Acasă instrument de casă

Temperatura ambientala. Temperatura corpului constantă și fluctuantă la animale Măsurarea temperaturii corpului la animale

FSBEI HPE „Universitatea Agrară de Stat din Novosibirsk”

Institutul de Educație prin Corespondență și Formare Avansată

Departamentul de Tehnologii Avansate în Producția Agricolă

După disciplină: „Ecologie”

Subiect: „Temperatura și rolul ei în viața organismelor”

Studenți prin corespondență

Shelemeteva Ekaterina Ivanovna

Novosibirsk 2014

Introducere

1. Habitat

2. Factori de habitat

3. Modele ale factorilor de mediu

4. Temperatura

5. Adaptări de temperatură

5.1 Adaptări de temperatură la plante

5.2 Adaptări de temperatură ale animalelor

6. Principalele moduri de adaptare a temperaturii

Bibliografie

Introducere

Organismele care trăiesc pe Pământ sunt foarte diverse și formează regate și subregate întregi, care includ plante, animale, ciuperci, bacterii, protozoare, arhebacterii, cianobacterii.

Toate aceste organisme trăiesc în condiții diferite, ocupă un spațiu de viață strict definit. Fiecare dintre ele necesită anumite condiții de mediu pentru dezvoltarea și reproducerea sa normală.

Relația dintre organisme și mediu, efectul mediului asupra structurii, vieții și comportamentului organismelor, relația dintre starea mediului și bunăstarea populațiilor etc. studiază știința ecologiei.

Ecologia este o știință care studiază relația organismelor (indivizi, populații, biocenoze etc.) între ele și cu mediul de natura lor anorganică, legile generale de funcționare a ecosistemelor de diferite niveluri ierarhice, habitatul ființelor vii. (inclusiv oameni).

În eseul meu, vom lua în considerare ce este un habitat și ce rol joacă temperatura în viața organismelor.

1. Habitat

Habitatul este acea parte a naturii care înconjoară un organism viu și cu care interacționează direct.

Mediul reprezintă proprietățile fizice ale spațiului care înconjoară o plantă, un animal sau o persoană, adică temperatura, iluminarea, presiunea, nivelul de radiație, mobilitatea particulelor.

Primul mediu în care a apărut și s-a răspândit viața a fost mediul acvatic. Treptat, organismele vii au pus stăpânire pe mediul sol-aer, au creat și locuit solul, organismele vii însele au devenit mediul specific al vieții.

În habitat există întotdeauna elemente foarte importante de care depinde posibilitatea existenței unui organism și există componente ale mediului care sunt indiferente unui organism dat.

Prin urmare, pe lângă conceptul de „habitat”, în ecologie s-au dezvoltat concepte despre factorii de mediu și condițiile de existență a organismelor.

2. Factori de habitat

Elementele mediului care au un impact pozitiv sau negativ asupra existenței și distribuției geografice a ființelor vii sunt definite ca factori de mediu.

În mod convențional, toți factorii sunt împărțiți în trei grupe: abiotici, biotici, antropici.

Factorii abiotici sunt toate proprietățile de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Acestea sunt temperatura, lumina, presiunea, umiditatea etc.

În cadrul temei, vom lua în considerare doar factorii abiotici și, mai precis, temperatura și rolul acesteia în viața organismelor.

Temperatura este un factor de mediu foarte variabil în spațiu și timp. De exemplu, temperatura variază foarte mult pe suprafața pământului, dar este aproape constantă în fundul oceanului și în adâncurile peșterilor.

În natura impactului factorilor de mediu asupra organismelor și în răspunsurile acestora, se pot distinge anumite modele.

3. Modele ale factorilor de mediu

Prima regularitate este legea optimului. Fiecare factor are anumite limite de influență pozitivă asupra organismelor. Limitele unui efect benefic asupra organismului se numesc legea optimului.

Valorile maxime și minime tolerate ale factorului sunt puncte critice dincolo de care existența nu este posibilă.

Schema acțiunii factorilor de mediu asupra organismelor vii este prezentată în figura 1.

Figura 1 - Schema acțiunii factorilor de mediu asupra organismelor vii

Fiecare specie de organisme are propriile limite de rezistență și valori optime ale acțiunii factorilor de mediu. Astfel, vulpile polare din tundra pot tolera fluctuații ale temperaturii aerului de aproximativ 80 ° C (de la +30 la -50° CU)

Al doilea model este ambiguitatea efectului factorului asupra diferitelor funcții ale corpului. Același factor are un efect diferit asupra funcțiilor organismului.

Deci, temperatura aerului de la +40 la +50 ° C la animalele cu sânge rece crește foarte mult rata proceselor metabolice, dar inhibă activitatea motrică și animalele cad într-o stupoare termică (anabioză). Ursul brun doarme la o temperatură, dar pentru acțiuni active, căutarea hranei, reproducere, are nevoie de o temperatură diferită.

Al treilea model este impactul factorilor asupra organismului. Factorii de mediu nu acţionează individual, ci reciproc (Tabelul 1). Interacțiunea constă în faptul că o modificare a intensității unuia dintre ele poate îngusta limita de rezistență la un alt factor sau, dimpotrivă, o poate crește.

De exemplu, temperatura optimă crește toleranța la lipsa de umiditate și alimente. Înghețul sever fără vânt este mai ușor de suportat, iar pe vremea vântului cu îngheț sever, există o probabilitate mare de degerătură.

Tabelul 1 - Interacțiunea factorilor

Temperatura, ° Umiditate, % Mișcarea aerului, m/s17,7 22,4 25100 70 200,0 0,5 2,5

Senzațiile organismelor sunt aceleași pentru diferite combinații ale celor trei factori.

Al patrulea model este regula factorului limitator. Dacă acțiunea factorului depășește punctele critice - limitele rezistenței, atunci existența speciei devine imposibilă. De exemplu, lipsa căldurii împiedică răspândirea unor specii plante fructifere nord (piersică, nuc).

Conform teoriei lui Charles Darwin, toate organismele sunt schimbătoare și capabile de adaptare.

Adaptarea este un sistem de reglare a proceselor metabolice și a caracteristicilor fiziologice care asigură adaptabilitatea maximă a organismelor la condițiile de mediu.

4. Temperatura

Temperaturile sunt limitele existenței vieții. În medie, acestea variază de la 0 ° De la până la +50 ° C. Cu toate acestea, unele specii sunt adaptate existenței active la temperaturi în afara acestor limite.

Speciile care preferă frigul (criofilii) rămân active până la -10 ° C. Bacteriile, ciupercile, lichenii, mușchii și artropodele pot îndura hipotermie. Copacii și plantele depășesc și hipotermia.

Există un grup de organisme care preferă temperaturile ridicate - termofile. Acestea sunt viermi, insecte, căpușe care trăiesc în deșerturi, bacterii. Organismele latente (spori ai unor bacterii, semințe de plante etc.) pot rezista la supraîncălzire până la 180° CU.

animal de adaptare la temperatură abiotică

5. Adaptări de temperatură

1 Adaptări de temperatură la plante

Plantele sunt organisme imobile, prin urmare sunt forțate să se adapteze la fluctuațiile de temperatură. Au sisteme speciale care protejează împotriva hipotermiei sau supraîncălzirii. De exemplu, transpirația este un sistem de evaporare a apei de către plante prin aparatul stomatic. Unele plante au dobândit chiar rezistență la incendii - sunt numite pirofite. Deci, copacii de savană au coaja groasă impregnată cu substanțe refractare.

5.2 Adaptări de temperatură ale animalelor

Animalele au o capacitate mai mare de adaptare la schimbările de temperatură decât plantele. Sunt capabili să se miște, să aibă propriii lor mușchi și să-și producă propria căldură.

În funcție de mecanismele de menținere a temperaturii corpului constantă, există:

-animale poikiloterme (cu sânge rece);

-animale homoioterme (cu sânge cald).

Cu sânge rece sunt insectele, peștii, reptilele și amfibienii. Temperatura corpului lor se modifică odată cu temperatura mediului.

Cu sânge cald - animale cu o temperatură constantă a corpului, capabile să o mențină chiar și cu fluctuații puternice ale temperaturii exterioare. Acestea sunt mamifere și păsări.

6. Principalele moduri de adaptare a temperaturii

Pentru a trăi și a se reproduce în anumite condiții de mediu, animalele și plantele aflate în proces de evoluție au dezvoltat o mare varietate de adaptări și sisteme pentru a se potrivi cu acest habitat.

Există următoarele moduri de adaptare a temperaturii:

-termoreglare chimică - o creștere a producției de căldură ca răspuns la o scădere a temperaturii ambiante;

-termoreglare fizică - capacitatea de a reține căldura datorită părului și penelor, distribuția rezervelor de grăsime, posibilitatea transferului de căldură prin evaporare etc.

-termoreglare comportamentală - capacitatea de a se deplasa din locuri cu temperaturi extreme în locuri cu temperaturi optime. Acesta este principalul mod de termoreglare la animalele poikiloterme. Când temperatura crește, au tendința de a-și schimba postura sau de a se ascunde la umbră, într-o gaură. Albinele, termitele și furnicile își construiesc în interior cuiburi cu temperaturi bine controlate.

Pentru a ilustra perfecțiunea termoreglării la animalele superioare și la oameni, putem da următorul exemplu. În urmă cu aproximativ 200 de ani, dr. C. Blegden din Anglia a pus la cale următorul experiment: a petrecut 45 de minute cu prietenii săi și cu un câine. într-o cameră uscată la +126 °C fără efecte asupra sănătății. Fanii băii finlandeze știu că puteți petrece ceva timp într-o saună cu o temperatură mai mare de +100 ° C (pentru fiecare - propria lor), iar acest lucru este bun pentru sănătate. Dar mai știm că dacă o bucată de carne este păstrată la această temperatură, se va găti.

Sub acțiunea frigului, animalele cu sânge cald intensifică procesele oxidative, în special la nivelul mușchilor. Intră în joc termoreglarea chimică. Se notează tremurături musculare, ducând la eliberarea de căldură suplimentară. Metabolismul lipidelor este îmbunătățit în special, deoarece grăsimile conțin o cantitate semnificativă de energie chimică. Prin urmare, acumularea de rezerve de grăsime asigură o termoreglare mai bună.

Creșterea producției de căldură este însoțită de consumul unei cantități mari de alimente. Deci, păsările rămase pentru iarnă au nevoie de multă hrană, nu le este frică de îngheț, ci de foame. Cu o recoltă bună, molid și pin, de exemplu, chiar și în timpul iernii cresc pui. Oamenii - locuitori ai regiunilor dure din Siberia sau nordul - din generație în generație au dezvoltat un meniu bogat în calorii - găluște tradiționale și alte alimente bogate în calorii. Prin urmare, înainte de a urma dietele occidentale la modă și de a respinge hrana strămoșilor, trebuie să ne amintim de oportunitatea existentă în natură, care stă la baza tradițiilor pe termen lung ale oamenilor.

Un mecanism eficient de reglare a transferului de căldură la animale, ca și la plante, este evaporarea apei prin transpirație sau prin mucoasele gurii și ale tractului respirator superior. Acesta este un exemplu de termoreglare fizică. O persoană aflată la căldură extremă poate produce până la 12 litri de transpirație pe zi, în timp ce disipă căldura de 10 ori mai mult decât în mod normal. O parte din apa excretată trebuie returnată prin băutură.

Animalele cu sânge cald, ca și cele cu sânge rece, se caracterizează prin termoreglare comportamentală. În vizuinile animalelor care trăiesc sub pământ, fluctuațiile de temperatură sunt cu atât mai mici, cu atât mai adâncă gaura. Cuiburile de albine construite cu pricepere mențin un microclimat uniform și favorabil.

De interes deosebit este comportamentul de grup al animalelor. De exemplu, pinguinii în îngheț sever și furtună de zăpadă formează o „broaște țestoasă” - o grămadă densă. Cei care s-au trezit pe margine își fac treptat drum înăuntru, unde temperatura se menține la aproximativ +37 ° C. În același loc, în interior, sunt așezați puii.

Astfel, mediul înconjurător este unul dintre conceptele cheie ale ecologiei. La evaluarea influenței factorilor de mediu asupra organismelor vii este importantă intensitatea acțiunii lor: în condiții favorabile, se vorbește de optim, iar cu un exces sau deficiență, efectul limitativ al factorilor de mediu (limite de rezistență).

În cursul evoluției și sub influența factorilor de mediu în schimbare, fauna sălbatică a ajuns la o mare diversitate. Dar procesul nu s-a oprit: condițiile naturale se schimbă, organismele se adaptează la condițiile de mediu în schimbare și dezvoltă sisteme de adaptare pentru a asigura adaptabilitate extremă la condițiile de viață. Această capacitate a organismelor de a se adapta la mediile în schimbare este cea mai importantă proprietate ecologică care asigură corespondența dintre creaturi și mediul lor.

Bibliografie

Literatura educațională

Trimiteți o solicitare cu un subiect chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a primi o consultație.

Temperatura este cel mai important factor de mediu. Temperatura are un impact uriaș asupra multor aspecte ale vieții organismelor, geografia lor de distribuție, reproducere și alte proprietăți biologice ale organismelor care depind în principal de temperatură. Raza de acțiune, adică limitele de temperatura la care poate exista viata variaza de la aproximativ -200°C la +100°C, uneori se constata si existenta bacteriilor in izvoarele termale la temperatura de 250°C. De fapt, majoritatea organismelor pot supraviețui într-un interval și mai restrâns de temperaturi.

Unele tipuri de microorganisme, în principal bacterii și alge, sunt capabile să trăiască și să se înmulțească în izvoarele termale la temperaturi apropiate de punctul de fierbere. Limita superioară de temperatură pentru bacteriile de izvoare termale este în jur de 90°C. Variabilitatea temperaturii este foarte importantă din punct de vedere ecologic.

Orice specie este capabilă să trăiască doar într-un anumit interval de temperaturi, așa-numitele temperaturi letale maxime și minime. Dincolo de aceste temperaturi extreme critice, reci sau calde, are loc moartea organismului. Undeva între ele se află temperatura optimă la care este activă activitatea vitală a tuturor organismelor, materia vie în ansamblu.

Conform toleranței organismelor la regim de temperatură ele sunt împărțite în euriterme și stenoterme, adică. capabile să reziste la fluctuații de temperatură largi sau înguste. De exemplu, lichenii și multe bacterii pot trăi la temperaturi diferite, sau orhideele și alte plante iubitoare de căldură din zonele tropicale sunt stenoterme.

Unele animale sunt capabile să mențină o temperatură constantă a corpului, indiferent de temperatura ambiantă. Astfel de organisme sunt numite homeoterme. La alte animale, temperatura corpului se modifică în funcție de temperatura ambiantă. Se numesc poikiloterme. În funcție de modul în care organismele se adaptează la regimul de temperatură, acestea se împart în două grupe ecologice: criofile - organisme adaptate la frig, la temperaturi scăzute; termofili – sau iubitoare de căldură.

regula lui Allen- o regulă ecogeografică stabilită de D. Allen în 1877. Conform acestei reguli, dintre formele înrudite de animale homoioterme (cu sânge cald) care duc un stil de viață similar, cele care trăiesc în climate mai reci au părți ale corpului proeminente relativ mai mici: urechi, picioare, cozi, etc.

Reducerea părților proeminente ale corpului duce la o scădere a suprafeței relative a corpului și ajută la economisirea căldurii.

Un exemplu al acestei reguli sunt reprezentanții familiei Canine din diferite regiuni. Cele mai mici (față de lungimea corpului) urechi și un bot mai puțin alungit din această familie sunt la vulpea arctică (gamă - Arctic), iar cele mai mari urechi și botul îngust și alungit - la vulpea fennec (gamă - Sahara).

Această regulă se aplică și în raport cu populațiile umane: nasul, brațele și picioarele cele mai scurte (în raport cu dimensiunea corpului) sunt caracteristice popoarelor eschimo-aleuți (eschimosi, inuiți), iar brațele și picioarele lungi pentru blănuri și tutsi.

regula lui Bergman este o regulă ecogeografică formulată în 1847 de biologul german Carl Bergman. Regula spune că dintre formele similare de animale homoioterme (cu sânge cald), cele mai mari sunt cele care trăiesc în climă mai rece - la latitudini mari sau la munte. Dacă există specii strâns înrudite (de exemplu, specii din același gen) care nu diferă semnificativ în dieta și stilul lor de viață, atunci specii mai mari apar și în climatele mai severe (reci).

Regula se bazează pe presupunerea că producția totală de căldură la speciile endoterme depinde de volumul corpului, iar rata transferului de căldură depinde de suprafața acestuia. Odată cu creșterea dimensiunii organismelor, volumul corpului crește mai repede decât suprafața sa. Experimental, această regulă a fost testată mai întâi pe câini de diferite dimensiuni. S-a dovedit că producția de căldură la câinii de talie mică este mai mare pe unitatea de masă, dar indiferent de dimensiune, rămâne aproape constantă pe unitatea de suprafață.

Regula lui Bergman este într-adevăr adesea îndeplinită atât în cadrul aceleiași specii, cât și între specii strâns înrudite. De exemplu, forma Amur a tigrului din Orientul Îndepărtat este mai mare decât forma Sumatra din Indonezia. Subspeciile nordice ale lupului sunt în medie mai mari decât cele sudice. Dintre speciile înrudite ale genului urs, cele mai mari trăiesc în latitudinile nordice (ursul polar, urșii bruni de pe insula Kodiak), iar cele mai mici specii (de exemplu, ursul cu ochelari) trăiesc în zone cu un climat cald.

În același timp, această regulă a fost adesea criticată; s-a remarcat că nu poate fi de natură generală, deoarece dimensiunea mamiferelor și păsărilor este influențată de mulți alți factori în afară de temperatură. În plus, adaptările la climă dure la nivelul populației și speciilor apar adesea nu datorită modificărilor dimensiunii corpului, ci datorită modificărilor dimensiunii organelor interne (creșterea dimensiunii inimii și plămânilor) sau datorită adaptărilor biochimice. Având în vedere această critică, trebuie subliniat că regula lui Bergman este de natură statistică și își manifestă efectul în mod clar, celelalte lucruri fiind egale.

Într-adevăr, există multe excepții de la această regulă. Astfel, cea mai mică rasă a mamutului lânos este cunoscută din insula polară Wrangel; multe subspecii forestiere ale lupului sunt mai mari decât cele din tundra (de exemplu, subspeciile dispărute din Peninsula Kenai; se presupune că dimensiunile mari le-ar putea oferi acestor lupi un avantaj atunci când vânează elani mari care locuiesc în peninsula). Subspecia din Orientul Îndepărtat a leopardului care trăiește pe Amur este semnificativ mai mică decât cea africană. În exemplele date, formele comparate diferă în ceea ce privește modul lor de viață (populații insulare și continentale; subspecia tundră, hrănindu-se cu prada mai mică, și subspecia forestieră, hrănindu-se cu prada mai mare).

În raport cu om, regula este aplicabilă într-o anumită măsură (de exemplu, triburile de pigmei, aparent, în mod repetat și independent au apărut în diferite zone cu un climat tropical); cu toate acestea, din cauza diferențelor de diete și obiceiuri locale, a migrației și a derivei genetice între populații, se impun restricții asupra aplicabilității acestei reguli.

regula lui Gloger constă în faptul că dintre formele înrudite (rase sau subspecii diferite ale aceleiași specii, specii înrudite) de animale homoioterme (cu sânge cald), cele care trăiesc în climat cald și umed sunt mai luminoase decât cele care trăiesc în climat rece și uscat. Înființată în 1833 de Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863), ornitolog polonez și german.

De exemplu, majoritatea speciilor de păsări din deșert au o culoare mai slabă decât rudele lor din pădurile subtropicale și tropicale. Regula lui Gloger poate fi explicată atât prin considerente de mascare, cât și prin influența condițiilor climatice asupra sintezei pigmenților. Într-o anumită măsură, regula lui Gloger se aplică și animalelor beți-kiloterme (cu sânge rece), în special insectelor.

Umiditatea ca factor de mediu

Inițial, toate organismele erau acvatice. După ce au cucerit pământul, nu și-au pierdut dependența de apă. Apa este o parte integrantă a tuturor organismelor vii. Umiditatea este cantitatea de vapori de apă din aer. Fără umiditate sau apă, nu există viață.

Umiditatea este un parametru care caracterizează conținutul de vapori de apă din aer. Umiditatea absolută este cantitatea de vapori de apă din aer și depinde de temperatură și presiune. Această cantitate se numește umiditate relativă (adică raportul dintre cantitatea de vapori de apă din aer și cantitatea saturată de vapori în anumite condiții de temperatură și presiune.)

În natură, există un ritm zilnic de umiditate. Umiditatea fluctuează atât pe verticală, cât și pe orizontală. Acest factor, împreună cu lumina și temperatura, joacă un rol important în reglarea activității organismelor și a distribuției lor. Umiditatea modifică și efectul temperaturii.

Uscarea aerului este un factor important de mediu. În special pentru organismele terestre, efectul de uscare al aerului este de mare importanță. Animalele se adaptează prin deplasarea în zonele protejate și sunt active noaptea.

Plantele absorb apa din sol si aproape complet (97-99%) se evapora prin frunze. Acest proces se numește transpirație. Evaporarea răcește frunzele. Datorită evaporării, ionii sunt transportați prin sol până la rădăcini, transportul ionilor între celule etc.

O anumită cantitate de umiditate este esențială pentru organismele terestre. Multe dintre ele au nevoie de o umiditate relativă de 100% pentru viața normală și invers, un organism în stare normală nu poate trăi mult timp în aer absolut uscat, deoarece pierde constant apă. Apa este o parte esențială a materiei vii. Prin urmare, pierderea apei într-o anumită cantitate duce la moarte.

Plantele cu climă uscată se adaptează la schimbările morfologice, reducerea organe vegetative mai ales frunzele.

Animalele terestre se adaptează și ele. Mulți dintre ei beau apă, alții o sug prin tegumentul corpului în stare lichidă sau de vapori. De exemplu, majoritatea amfibienilor, unele insecte și acarieni. Majoritatea animalelor din deșert nu beau niciodată; își satisfac nevoile în detrimentul apei furnizate cu hrană. Alte animale primesc apă în procesul de oxidare a grăsimilor.

Apa este esențială pentru organismele vii. Prin urmare, organismele se răspândesc în tot habitatul în funcție de nevoile lor: organismele acvatice trăiesc în apă în mod constant; hidrofitele pot trăi doar în medii foarte umede.

Din punct de vedere al valenței ecologice, hidrofitele și higrofitele aparțin grupului stenogigerilor. Umiditatea afectează foarte mult funcțiile vitale ale organismelor, de exemplu, umiditatea relativă de 70% a fost foarte favorabilă pentru maturarea câmpului și fecunditatea femelelor de lăcuste migratoare. Cu o reproducere favorabilă, provoacă pagube economice enorme culturilor multor țări.

Pentru o evaluare ecologică a distribuției organismelor, se utilizează un indicator al uscăciunii climatului. Uscaciunea servește ca factor selectiv pentru clasificarea ecologică a organismelor.

Astfel, în funcție de caracteristicile umidității climatului local, speciile de organisme sunt distribuite în grupuri ecologice:

1. Hidratofitele sunt plante acvatice.

2. Hidrofitele sunt plante terestre-acvatice.

3. Higrofitele – plante terestre care trăiesc în condiții de umiditate ridicată.

4. Mezofitele sunt plante care cresc cu umiditate medie.

5. Xerofitele sunt plante care cresc cu umiditate insuficientă. Ele, la rândul lor, se împart în: suculente - plante suculente (cactusi); sclerofitele sunt plante cu frunze înguste și mici și pliate în tubuli. Ele sunt, de asemenea, împărțite în euxerofite și stipaxerofite. Euxerofitele sunt plante de stepă. Stipaxerofitele sunt un grup de ierburi de gazon cu frunze înguste (iarbă cu pene, păstuc, picioare subțiri etc.). La rândul lor, mezofitele se împart și în mezohigrofite, mezoxerofite etc.

Cedată în valoare de temperatură, umiditatea este totuși unul dintre principalii factori de mediu. Pentru cea mai mare parte a istoriei faunei sălbatice, lumea organică a fost reprezentată exclusiv de normele de apă ale organismelor. O parte integrantă a marii majorități a ființelor vii este apa, iar pentru reproducerea sau fuziunea gameților, aproape toți au nevoie de un mediu acvatic. Animalele terestre sunt nevoite să creeze în corpul lor un mediu acvatic artificial pentru fertilizare, iar acest lucru duce la faptul că acesta din urmă devine intern.

Umiditatea este cantitatea de vapori de apă din aer. Poate fi exprimat în grame pe metru cub.

Lumina ca factor de mediu. Rolul luminii în viața organismelor

Lumina este o formă de energie. Conform primei legi a termodinamicii, sau legea conservării energiei, energia se poate schimba de la o formă la alta. Conform acestei legi, organismele sunt un sistem termodinamic care schimbă constant energie și materie cu mediul. Organismele de pe suprafața Pământului sunt expuse fluxului de energie, în principal energie solară, precum și radiațiilor termice cu unde lungi din corpurile cosmice.

Ambii acești factori determină condițiile climatice ale mediului (temperatura, rata de evaporare a apei, mișcarea aerului și a apei). Lumina soarelui cu o energie de 2 cal cade asupra biosferei din spațiu. la 1 cm 2 în 1 min. Această așa-numită constantă solară. Această lumină, care trece prin atmosferă, este atenuată și nu mai mult de 67% din energia sa poate ajunge la suprafața Pământului într-un amiază senin, adică. 1,34 cal. pe cm 2 în 1 min. Trecând prin acoperirea norilor, apă și vegetație, lumina soarelui este și mai slăbită, iar distribuția energiei în ea în diferite părți ale spectrului se modifică semnificativ.

Gradul de atenuare a luminii solare și a radiației cosmice depinde de lungimea de undă (frecvența) luminii. Radiația ultravioletă cu o lungime de undă mai mică de 0,3 microni aproape că nu trece prin stratul de ozon (la o altitudine de aproximativ 25 km). O astfel de radiație este periculoasă pentru un organism viu, în special pentru protoplasmă.

În natura vie, lumina este singura sursă de energie; toate plantele, cu excepția bacteriilor, fotosintetizează, adică. sintetiza materie organică din substanțe anorganice (adică din apă, săruri minerale și CO2).În natura vie, lumina este singura sursă de energie, toate plantele, cu excepția bacteriilor 2 - cu ajutorul energiei radiante în procesul de asimilare). Toate organismele depind pentru hrana de fotosintetizatoare terestre, de exemplu. plante purtătoare de clorofilă.

Lumina ca factor de mediu este împărțită în ultraviolete cu o lungime de undă de 0,40 - 0,75 microni și infraroșii cu o lungime de undă mai mare decât aceste măreții.

Efectul acestor factori depinde de proprietățile organismelor. Fiecare tip de organism este adaptat la unul sau altul spectru de lungimi de undă ale luminii. Unele specii de organisme s-au adaptat la ultraviolete, în timp ce altele la infraroșu.

Unele organisme sunt capabile să distingă lungimea de undă. Au sisteme speciale de percepere a luminii și au viziunea culorilor, care sunt de mare importanță în viața lor. Multe insecte sunt sensibile la radiațiile cu unde scurte, pe care oamenii nu le percep. Fluturii de noapte percep bine razele ultraviolete. Albinele și păsările își determină cu exactitate locația și navigați pe teren chiar și noaptea.

De asemenea, organismele reacţionează puternic la intensitatea luminii. Conform acestor caracteristici, plantele sunt împărțite în trei grupe ecologice:

1. Iubitoare de lumină, iubitoare de soare sau heliofite – care sunt capabile să se dezvolte normal doar sub razele soarelui.

2. Iubitoare de umbră, sau sciofiții, sunt plantele de la nivelurile inferioare ale pădurilor și plantele de adâncime, de exemplu, crinii și altele.

Pe măsură ce intensitatea luminii scade, fotosinteza încetinește și ea. Toate organismele vii au un prag de sensibilitate la intensitatea luminii, precum și la alți factori de mediu. Diferitele organisme au o sensibilitate diferită la prag la factorii de mediu. De exemplu, lumina intensă inhibă dezvoltarea muștelor Drosophyll, provocând chiar moartea acestora. Nu le plac lumina și gândacii și alte insecte. La majoritatea plantelor fotosintetice, la intensitate luminoasă scăzută, sinteza proteinelor este inhibată, în timp ce la animale sunt inhibate procesele de biosinteză.

3. Heliofite tolerante la umbră sau facultative. Plante care cresc bine atât la umbră, cât și la lumină. La animale, aceste proprietăți ale organismelor sunt numite iubitoare de lumină (fotofile), iubitoare de umbră (fotofobe), eurifobe - stenofobe.

Valenta ecologica

gradul de adaptabilitate al unui organism viu la schimbările condițiilor de mediu. E. v. este o proprietate cu vedere. Cantitativ, este exprimată prin gama de schimbări de mediu în care o anumită specie își păstrează activitatea vitală normală. E. v. poate fi considerat atât în raport cu răspunsul unei specii la factorii individuali de mediu, cât și în raport cu un complex de factori.

În primul caz, speciile care tolerează schimbări largi ale puterii factorului de influență sunt desemnate printr-un termen constând din numele acestui factor cu prefixul „evry” (euritermal - în raport cu influența temperaturii, eurihalină - asupra salinității , euribatic - până la adâncime etc.); speciile adaptate doar la mici modificări ale acestui factor sunt desemnate printr-un termen similar cu prefixul „steno” (stenotermic, stenohalin etc.). Tipurile care posedă E. în larg. în raport cu un complex de factori, ei se numesc eurybionts (Vezi. Eurybionts) spre deosebire de stenobionts (Vezi. Stenobionts), care au o adaptabilitate redusă. Deoarece euribiontismul face posibilă popularea unei varietăți de habitate, iar stenobiontismul îngustează drastic gama de habitate potrivite pentru specie, aceste două grupuri sunt adesea numite eury- sau, respectiv, stenotopice.

euribionti, organisme animale și vegetale care pot exista cu modificări semnificative ale condițiilor de mediu. Deci, de exemplu, locuitorii litoralului îndură uscare regulată în timpul valului scăzut, vara - încălzire puternică, iar iarna - răcire și uneori îngheț (animale euritermale); locuitorii estuarelor râurilor rezistă la mijloace. fluctuații ale salinității apei (animale eurihaline); un număr de animale există într-o gamă largă de presiuni hidrostatice (eurybats). Mulți locuitori terestre de latitudini temperate sunt capabili să reziste la fluctuații mari de temperatură sezoniere.

Euribiontitatea speciei este crescută de capacitatea de a suporta condiții nefavorabile în stare de anabioză (multe bacterii, spori și semințe ale multor plante, plante perene adulte de latitudini reci și temperate, muguri de iernare de bureți de apă dulce și briozoare, ouă de branchiopode). , tardigrade adulte și unele rotifere etc.) sau hibernare (unele mamifere).

REGULA LUI CHETVERIKOV, de regulă, în conformitate cu Krom în natură, toate tipurile de organisme vii nu sunt reprezentate de indivizi izolați, ci sub formă de agregate ale unui număr (uneori foarte mare) de indivizi-populații. Crescut de S. S. Chetverikov (1903).

Vedere- acesta este un set istoric stabilit de populații de indivizi care sunt similare ca proprietăți morfologice și fiziologice, capabile să se încrucișeze liber și să producă descendenți fertili, ocupând o anumită zonă. Fiecare tip de organisme vii poate fi descris printr-un set de trasaturi caracteristice, proprietăți, care sunt numite caracteristici ale vederii. Caracteristicile unei specii, prin care se poate distinge o specie de alta, se numesc criterii de specie.

Cele mai frecvent utilizate șapte criterii de vedere generală sunt:

1. Tip specific de organizare: un set de trăsături caracteristice care fac posibilă distingerea indivizilor unei specii date de indivizii alteia.

2. Certitudine geografică: existența unor indivizi ai unei specii într-un anumit loc de pe glob; interval - zona în care trăiesc indivizii unei anumite specii.

3. Certitudine ecologică: indivizii unei specii trăiesc într-un interval specific de valori ale factorilor fizici de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea, presiunea etc.

4. Diferențiere: specia este formată din grupuri mai mici de indivizi.

5. Discretenia: indivizii acestei specii sunt separați de indivizii altuia printr-un decalaj - hiatus.Hiatul este determinat de acțiunea unor mecanisme de izolare, cum ar fi nepotrivirea perioadelor de reproducere, utilizarea unor reacții comportamentale specifice, sterilitatea hibrizilor, etc.

6. Reproductibilitate: reproducerea indivizilor poate fi efectuată asexuat (gradul de variabilitate este scăzut) și sexual (gradul de variabilitate este ridicat, deoarece fiecare organism combină caracteristicile unui tată și ale unei mame).

7. Un anumit nivel de abundență: populația suferă modificări periodice (valuri de viață) și neperiodice.

Indivizii oricărei specii sunt distribuiți în spațiu extrem de neuniform. De exemplu, urzica din raza sa se găsește numai în locuri umbroase umede, cu sol fertil, formând desișuri în câmpiile inundabile ale râurilor, pâraielor, în jurul lacurilor, de-a lungul periferiei mlaștinilor, în pădurile mixte și desișurile de arbuști. Colonii de aluniță europeană, vizibile clar pe movilele pământului, se găsesc pe marginile pădurilor, pajiști și câmpuri. Potrivit pentru viață
deși habitatele se găsesc adesea în aria de distribuție, ele nu acoperă întreaga gamă și, prin urmare, indivizii acestei specii nu se găsesc în alte părți ale acesteia. Nu are sens să cauți urzici într-o pădure de pini sau o aluniță într-o mlaștină.

Astfel, distribuția neuniformă a speciilor în spațiu se exprimă sub formă de „insule de densitate”, „grămădițe”. Zonele cu o distribuție relativ mare a acestei specii alternează cu zone de abundență redusă. Astfel de „centre de densitate” ale populației fiecărei specii se numesc populații. O populație este o colecție de indivizi dintr-o anumită specie, pentru o lungă perioadă de timp (un număr mare de generații) care locuiesc într-un anumit spațiu (parte a gamei), și izolați de alte populații similare.

În cadrul populației se realizează practic trecerea liberă (panmixia). Cu alte cuvinte, o populație este un grup de indivizi care se leagă liber între ei, trăind mult timp pe un anumit teritoriu și relativ izolat de alte grupuri similare. O specie este astfel o colecție de populații, iar o populație este unitatea structurală a unei specii.

Diferența dintre o populație și o specie:

1) indivizii din diferite populații se încrucișează liber între ei,

2) indivizii diferitelor populații diferă puțin unul de celălalt,

3) nu există un decalaj între două populații învecinate, adică există o tranziție treptată între ele.

Procesul de speciație. Să presupunem că o anumită specie ocupă o anumită zonă, determinată de natura dietei sale. Ca urmare a divergenței dintre indivizi, intervalul crește. Noua zonă va conține zone cu diferite plante alimentare, proprietăți fizice și chimice etc. Indivizii care se află în diferite părți ale zonei formează populații. În viitor, ca urmare a diferențelor din ce în ce mai mari dintre indivizii populațiilor, va deveni din ce în ce mai clar că indivizii unei populații diferă într-un fel de indivizii unei alte populații. Există un proces de divergență a populațiilor. Mutațiile se acumulează în fiecare dintre ele.

Reprezentanții oricărei specii din zona locală formează o populație locală. Totalitatea populațiilor locale asociate cu părți ale arealului omogene din punct de vedere al condițiilor de viață constituie o populație ecologică. Deci, dacă o specie trăiește într-o pajiște și într-o pădure, atunci vorbesc despre populațiile sale de gumă și de luncă. Populațiile din raza de acțiune a unei specii asociate cu anumite limite geografice sunt numite populații geografice.
Mărimea și limitele populațiilor se pot schimba dramatic. În timpul izbucnirilor de reproducere în masă, specia se răspândește foarte larg și apar populații gigantice.

Setul de populații geografice cu trăsături stabile, capacitatea de a se încrucișa și de a produce descendenți fertili se numește subspecie. Darwin spunea că formarea de noi specii trece prin soiuri (subspecii).

Cu toate acestea, trebuie amintit că un anumit element este adesea absent în natură.
Mutațiile care apar la indivizii fiecărei subspecii nu pot conduce prin ele însele la formarea de noi specii. Motivul constă în faptul că această mutație va rătăci prin populație, deoarece indivizii subspeciilor, după cum știm, nu sunt izolați din punct de vedere reproductiv. Dacă mutația este benefică, crește heterozigozitatea populației; dacă este dăunătoare, va fi pur și simplu respinsă prin selecție.

Ca rezultat al procesului de mutație în desfășurare constantă și al încrucișării libere, mutațiile se acumulează în populații. Conform teoriei lui I. I. Schmalhausen, se creează o rezervă de variabilitate ereditară, adică marea majoritate a mutațiilor emergente sunt recesive și nu apar fenotipic. La atingerea unei concentrații ridicate de mutații în starea heterozigotă, încrucișarea indivizilor purtători de gene recesive devine probabilă. În acest caz apar indivizi homozigoți, la care mutațiile se manifestă deja fenotipic. În aceste cazuri, mutațiile sunt deja sub controlul selecției naturale.
Dar acest lucru nu este încă de o importanță decisivă pentru procesul de speciație, deoarece populațiile naturale sunt deschise și gene străine de la populațiile vecine sunt introduse constant în ele.

Există suficient flux de gene pentru a menține marea similitudine a pool-urilor de gene (totalitatea tuturor genotipurilor) tuturor populațiilor locale. Se estimează că completarea fondului de gene din cauza genelor străine într-o populație de 200 de indivizi, fiecare dintre ele având 100.000 de loci, este de 100 de ori mai mare decât - din cauza mutațiilor. În consecință, nicio populație nu se poate schimba dramatic atâta timp cât este supusă influenței de normalizare a fluxului de gene. Rezistența unei populații la modificări ale compoziției sale genetice sub influența selecției se numește homeostazie genetică.

Ca urmare a homeostaziei genetice într-o populație, formarea unei noi specii este foarte dificilă. Încă o condiție trebuie îndeplinită! Și anume, este necesară izolarea fondului genetic al populației fiice de fondul genetic matern. Izolarea poate fi sub două forme: spațială și temporală. Izolarea spațială apare din cauza diferitelor bariere geografice, cum ar fi deșerturi, păduri, râuri, dune, câmpii inundabile. Cel mai adesea, izolarea spațială are loc din cauza unei reduceri accentuate a intervalului continuu și a rupturii sale în buzunare sau nișe separate.

Adesea, o populație devine izolată ca urmare a migrației. În acest caz, apare o populație izolată. Cu toate acestea, deoarece numărul de indivizi dintr-o populație izolată este de obicei mic, există pericolul de consangvinizare - degenerare asociată consangvinizării. Speciația bazată pe izolarea spațială se numește geografică.

Forma temporară de izolare include o schimbare a timpului de reproducere și schimbări în întregul ciclu de viață. Speciația bazată pe izolare temporară se numește ecologică.
Lucrul decisiv în ambele cazuri este crearea unui sistem genetic nou, incompatibil cu vechiul sistem. Prin speciație se realizează evoluția, motiv pentru care se spune că o specie este un sistem evolutiv elementar. O populație este o unitate evolutivă elementară!

Caracteristicile statistice și dinamice ale populațiilor.

Speciile de organisme sunt incluse în biocenoză nu ca indivizi separati, ci ca populații sau părți ale acestora. O populație este o parte a unei specii (formată din indivizi din aceeași specie), ocupând un spațiu relativ omogen și capabilă de autoreglare și menținere a unui anumit număr. Fiecare specie din teritoriul ocupat este împărțită în populații.Dacă luăm în considerare impactul factorilor de mediu asupra unui singur organism, atunci la un anumit nivel al factorului (de exemplu, temperatura), individul studiat fie va supraviețui, fie va muri. Imaginea se schimbă atunci când se studiază impactul aceluiași factor asupra unui grup de organisme din aceeași specie.

Unii indivizi vor muri sau își vor reduce activitatea vitală la o anumită temperatură, alții la o temperatură mai scăzută, iar alții la o temperatură mai ridicată.De aceea, se poate da o altă definiție a unei populații: pentru a supraviețui și a da urmași, toți cei vii. organismele trebuie, în condiţiile unor regimuri dinamice de mediu, să existe factori sub formă de grupări, sau populaţii, i.e. agregate de indivizi care trăiesc împreună cu ereditate asemănătoare.Cea mai importantă caracteristică a unei populaţii este teritoriul total pe care îl ocupă. Dar în cadrul unei populații pot exista grupări mai mult sau mai puțin izolate din diverse motive.

Prin urmare, este dificil de dat o definiție exhaustivă a populației din cauza estompării granițelor dintre grupurile individuale de indivizi. Fiecare specie este formată din una sau mai multe populații, iar o populație este astfel forma de existență a unei specii, cea mai mică unitate evolutivă a acesteia. Pentru populații diferite feluri există limite acceptabile pentru scăderea numărului de indivizi, dincolo de care existența unei populații devine imposibilă. Nu există date exacte cu privire la valorile critice ale mărimii populației în literatură. Valorile date sunt contradictorii. Cu toate acestea, rămâne faptul că, cu cât indivizii sunt mai mici, cu atât valorile critice ale numerelor lor sunt mai mari. Pentru microorganisme, acestea sunt milioane de indivizi, pentru insecte - zeci și sute de mii, iar pentru mamiferele mari - câteva zeci.

Numărul nu trebuie să scadă sub limitele dincolo de care probabilitatea de a întâlni parteneri sexuali este redusă drastic. Numărul critic depinde și de alți factori. De exemplu, pentru unele organisme, un stil de viață de grup este specific (colonii, turme, turme). Grupurile din cadrul unei populații sunt relativ izolate. Pot exista cazuri când dimensiunea populației în ansamblu este încă destul de mare și numărul grupuri individuale redus sub limitele critice.

De exemplu, o colonie (grup) de cormoran peruan trebuie să aibă o populație de cel puțin 10 mii de indivizi, iar o turmă de reni - 300 - 400 de capete. Pentru a înțelege mecanismele de funcționare și a aborda problemele de utilizare a populațiilor mare importanță au informații despre structura lor. Există gen, vârstă, teritorială și alte tipuri de structură. În termeni teoretici și aplicați, datele privind structura de vârstă sunt cele mai importante - raportul dintre indivizi (deseori combinați în grupuri) de diferite vârste.

Animalele sunt împărțite în următoarele grupe de vârstă:

Grupul de minori (copii) grupul senil (senil, nu este implicat în reproducere)

Grup de adulți (indivizi care efectuează reproducere).

De obicei, populațiile normale sunt caracterizate de cea mai mare viabilitate, în care toate vârstele sunt reprezentate relativ uniform. În populația regresivă (pe cale de dispariție), indivizii senili predomină, ceea ce indică prezența factorilor negativi care perturbă funcțiile reproductive. Sunt necesare măsuri urgente pentru identificarea și eliminarea cauzelor acestei afecțiuni. Populațiile invazive (invazive) sunt reprezentate în principal de indivizi tineri. Vitalitatea lor de obicei nu provoacă îngrijorare, dar sunt probabile izbucniri ale unui număr excesiv de mare de indivizi, deoarece relațiile trofice și alte relații nu s-au format în astfel de populații.

Este deosebit de periculos dacă este vorba despre o populație de specii care anterior lipseau în zonă. În acest caz, populațiile găsesc și ocupă de obicei o nișă ecologică liberă și își realizează potențialul de reproducere, crescându-și intens numărul.Dacă populația se află într-o stare normală sau aproape de normală, o persoană poate elimina din aceasta numărul de indivizi (la animale). ) sau biomasă (în plante), care crește în perioada dintre capturi. În primul rând, indivizii de vârstă post-productivă (reproducție finalizată) ar trebui retrași. Dacă scopul este obținerea unui anumit produs, atunci vârsta, sexul și alte caracteristici ale populațiilor sunt ajustate ținând cont de sarcină.

Exploatarea populațiilor de comunități de plante (de exemplu, pentru obținerea de cherestea) este de obicei programată pentru a coincide cu perioada de încetinire a creșterii (acumularea producției) legată de vârstă. Această perioadă coincide de obicei cu acumularea maximă de masă lemnoasă pe unitatea de suprafață. Populația se caracterizează și printr-un anumit raport de sex, iar raportul dintre bărbați și femei nu este egal cu 1:1. Sunt cunoscute cazuri de predominare accentuată a unui sex sau altul, alternanță de generații cu absența masculilor. Fiecare populație poate avea și un complex structura spatiala, (subdivizându-se în grupuri ierarhice mai mult sau mai puțin mari - de la geografice la elementare (micropopulații) .

Deci, dacă rata mortalității nu depinde de vârsta indivizilor, atunci curba de supraviețuire este o linie descrescătoare (vezi figura, tipul I). Adică, moartea indivizilor are loc uniform la acest tip, rata mortalității rămâne constantă pe tot parcursul vieții. O astfel de curbă de supraviețuire este caracteristică speciilor a căror dezvoltare are loc fără metamorfoză cu suficientă stabilitate a urmașilor născuți. Acest tip este de obicei numit tip de hidră - este caracterizat printr-o curbă de supraviețuire care se apropie de o linie dreaptă. La speciile pentru care rolul factorilor externi in mortalitate este mic, curba de supravietuire se caracterizeaza printr-o usoara scadere pana la o anumita varsta, dupa care se produce o scadere brusca datorita mortalitatii naturale (fiziologice).

Tipul II din figură. O curbă de supraviețuire apropiată de acest tip este caracteristică oamenilor (deși curba de supraviețuire umană este oarecum mai plată și, prin urmare, undeva între tipurile I și II). Acest tip se numește tipul de Drosophila: este acest tip pe care Drosophila îl demonstrează în condiții de laborator (nu este mâncat de prădători). Multe specii se caracterizează printr-o mortalitate ridicată în stadiile incipiente ale ontogeniei. La astfel de specii, curba de supraviețuire se caracterizează printr-o scădere bruscă în regiunea vârstelor mai mici. Indivizii care au supraviețuit vârstei „critice” demonstrează o mortalitate scăzută și trăiesc până la vârste mari. Tipul se numește tipul de stridii. Tipul III în figură. Studiul curbelor de supraviețuire este de mare interes pentru ecologist. Vă permite să judecați la ce vârstă o anumită specie este cea mai vulnerabilă. Dacă acțiunea cauzelor capabile să modifice natalitatea sau mortalitatea se încadrează pe stadiul cel mai vulnerabil, atunci influența lor asupra dezvoltării ulterioare a populației va fi cea mai mare. Acest tipar trebuie luat în considerare la organizarea vânătorii sau în combaterea dăunătorilor.

Structura pe vârstă și sex a populațiilor.

Orice populație are o anumită organizare. Distribuția indivizilor pe teritoriu, raportul grupurilor de indivizi după sex, vârstă, caracteristicile morfologice, fiziologice, comportamentale și genetice reflectă caracteristicile corespunzătoare. structura populatiei : spațial, gen, vârstă etc. Structura se formează, pe de o parte, pe baza proprietăților biologice generale ale speciei și, pe de altă parte, sub influența factorilor de mediu abiotici și a populațiilor altor specii.

Structura populaţiei are astfel un caracter adaptativ. Populațiile diferite ale aceleiași specii au atât trăsături similare, cât și trăsături distinctive care caracterizează specificul condițiilor de mediu din habitatele lor.

În general, pe lângă capacitățile de adaptare ale indivizilor, în anumite teritorii se formează trăsături adaptative ale adaptării de grup a populației ca sistem supraindividual, ceea ce indică faptul că trăsăturile adaptative ale populației sunt mult mai mari decât cele ale indivizilor. care o compun.

Compoziția de vârstă- este esenţială pentru existenţa populaţiei. Durata medie de viață a organismelor și raportul dintre numărul (sau biomasa) indivizilor de diferite vârste este caracterizată de structura de vârstă a populației. Formarea structurii de vârstă are loc ca urmare a acțiunii combinate a proceselor de reproducere și mortalitate.

În orice populație, se disting în mod condiționat 3 grupuri ecologice de vârstă:

Pre-reproductive;

reproductivă;

Post-reproductive.

Grupul pre-reproductiv include indivizi care nu sunt încă capabili de reproducere. Reproductivă - indivizi capabili de reproducere. Postreproductive - indivizi care și-au pierdut capacitatea de a se reproduce. Durata acestor perioade variază foarte mult în funcție de tipul de organisme.

În condiții favorabile, populația cuprinde toate grupele de vârstă și menține o compoziție de vârstă mai mult sau mai puțin stabilă. În populațiile cu creștere rapidă predomină indivizii tineri, în timp ce în populațiile în scădere predomină cei bătrâni, care nu se mai pot reproduce intensiv. Astfel de populații sunt neproductive și nu sunt suficient de stabile.

Există vederi din structură simplă de vârstă populaţii formate din indivizi aproape de aceeaşi vârstă.

De exemplu, toate plantele anuale ale unei populații sunt în stadiul de răsad primăvara, apoi înfloresc aproape simultan și produc semințe toamna.

La speciile din structură complexă de vârstă populaţiile trăiesc simultan mai multe generaţii.

De exemplu, în experiența elefanților există animale tinere, mature și îmbătrânite.

Populațiile care includ multe generații (de diferite grupe de vârstă) sunt mai stabile, mai puțin susceptibile la influența factorilor care afectează reproducerea sau mortalitatea într-un anumit an. Condițiile extreme pot duce la moartea celor mai vulnerabile grupe de vârstă, dar cele mai rezistente supraviețuiesc și produc noi generații.

De exemplu, o persoană este considerată o specie biologică cu o structură de vârstă complexă. Stabilitatea populațiilor speciei s-a manifestat, de exemplu, în timpul celui de-al doilea război mondial.

Pentru a studia structurile de vârstă ale populațiilor se folosesc tehnici grafice, de exemplu, piramidele de vârstă ale unei populații, care sunt utilizate pe scară largă în studiile demografice (Fig. 3.9).

Fig.3.9. Piramidele de vârstă ale populației.

A - reproducere în masă, B - populație stabilă, C - populație în scădere

Stabilitatea populațiilor unei specii depinde în mare măsură de structura sexuala , adică proporții ale indivizilor de diferite sexe. Grupurile sexuale din cadrul populațiilor se formează pe baza diferențelor de morfologie (forma și structura corpului) și ecologiei diferitelor sexe.

De exemplu, la unele insecte, masculii au aripi, dar femelele nu, masculii unor mamifere au coarne, dar sunt absenți la femele, păsările masculi au penaj strălucitor, iar femelele au camuflaj.

Diferențele ecologice sunt exprimate în preferințele alimentare (femele multor țânțari sug sânge, în timp ce masculii se hrănesc cu nectar).

Mecanismul genetic asigură un raport aproximativ egal de indivizi de ambele sexe la naștere. Cu toate acestea, raportul inițial este în curând rupt ca urmare a diferențelor fiziologice, comportamentale și ecologice dintre bărbați și femele, provocând o mortalitate inegală.

O analiză a structurii de vârstă și sex a populațiilor face posibilă prezicerea numărului acesteia pentru o serie de generații și ani următoare. Acest lucru este important atunci când se evaluează posibilitățile de pescuit, împușcarea animalelor, salvarea culturilor de la invaziile lăcustelor și în alte cazuri.

Solul este un mediu intermediar între apă (condiții de temperatură, conținut scăzut de oxigen, saturație cu vapori de apă, prezența apei și a sărurilor în el) și aer (cavități de aer, schimbări bruște de umiditate și temperatură în straturile superioare). Pentru multe artropode, solul a fost mediul prin care au putut trece de la un stil de viață acvatic la unul terestru.

Principalii indicatori ai proprietăților solului, reflectând capacitatea acestuia de a fi un habitat pentru organismele vii, sunt umiditatea, temperatura și structura solului. Toți cei trei indicatori sunt strâns legați. Odată cu creșterea umidității, conductivitatea termică crește și aerarea solului se înrăutățește. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât se produce mai multă evaporare.

Procesele fiziologice care au loc în plantă, activitatea vitală a microorganismelor și a faunei solului, procesele chimice de transformare a substanțelor și energiei sunt posibile numai în anumite limite de temperatură.

Impactul temperaturii solului asupra plantelor începe încă din primele etape ale creșterii și dezvoltării acestuia. În plus, plantele individuale au cerințe diferite pentru regimul de temperatură al solului. Alături de limitele extreme de temperatură care caracterizează temperatura minimă și maximă pentru fiecare specie de plante, există un optim specific. Cerințele de temperatură ale anumitor plante se modifică pe măsură ce cresc și se dezvoltă.

Conductivitatea termică a solului este cantitatea de căldură care curge printr-un strat de sol cu o suprafață de 1 cm2 și o grosime de 1 cm într-o direcție perpendiculară pe acesta, cu o diferență de 1 ° C pe ambele părți ale stratului. Conductivitatea termică, ca și capacitatea de căldură, depinde de distribuția dimensiunii particulelor și compoziție chimică sol, conținutul său de umiditate. Solurile uscate, bine humusizate nu conduc bine căldura, solurile umede, grele se caracterizează printr-o conductivitate termică crescută.

Apa (25-30%) din sol este reprezentată de 4 tipuri: gravitațională, higroscopică (legată), capilară și vaporoasă. Gravitatie- apa mobilă, ocupând goluri largi între particulele de sol, se scurge în jos cu propria greutate până la nivelul apei subterane. Se absoarbe usor de catre plante. higroscopic, sau legat- este adsorbită în jurul particulelor coloidale (argilă, cuarț) ale solului și este reținută sub formă de peliculă subțire datorită legăturilor de hidrogen. Se eliberează din ele la temperatură ridicată (102-105°C). Este inaccesibil plantelor, nu se evaporă. capilar- este ținut în jurul particulelor de sol prin forța tensiunii superficiale. Prin pori și canale înguste - capilare, se ridică de la nivelul apei subterane sau se abate din cavitățile cu apă gravitațională. Reținut mai bine de solurile argiloase, se evaporă ușor. Plantele îl absorb ușor.

Știința

Temperatura este unul dintre conceptele fundamentale din fizică, joacă un rol imens în faptul că se referă la viața terestră sub orice formă. La temperaturi foarte ridicate sau foarte scăzute, lucrurile se pot comporta foarte ciudat. Vă invităm să aflați despre câteva fapte interesante asociate cu temperaturile.

Care este temperatura maximă?

Cea mai ridicată temperatură creată vreodată de om a fost 4 miliarde de grade Celsius. Este greu de crezut că temperatura unei substanțe poate atinge un nivel atât de incredibil! Această temperatură de 250 de ori mai mare temperatura miezului soarelui.

S-a stabilit un record incredibil Laboratorul Natural Brookhaven la New York, la ciocnitorul ionic RHIC, a cărui lungime este de aproximativ 4 kilometri.

Oamenii de știință au forțat ionii de aur să se ciocnească în încercarea de a se reproduce condiții de big bang, creând o plasmă de quarc-gluoni. În această stare, particulele care alcătuiesc nucleele atomilor - protoni și neutroni - se descompun, rezultând o „ciorbă” de quarci constituenți.

Temperatură extremă în sistemul solar

Temperatura mediului din sistemul solar este diferită de cea cu care suntem obișnuiți pe Pământ. Steaua noastră, Soarele, este incredibil de fierbinte. În centrul său, temperatura este aproximativ 15 milioane Kelvin, iar suprafața Soarelui are o temperatură de numai aproximativ 5700 Kelvin.

Temperatura în centrul planetei noastre este aproximativ aceeași cu temperatura de suprafață a soarelui. cea mai fierbinte planetă sistem solar- Jupiter, a cărui temperatură centrală de 5 ori mai mare decât temperatura de suprafață a soarelui.

temperatura cea mai receîn sistemul nostru este fixat pe Lună: în unele cratere în umbră, temperatura este doar 30 Kelvin peste zero absolut. Această temperatură este mai mică decât temperatura lui Pluto!

Temperatura habitatului uman

Unele popoare trăiesc în foarte condiții extremeși locuri neobișnuite, nu tocmai confortabile pentru viață. De exemplu, unele dintre cele mai reci așezări - satul Oymyakon și orașul Verkhnoiansk din Iakutia, Rusia. Temperatura medie de iarnă aici este minus 45 de grade Celsius.

Cel mai rece oraș mai mare este și în Siberia - Yakutsk cu o populatie de aproximativ 270 de mii de oameni. Temperatura iernii este și de aproximativ minus 45 de grade, dar vara poate crește până la 30 de grade!

Cea mai mare temperatură medie anuală a fost observată într-un oraș abandonat Dallol, Etiopia. În anii 1960, aici a fost înregistrată o temperatură medie - 34 de grade Celsius peste zero. Dintre orașele mari, orașul este considerat cel mai tare , capitala Thailandei, unde temperatura medie este tot în martie-mai aproximativ 34 de grade.

Cea mai extremă căldură la care lucrează oamenii este văzută în minele de aur Mponengîn Africa de Sud. Temperatura la aproximativ 3 kilometri sub pământ este plus 65 de grade Celsius. Se iau măsuri pentru răcirea minelor, cum ar fi folosirea de gheață sau acoperiri izolatoare pentru pereți, astfel încât minerii să poată lucra fără supraîncălzire.

Care este temperatura cea mai scăzută?

În încercarea de a obține cea mai scăzută temperatură, oamenii de știință se confruntă cu o serie de lucruri importante pentru știință. Omul a reușit să obțină cele mai reci lucruri din univers, care sunt mult mai reci decât orice lucru creat de natură și cosmos.

Înghețarea permite temperaturii să scadă la câțiva mile Kelvin. Cea mai scăzută temperatură care ar putea fi atinsă în condiții artificiale - 100 picoKelvin sau 0,0000000001 K. Pentru a atinge această temperatură, este necesar să folosiți răcirea magnetică. Temperaturi similare scăzute pot fi atinse și cu ajutorul laserelor.

La aceste temperaturi, materialul se comportă complet diferit decât în condiții normale.

Care este temperatura în spațiu?

Dacă, de exemplu, luați un termometru în spațiul cosmic și îl lăsați acolo pentru ceva timp într-un loc departe de o sursă de radiații, este posibil să observați că acesta arată temperatura 2,73 Kelvin sau așa minus 270 de grade Celsius. Aceasta este cea mai scăzută temperatură naturală din univers.

În spațiu, temperatura se menține peste zero absolut din radiațiile rămase de la Big Bang. Deși spațiul este foarte rece după standardele noastre, este interesant de remarcat că una dintre cele mai importante probleme cu care se confruntă astronauții în spațiu este căldură.

Metalul gol din care sunt făcute obiectele aflate pe orbită se poate încălzi 260 de grade Celsius datorită luminii solare libere. Pentru a scădea temperatura navelor, acestea trebuie să fie învelite într-un material special care poate scădea temperatura doar de 2 ori.

Cu toate acestea, temperatura spațiului deschis în continuă cădere. Teoriile despre acest lucru există de mult timp, dar doar măsurătorile recente au confirmat că universul se răcește cu aproximativ cu 1 grad la fiecare 3 miliarde de ani.

Temperatura spațiului se va apropia de zero absolut, dar nu o va atinge niciodată. temperatura pe pământ nu depinde de temperatura care există astăzi în spațiu și știm că planeta noastră a avut recent se încălzește treptat.

Ce este caloric?

Cald este proprietatea mecanică a materialului. Cu cât un obiect este mai fierbinte, cu atât particulele sale au mai multă energie în timpul mișcării. Atomi de substanțeîn stare solidă fierbinte ele vibrează mai repede decât atomii aceleiași, dar substanțe răcite.

Dacă o substanță va rămâne în stare lichidă sau gazoasă depinde dacă la ce temperatura il incalzesti?. Astăzi, orice școlar știe acest lucru, dar până în secolul al XIX-lea, oamenii de știință credeau că căldura în sine este o substanță - fluid fără greutate numit caloric.

Oamenii de știință credeau că acest fluid s-a evaporat din materialul cald, răcindu-l astfel. Poate curge din obiecte fierbinți până la rece. Multe predicții bazate pe această teorie sunt de fapt corecte. În ciuda concepțiilor greșite despre căldură, multe au fost făcute concluzii corecte şi descoperiri științifice . Teoria calorică a fost în sfârșit înfrântă la sfârșitul secolului al XIX-lea.

Există o temperatură cea mai ridicată?

zero absolut- temperatura sub care este imposibil să scadă. Care este cea mai mare temperatură posibilă? Știința încă nu poate răspunde cu exactitate la această întrebare.

Temperatura cea mai ridicată se numește Temperatura Planck. Aceasta este temperatura din Univers la momentul big bang-ului, conform ideilor științei moderne. Această temperatură este 10^32 Kelvin.

Pentru comparație: dacă vă puteți imagina, această temperatură de miliarde de ori cea mai ridicată temperatură obţinută artificial de om, despre care a fost menţionat mai devreme.

Conform modelului standard, temperatura Planck rămâne cea mai ridicată temperatură posibilă. Dacă există ceva și mai fierbinte, atunci legile fizicii cunoscute nouă nu vor mai funcționa.

Există sugestii că temperatura poate crește chiar mai sus decât acest nivel, dar ceea ce se întâmplă în acest caz, știința nu poate explica. În modelul nostru de realitate, nimic mai fierbinte nu poate exista. Poate realitatea va fi alta?

Majoritatea speciilor de plante și animale sunt adaptate la o gamă destul de restrânsă de temperaturi. Unele organisme, în special cele aflate în repaus sau animate suspendate, sunt capabile să reziste la temperaturi destul de scăzute. Fluctuația de temperatură în apă este de obicei mai mică decât pe uscat, astfel încât limitele de toleranță la temperatură la organismele acvatice sunt mai grave decât la cele terestre. Ritmul metabolismului depinde de temperatură. Practic, organismele trăiesc la temperaturi de la 0 la +50 pe suprafața nisipului din deșert și până la -70 în unele zone din Siberia de Est. Intervalul mediu de temperatură este de la +50 la -50 în habitatele terestre și de la +2 la +27 în Oceanul Mondial. De exemplu, microorganismele pot rezista la răcirea până la -200, anumite tipuri de bacterii și alge pot trăi și se pot multiplica în izvoarele termale la o temperatură de + 80, +88.

Distinge organisme animale:

Citeste si:

De exemplu, microorganismele pot rezista la răcirea până la -200, anumite tipuri de bacterii și alge pot trăi și se pot multiplica în izvoarele termale la o temperatură de + 80, +88.

Distinge organisme animale:

cu o temperatură constantă a corpului (cu sânge cald);
cu temperatura corpului instabilă (sânge rece).

Organisme cu temperatură instabilă a corpului (pești, amfibieni, reptile)

Temperatura nu este constantă în natură. Organismele care trăiesc în latitudini temperate și sunt supuse fluctuațiilor de temperatură sunt mai puțin capabile să tolereze temperatura constantă. Fluctuațiile bruște - căldură, înghețuri - sunt nefavorabile organismelor. Animalele au dezvoltat adaptări pentru a face față răcirii și supraîncălzirii. De exemplu, odată cu debutul iernii, plantele și animalele cu temperatură instabilă a corpului cad într-o stare de repaus de iarnă. Rata lor metabolică este redusă brusc. În pregătirea pentru iarnă, în țesuturile animalelor sunt stocate o mulțime de grăsimi și carbohidrați, cantitatea de apă din fibre scade, zaharurile și glicerina se acumulează, ceea ce previne înghețarea. Astfel, rezistența la îngheț a organismelor iernante crește.

În sezonul cald, dimpotrivă, sunt activate mecanisme fiziologice care protejează împotriva supraîncălzirii. La plante, evaporarea umidității prin stomată crește, ceea ce duce la scăderea temperaturii frunzelor. La animale, evaporarea apei prin sistemul respirator și prin piele crește.

Organisme cu o temperatură constantă a corpului. (păsări, mamifere)

Aceste organisme au suferit modificări în structura interna organe, care au contribuit la adaptabilitatea lor la o temperatură constantă a corpului. Aceasta, de exemplu, este o inimă cu 4 camere și prezența unui arc aortic, care asigură separarea completă a fluxului sanguin arterial și venos, metabolismul intensiv datorită alimentării țesuturilor cu sânge arterial saturat cu oxigen, pene sau linia părului. organism, care contribuie la păstrarea căldurii, activitate nervoasă bine dezvoltată) . Toate acestea au permis reprezentanților păsărilor și mamiferelor să rămână activi în cazul unor schimbări bruște de temperatură și să stăpânească toate habitatele.

ÎN conditii naturale temperatura se menţine foarte rar la un nivel favorabil vieţii. Prin urmare, plantele și animalele au adaptări speciale care slăbesc fluctuațiile bruște de temperatură. Animalele precum elefanții au auricule mari în comparație cu strămoșul lor din climă rece, mamutul. Auricula, pe lângă organul auzului, îndeplinește funcția de termostat. La plante, pentru a proteja împotriva supraîncălzirii, apare un strat de ceară, o cuticulă densă.

Citeste si:

Hipotermie (hipotermie)- o stare caracterizată printr-o scădere a temperaturii corporale a animalului sub 37,0 ° C ca urmare a predominării procesului de transfer de căldură al organismului asupra procesului de producere a căldurii.

Acest lucru se poate întâmpla din mai multe motive, cum ar fi expunerea prelungită la condiții cu temperaturi scăzute, apă rece, stări de șoc (tipuri traumatice, dureroase, anafilactice, hipovolemice de șoc) boli infecțioase, diabet zaharat, imperfecțiune a mecanismelor de termoreglare (de exemplu, la căței), tulburări hormonale.

Semne clinice.

În timpul hipotermiei, animalul nu se ridică, suferă de depresie generală, care este cauzată de tulburări metabolice și energetice extrem de puternice în celule, precum și tulburări ale funcțiilor organelor vitale. Animalele tind să se întindă într-un loc cald, să se învârtească într-o minge. Lâna este ciufulită, din cauza căreia spațiul de aer dintre aerul mediului exterior și piele crește. Apar tremurături musculare, în urma cărora se generează căldură suplimentară. Există o îngustare a vaselor de sânge la suprafața corpului (vasospasm periferic), care reduce pierderea de căldură de la suprafața pielii. În același timp, pielea și mucoasele vizibile devin mai palide și mai reci. Dacă hipotermia progresează, animalul încetează să tremure, pulsul devine slab sau absent. Respirația este superficială și rară. Contracțiile inimii sunt greu de determinat, frecvența lor este brusc redusă. Se dezvoltă aritmii cardiace severe. O scădere suplimentară a temperaturii este însoțită de tulburări severe ale funcțiilor corpului și moartea acestuia.

Îngrijire de urgenţă.

Ridicarea temperaturii corpului la normal este primordială în tratamentul unui animal cu simptome de hipotermie, indiferent de cauza scăderii temperaturii.

TEMPERATURA

Acest lucru se realizează prin următoarele metode:

metoda pasiva. Acoperiți animalul cu o pătură pentru a reduce pierderile de căldură. Ajută la hipotermia minoră.
Încălzire externă activă. Pentru această metodă, se folosesc plăcuțe de încălzire, un uscător de păr, pături de încălzire a aerului. Mai mult, pentru o mai mare eficiență, este necesar să nu se încălzească labele, ci corpul animalului.
Încălzire interioară activă. Este utilizat în cazurile în care alte metode sunt ineficiente. Constă în faptul că fluidele calde (de exemplu, soluție de clorură de sodiu 0,9%) sunt turnate intravenos în animal sau cavitatea abdominală este dializată cu aceeași soluție. Această metodă este efectuată numai de medici calificați într-o clinică.

Este necesar să se măsoare periodic temperatura corpului animalului. În caz de hipotermie severă, pe lângă încălzire, animalul afectat are nevoie de terapie intensivă care vizează nu numai corectarea tulburărilor existente în funcțiile organelor și sistemelor, ci și prevenirea posibilelor complicații. În același timp, eforturile principale sunt axate pe menținerea unei respirații adecvate, a circulației sanguine eficiente, a metabolismului optim, a prevenirii răcirii ulterioare și a încălzirii treptate active a corpului.

Prevenirea.

Nu lăsați animalul într-o cameră rece mult timp.
Dacă sunteți proprietarul unui câine cu păr scurt, amintiți-vă că, în înghețuri severe, plimbarea cu animalul ar trebui să fie scurtă.
Ia-ți cizme pentru câine și salopete calde pentru iarnă.

Organisme poikiloterme și homeoterme. Reprezentanții majorității speciilor de organisme vii nu au capacitatea de a-și termoregla în mod activ corpurile. Activitatea lor depinde în primul rând de căldura venită din exterior, iar temperatura corpului - de valoarea temperaturii ambiante. Astfel de organisme sunt numite poikilotermic (ectotermic). Poikilotermia este caracteristică tuturor microorganismelor, plantelor, nevertebratelor și majorității cordatelor.

Numai la păsări și mamifere este căldura generată în procesul de metabolism intensiv o sursă destul de sigură de creștere a temperaturii corpului și de menținere. a ei la un nivel constant indiferent de temperatura mediului ambiant. Acest lucru este facilitat de o bună izolare termică creată de blană, penajul dens și un strat gros de țesut adipos subcutanat. Astfel de organisme sunt numite homoiotermic (endotermic sau cu sânge cald). Proprietatea endotermă permite multor specii de animale (urși polari, pinipede, pinguini etc.) să ducă un stil de viață activ la temperaturi scăzute.

Un caz special de homojotermie - heterotermie- caracteristică animalelor care cad în hibernare sau toropeală temporară într-o perioadă nefavorabilă a anului (veverițe de pământ, arici, lilieci, cătin etc.). În stare activă, ele mențin o temperatură ridicată a corpului, iar în cazul activității scăzute a corpului - redusă, ceea ce este însoțit de o încetinire a proceselor metabolice și, ca urmare, un transfer scăzut de căldură.

Adaptarea plantelor la temperatură. În timpul zilei majorității plantelor terestre, temperatura optimă este de + 25-30 ° C, iar pentru astfel de plante care solicită căldură, cum ar fi porumbul, fasolea, soia și alte specii de origine tropicală și subtropicală - + 30-35 ° C. Trebuie avut în vedere că pentru fiecare fază și etapă de dezvoltare a plantei există atât limite optime, cât și limite superioare și inferioare ale regimului de temperatură.

Când planta este expusă la temperaturi ridicate există deshidratare și desicare severă, arsuri, distrugerea clorofilei, tulburări respiratorii ireversibile și, în final, denaturarea termică a proteinelor, coagularea citoplasmei și moartea.

Plantele sunt capabile să reziste influenței periculoase a temperaturilor extrem de ridicate datorită transpirației crescute, acumulării de substanțe protectoare (mucus, acizi organici etc.) în citoplasmă, modificări ale temperaturii optime ale activității celor mai importante enzime, trecere la o stare de repaus profund, precum și ocuparea lor de habitate temporare protejate de supraîncălzirea puternică. Aceasta înseamnă că la unele plante întregul sezon de vegetație este deplasat de un sezon cu condiții termice mai favorabile. Astfel, în deșerturi și stepe există numeroase specii de plante care încep vegetația foarte devreme primăvara și reușesc să o termine înainte de apariția căldurii verii. Aceștia experimentează aceste condiții într-o stare de repaus de vară - semințele s-au maturizat deja sau au apărut organe subterane - bulbi, tuberculi, rizomi (lalele, crocusuri, ierburi bulboase etc.)

Adaptările morfologice care împiedică supraîncălzirea sunt practic aceleași cu cele care servesc plantei la reducerea fluxului de radiație solară. Aceasta este o suprafață strălucitoare și pubescență densă, dând frunzelor o culoare deschisă și sporind reflectarea radiației solare, poziția verticală a frunzelor, plierea lamelor frunzelor (la cereale), reducerea suprafeței frunzelor etc. Aceleași caracteristici structurale ale plantelor le oferă simultan capacitatea de a reduce pierderile de apă. Astfel, efectul complex al factorilor de mediu asupra organismului se reflectă în natura complexă a adaptării.

Pericol de temperaturi scăzute Pentru plante, se rezumă la faptul că apa îngheață în spațiile și celulele intercelulare și, ca urmare, apar deshidratarea și deteriorarea mecanică a celulelor, apoi coagularea proteinelor și distrugerea citoplasmei. Frigul inhibă procesele de creștere a plantelor, fotosinteza, formarea clorofilei, reduce eficiența energetică a respirației și încetinește brusc rata de dezvoltare.

Pentru a suporta condițiile nefavorabile din perioada rece a anului, plantele sunt pregătite în prealabil: frunzele lor cad, iar în forme erbacee - organe supraterane, apare pubescența solzilor renali, gudronul de iarnă a rinichilor (la conifere) , formarea unei cuticule groase, a unui strat de plută îngroșat etc.

Printre adaptările morfologice ale plantelor la viața la latitudini reci, mărime mică(piticismul) și formele speciale de creștere. Înălțimea plantelor pitice (mesteacăn pitic, sălcii pitice etc.) corespunde de obicei cu adâncimea stratului de zăpadă sub care plantele hibernează, deoarece toate părțile care ies deasupra zăpezii mor din cauza înghețului. O astfel de protecție împotriva frigului este, de asemenea, caracteristică formelor târâtoare - spiriduși (pitic de cedru, ienupăr, frasin de munte etc.) și forme de pernă formate ca urmare a ramificării crescute și a creșterii extrem de lente a lăstarilor.

Un exemplu de adaptare fiziologică a plantelor care previne înghețarea apei în spațiile și celulele intercelulare, deshidratarea și deteriorarea mecanică a acestora este creșterea concentrației de carbohidrați solubili în seva celulară, ceea ce ajută la scăderea punctului de îngheț.

Adaptarea animalelor la temperatură. În comparație cu plantele, animalele au posibilități mai diverse de adaptare la efectele diferitelor temperaturi. De obicei, există trei modalități principale de adaptare la temperatură: 1) termoreglare chimică (generare crescută de căldură ca răspuns la o scădere a temperaturii mediului); 2) termoreglarea fizică (modificarea nivelului de transfer de căldură, capacitatea de a reține căldura sau, dimpotrivă, de a disipa excesul acesteia); 3) termoreglarea comportamentală (evitarea temperaturilor nefavorabile prin deplasarea în spațiu sau modificarea comportamentului într-un mod mai complex).

Animalele poikiloterme, spre deosebire de cele homoioterme, se caracterizează printr-un nivel mai scăzut al metabolismului chiar și la aceeași temperatură a corpului. De exemplu, o iguană din deșert la o temperatură de +37°C consumă de 7 ori mai puțin oxigen decât rozătoarele de aceeași greutate. Din acest motiv, în corpul animalelor ioikiloterme se generează puțină căldură și, ca urmare, posibilitățile de termoreglare chimică și fizică sunt neglijabile. Principala modalitate de reglare a temperaturii corpului în ele este trăsăturile comportamentale - o schimbare a posturii, o căutare activă a condițiilor climatice favorabile, o schimbare a habitatului, o creare independentă a microclimatului dorit (construirea cuiburilor, săparea gropilor etc.).

Măsurarea temperaturii corpului la animale

P.). De exemplu, la căldură extremă, animalele se ascund la umbră, se ascund în vizuini, iar unele specii de șopârle și șerpi deșert se cațără în tufișuri, evitând contactul cu suprafața fierbinte a solului.

Unele animale poikiloterme sunt capabile să se întrețină temperatura optima corpul prin munca musculara. Deci, bondarii încălzesc corpul activând contracțiile musculare (tremurări) până la +32 și 33 ° C, ceea ce le face posibil să decoleze și să se hrănească pe vreme rece.

Homeotermia s-a dezvoltat din poikilotermie prin intensificarea proceselor metabolice și îmbunătățirea metodelor de reglare a schimbului de căldură între animale și mediu. Reglarea eficientă a aportului și ieșirii de căldură permite animalelor adulte homoiotermice să mențină o temperatură constantă optimă a corpului în toate anotimpurile.

Datorită ratei metabolice ridicate și producerii unei cantități semnificative de căldură, animalele homoioterme se disting printr-o capacitate ridicată de termoreglare chimică, care este deosebit de importantă atunci când sunt expuse la frig. Cu toate acestea, menținerea temperaturii prin creșterea producției de căldură necesită o cantitate mare de energie, astfel încât animalele din sezonul rece au nevoie în număr mare alimente sau cheltuiesc multe rezerve de grăsime acumulate mai devreme. De exemplu, păsările care rămân până la iarnă nu se tem atât de îngheț cât de foame. În cazul unei recolte bune de semințe de molid și pin, încrucișați chiar cresc pui iarna. Dar cu lipsa hranei în timpul iernii, acest tip de termoreglare este nefavorabil pentru mediu, prin urmare este slab dezvoltat la vulpi arctice, morse, foci, urși polari și alte animale care trăiesc dincolo de Cercul Arctic.

Termoregularea fizică, care asigură adaptarea la frig nu datorită producției suplimentare de căldură, ci datorită păstrării acesteia în corpul animalului, se realizează prin constricția reflexă și extinderea vaselor de sânge ale pielii, modificându-i conductivitatea termică, modificările în proprietățile termoizolante ale acoperirii blanii și pene și reglarea transferului de căldură prin evaporare.

Blana groasă a mamiferelor, acoperirea cu pene a păsărilor fac posibilă păstrarea unui strat de aer în jurul corpului cu o temperatură apropiată de temperatura corpului animalului și, prin urmare, reducerea transferului de căldură către mediul extern. Locuitorii unui climat rece au un strat bine dezvoltat de țesut adipos subcutanat, care este distribuit uniform pe tot corpul și este un bun izolator termic.

Un mecanism eficient de reglare a transferului de căldură este și evaporarea apei prin transpirație sau prin membranele umede ale cavității bucale (de exemplu, la câini). Deci, o persoană aflată la căldură extremă poate aloca mai mult de 10 litri de transpirație pe zi, contribuind astfel la răcirea corpului.

Metodele comportamentale de reglare a schimbului de căldură la animalele homoioterme sunt aceleași ca și la cele poikiloterme.

Astfel, combinația de metode eficiente de termoreglare chimică, fizică și comportamentală permite animalelor cu sânge cald să-și mențină echilibrul termic pe fondul fluctuațiilor largi ale temperaturii mediului.

⇐ Anterior12345678