宙の温度は絶対零度に近づきますが、絶対零度に達することはありません。 地球上の気温は今日の宇宙の温度には依存せず、私たちの惑星は最近温度が上昇したことがわかっています。 徐々に暖かくなります。

カロリーとは何ですか？

暖かい材料の機械的特性です。物体の温度が高くなるほど、その粒子が移動する際に持つエネルギーも大きくなります。 物質の原子熱い固体状態では、同じだが冷却された物質の原子よりも速く振動します。

物質が液体状態で残るか気体状態で残るかは、 どれくらいの温度まで加熱しますか？。今では小学生なら誰でもこのことを知っていますが、19世紀まで科学者たちは熱自体が物質であると信じていました。 無重力流体名前付き カロリー.

科学者たちは、この液体が温かい物質から蒸発して冷却されると信じていました。から流れることができます 熱い物を冷たいものに。この理論に基づく多くの予測は実際に正しいです。熱に関する誤解にもかかわらず、多くのことが作られてきました。 正しい結論と科学的発見 。カロリー理論は 19 世紀末についに否定されました。

最高気温はありますか？

絶対零度- それ以下に下がることが不可能な温度。可能な最高温度は何度ですか? 科学はまだこの質問に正確に答えることができません。

最高気温をこう呼ぶ プランク温度。これは宇宙の温度です ビッグバンの時、現代科学の考えによると。この温度は 10^32 ケルビン。

比較のために：想像していただけると思いますが、この温度は 最高温度の数十億倍先ほども述べたように、人間が人工的に得たものです。

標準モデルによれば、プランク温度は変化しません。 可能な限り最高の温度。さらに熱いものが存在すると、私たちに馴染みのある物理法則は機能しなくなります。

温度が このレベルよりもさらに上がる可能性があります, しかし、この場合に何が起こるかは科学では説明できません。私たちの現実モデルでは、これより熱いものは存在できません。もしかしたら現実は違うかも？

ほとんどの動植物種は、かなり狭い温度範囲に適応しています。一部の生物、特に静止状態または仮死状態の生物は、かなりの低温に耐えることができます。通常、水中の温度変動は陸上よりも小さいため、水生生物の温度耐性の限界は陸上生物よりも悪くなります。代謝率は温度に依存します。基本的に、生物は砂漠の砂の表面では0〜+50の温度で生息し、東シベリアの一部の地域では最大-70の温度で生息します。平均気温の範囲は、陸上の生息地では+50から-50、世界の海洋では+2から+27です。たとえば、微生物は-200度までの冷却に耐えることができ、特定の種類の細菌や藻類は+ 80、+ 88の温度の温泉で生きて増殖できます。

区別する 動物生物:

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たとえば、微生物は-200度までの冷却に耐えることができ、特定の種類の細菌や藻類は+ 80、+ 88の温度の温泉で生きて増殖できます。

区別する 動物生物:

体温が一定している（温血）。
体温が不安定（冷血）。

体温が不安定な生物（魚類、両生類、爬虫類）

温度は自然界では一定ではありません。温帯緯度に生息し、温度変動の影響を受ける生物は、一定の温度に耐えることができません。熱や霜などの急激な変動は生物にとって好ましくありません。動物は、冷却と過熱に対処するための適応を発達させてきました。例えば、冬が始まると、体温が不安定な動植物は冬眠状態に入ります。彼らの代謝率は急激に低下します。冬に備えて、動物の組織には多くの脂肪と炭水化物が蓄えられ、繊維中の水分の量が減少し、糖分とグリセリンが蓄積して凍結を防ぎます。したがって、越冬生物の耐寒性は増加します。

逆に暑い季節には、過熱を防ぐ生理学的メカニズムが活性化されます。植物では、気孔を通した水分の蒸発が増加し、葉の温度が低下します。動物では、呼吸器系や皮膚からの水の蒸発が増加します。

一定の体温を持つ生物。 (鳥類、哺乳類)

これらの生物は変化を遂げています内部構造一定の体温への適応に貢献した臓器。これは、たとえば、4 室の心臓と 1 つの大動脈弓の存在により、動脈と静脈の血流が完全に分離され、酸素で飽和した動脈血、心臓の羽毛または髪の生え際が組織に供給されるため、集中的な代謝が保証されます。体、熱の保存、よく発達した神経活動に貢献します）。これらすべてにより、鳥や哺乳類の代表者は、急激な温度変化の場合でも活動を維持し、すべての生息地を習得することができました。

で自然条件気温が生命にとって好ましいレベルに保たれることはほとんどありません。したがって、植物や動物は、急激な温度変動を弱める特別な適応を持っています。ゾウなどの動物は、寒冷気候の祖先であるマンモスと比較して大きな耳介を持っています。耳介は、聴覚器官に加えて、サーモスタットの機能も果たします。植物では、過熱から保護するために、ワックスコーティング、つまり密なキューティクルが現れます。

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低体温症（低体温症）- 熱産生のプロセスよりも体の熱伝達プロセスが優勢である結果、動物の体温が37.0℃未満に低下することを特徴とする状態。

これは、低温条件に長時間さらされた場合など、さまざまな理由で発生する可能性があります。冷水、ショック状態（外傷性、痛み、アナフィラキシー、血液量減少型のショック）、感染症、糖尿病、体温調節機構の欠陥（例えば、子犬の場合）、ホルモン障害。

臨床症状。

低体温の間、動物は起き上がれず、細胞内の非常に強い代謝障害とエネルギー障害、および重要な器官の機能障害によって引き起こされる一般的なうつ病を経験します。動物は暖かい場所で横になり、丸まってボールになる傾向があります。ウールは波打ち、これにより外部環境の空気と皮膚との間の空隙が増加します。筋肉の震えが現れ、その結果、追加の熱が生成されます。体の表面の血管が狭くなり（末梢血管けいれん）、皮膚表面からの熱損失が減少します。同時に、皮膚と目に見える粘膜は青くなり、冷たくなります。低体温症が進行すると、動物の震えが止まり、脈拍が弱くなるか脈拍がなくなります。呼吸は浅く、まれです。心臓の収縮を判断するのは難しく、その頻度は急激に減少します。重度の不整脈が発生します。体温がさらに低下すると、体の機能の重度の障害とその死が伴います。

緊急処置。

体温低下の原因が何であれ、低体温症の症状のある動物の治療においては、体温を正常値まで上昇させることが最も重要です。

温度

これは次の方法で実現されます。

パッシブメソッド。動物を毛布で覆い、熱の損失を減らします。軽度の低体温症に役立ちます。
アクティブな外部加熱。この方法には、加熱パッド、ヘアドライヤー、空気温めブランケットが使用されます。さらに、効率を高めるには、足ではなく動物の体を温める必要があります。
アクティブな内部加熱。他の方法では効果がない場合に使用されます。それは、温かい液体（例えば、0.9％塩化ナトリウム溶液）を動物に静脈内に注入するか、腹腔を同じ溶液で透析するという事実にあります。この方法は、クリニックの資格のある医師のみが実行します。

定期的に動物の体温を測定する必要があります。重度の低体温症の場合、加温に加えて、臓器やシステムの機能における既存の障害を修正するだけでなく、起こり得る合併症を予防することを目的とした集中治療が必要です。同時に、主な取り組みは、適切な呼吸、効率的な血液循環、最適な代謝を維持し、さらなる冷えを防ぎ、徐々に積極的に体を温めることに焦点を当てています。

防止。

動物を寒い部屋に長時間放置しないでください。
あなたが短毛犬の飼い主である場合は、ひどい霜が降りるときは、その動物との散歩は短くすべきであることを覚えておいてください。
冬に備えて犬用ブーツと暖かいオーバーオールを用意しましょう。

変温生物と恒温生物。ほとんどの生物種の代表者は、身体を積極的に体温調節する能力を持っていません。彼らの活動は主に外部から来る熱と体温、つまり周囲温度の値に依存します。このような生物はこう呼ばれます 変温（変温）。変温症は、すべての微生物、植物、無脊椎動物、およびほとんどの脊索動物の特徴です。

集中的な代謝の過程で生成される熱が、体温を上昇させ体温を維持するかなり信頼できる源となるのは、鳥類と哺乳類だけです。彼女周囲温度に関係なく一定レベルになります。これは、被毛、緻密な羽毛、および皮下脂肪組織の厚い層によって作り出される良好な断熱によって促進されます。このような生物はこう呼ばれます 恒温性（吸熱性、または温血性）。吸熱特性により、多くの動物種 (ホッキョクグマ、鰭脚類、ペンギンなど) が低温でも活動的な生活を送ることができます。

ホモジョテルミアの特殊なケース - 変温症- 一年のうちの好ましくない時期に冬眠または一時的な休眠に陥る動物の特徴（ジリス、ハリネズミ、コウモリ、ヤマネなど）。活動状態では、それらは高い体温を維持し、体の活動が低い場合には体温が低下し、代謝プロセスの減速を伴い、その結果、熱伝達が低くなります。

植物の温度適応。ほとんどの陸上植物の日中の最適温度は+ 25〜30°Cであり、トウモロコシ、豆、大豆、および熱帯および亜熱帯起源の他の種などの熱を必要とする植物の場合は+ 30〜35°Cです。植物の発育の各段階と段階には、温度体制の最適な上限と下限の両方があることに留意する必要があります。

植物が高温にさらされると重度の脱水症状と乾燥、火傷、クロロフィルの破壊、不可逆的な呼吸障害、そして最後にタンパク質の熱変性、細胞質の凝固、そして死に至ります。

植物は、蒸散の増加、細胞質内の保護物質（粘液、有機酸など）の蓄積、最も重要な酵素の活性の至適温度の変化、温度の変化などにより、非常に高い温度の危険な影響に抵抗することができます。深い休眠状態と、強い過熱から保護された一時的な生息地を占領します。これは、一部の植物では生育期全体がより好ましい熱条件の季節にずれるということを意味します。したがって、砂漠や草原では、春の非常に早い時期に植生を開始し、夏の暑さが始まる前になんとか植生を終える植物種がたくさんあります。彼らは夏の休眠状態でこれらの条件を経験します - 種子はすでに熟しているか、地下器官が現れています - 球根、塊茎、根茎（チューリップ、クロッカス、球根状ブルーグラスなど）

過熱を防ぐ形態学的適応は、植物が太陽放射の流れを減らすために役立つものと実質的に同じです。これは、光沢のある表面と密な思春期であり、葉に明るい色を与え、太陽放射の反射、葉の垂直位置、葉身の折り畳み（穀物の場合）、葉の表面の減少などを増加させます。植物のこれらの同じ構造的特徴は、同時に水分の損失を減らす能力を植物にもたらします。このように、環境要因が身体に及ぼす複雑な影響は、適応の複雑な性質に反映されています。

低温の危険性植物の場合、これは要約すると、細胞間隙や細胞内で水が凍結し、その結果、脱水と細胞への機械的損傷が起こり、さらにタンパク質の凝固と細胞質の破壊が起こります。寒さは植物の成長、光合成、クロロフィルの形成のプロセスを阻害し、呼吸のエネルギー効率を低下させ、発育速度を急激に遅くします。

一年の寒い時期の悪条件に耐えるために、植物は事前に準備されています。葉が落ち、草本の形で-地上器官、腎臓の鱗の思春期が発生し、腎臓の冬のタール状（針葉樹の場合）、厚いキューティクルの形成、厚くなったコルク層など。

寒冷地での生活に対する植物の形態的適応の中には、小さいサイズ（小人症）および特殊な成長形態。矮性植物（矮性シラカバ、矮性ヤナギなど）の高さは通常、植物が冬眠する積雪の深さに対応します。これは、雪の上に突き出たすべての部分が凍結によって枯れてしまうためです。このような寒さからの保護は、忍び寄る形態、つまりエルフ（スギドワーフ、ジュニパー、マウンテントネリコなど）や、枝分かれの増加と新芽の非常に遅い成長の結果として形成されるクッションフォームの特徴でもあります。

細胞間空間や細胞内の水の凍結、脱水、機械的損傷を防ぐ植物の生理学的適応の例としては、細胞液中の可溶性炭水化物の濃度が増加し、凝固点を下げるのに役立ちます。

動物の温度適応。植物と比較して、動物はさまざまな温度の影響に適応するためのより多様な可能性を持っています。通常、温度適応には主に 3 つの方法があります。1) 化学的体温調節 (環境温度の低下に応じて熱の発生が増加します)。 2）物理的な体温調節（熱伝達レベルの変化、熱を保持する能力、または逆に過剰な熱を放散する能力）。 3) 行動的体温調節 (空間を移動したり、より複雑な方法で行動を変更したりすることで、好ましくない気温を回避します)。

変温動物は、恒温動物とは対照的に、同じ体温でも代謝レベルが低いという特徴があります。たとえば、+37°Cの温度のサバクイグアナは、同じ体重の齧歯動物よりも7倍少ない酸素を消費します。このため、生体温熱動物の体内ではほとんど熱が発生せず、その結果、化学的および物理的な体温調節の可能性は無視できます。それらの体温を調節する主な方法は行動の特徴です - 姿勢の変化、好ましい気候条件の積極的な検索、生息地の変化、望ましい微気候の独立した作成（巣を作る、穴を掘るなど）。

動物の体温測定

P.)。たとえば、極度の暑さの場合、動物は日陰に隠れたり、巣穴に隠れたり、砂漠のトカゲやヘビの一部の種は茂みに登ったりして、熱い土壌表面との接触を避けます。

一部の変温動物は維持することができます。最適な温度筋肉の働きによって体を作ります。したがって、マルハナバチは+32℃と33℃まで筋肉の収縮（震え）を活性化することで体を温め、涼しい天候でも離陸して摂食することが可能になります。

恒温療法は、代謝プロセスを強化し、動物と環境の間の熱交換を調節する方法を改良することによって、変温療法から発展しました。熱の入力と出力を効果的に制御することで、成体恒温動物は季節を問わず一定の最適な体温を維持できます。

恒温動物は、代謝率が高く、大量の熱を産生するため、化学的体温調節能力が高いことが特徴であり、これは寒さにさらされたときに特に重要です。しかし、熱産生を高めて体温を維持するには多量のエネルギーが必要となるため、寒い季節の動物は大量に食べ物を摂取したり、以前に蓄積された脂肪を大量に消費したりすることになります。例えば、冬まで生き残る鳥は、霜よりもむしろ飢えを恐れます。トウヒやマツの種子が豊作の場合、クロスビルは冬にも雛を産みます。しかし、冬には食物が不足するため、この種の体温調節機能は環境的に好ましくないため、北極キツネ、セイウチ、アザラシ、ホッキョクグマ、および北極圏外に生息する他の動物では機能があまり発達していません。

追加の熱生成ではなく、動物の体内での熱の保存によって寒さへの適応を確実にする物理的な体温調節は、皮膚の血管の反射的な収縮と拡張、熱伝導率の変化、体温の変化によって行われます。毛皮や羽毛のカバーの断熱特性と蒸発熱伝達の調節。

哺乳類の厚い毛皮や鳥類の羽毛は、動物の体温に近い温度の空気層を体の周囲に保つことを可能にし、それによって外部環境への熱伝達を低減します。寒冷地の住民は、よく発達した皮下脂肪組織の層を持っており、体全体に均一に分布しており、優れた断熱材となっています。

熱伝達を調節するための効果的なメカニズムは、発汗または口腔の湿った膜（たとえば犬）による水分の蒸発でもあります。したがって、極度の暑さの人は 1 日あたり 10 リットル以上の汗をかくことができ、それによって体の冷却に貢献します。

恒温動物における熱交換調節の行動方法は、変温動物の場合と同じです。

したがって、化学的、物理的、および行動的な体温調節の効果的な方法を組み合わせることで、温血動物は環境温度の大きな変動を背景に熱バランスを維持することができます。

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