Вплив температури на організми, екологія

Вплив температури на організми

Температура - найважливіший з обмежуючих (ліміт-ючий) факторів. Межами толерантності для будь-якого ви-да є максимальна і мінімальна летальні температури, за межами яких вид смертельно вражають спека або холод (рис. 2.3). Якщо не брати до уваги деякі унікальні виключення, всі живі істоти спо-собнимі жити при температурі між 0 і 50 ° С, що обумовлено властивостями протоплазми клітин.

На рис. 2.3 показані температурні межі життя відо-вої групи, популяції. У «оптимальному інтервалі» організ-ми відчувають себе комфортно, активно розмножуються і чис-ленность популяції зростає. До граничним ділянкам темпера-турне межі життя - «зниженою життєдіяльності» - організми почуваються пригнічено. При подальшому похо-лоданіі в межах «нижньої межі стійкості» або збільшен-ня спеки в межах «верхньої межі стійкості» організми потрапляють в «зону смерті» і гинуть.

Цим прикладом ілюструється загальний закон біологи-чеський стійкості (по ЛаМотта), який можна застосовувати до будь-якого з важливих факторів, що лімітують. Величина «оптимального ін-інтервалу» характеризує «величину» стійкості організмів, т. Е. Величину їх толерантності до цього фактору, або «екологічн-ську валентність».

Адаптаційні процеси у тварин по відношенню до температури призвели до появи пойкілотермних і гомой-отермних тварин. Переважна більшість тварин є пойкілотермнимі, т. Е. Температура їх влас-ного тіла змінюється зі зміною температури навколишнього середовища: земноводні, плазуни, комахи та ін. Зна-ве менша частина тварин - Гомойотермниє, т. Е. Мають постійну температуру тіла, незалежну від температури зовнішнього середовища: ссавці (в тому числі і чоло-вік), що мають температуру тіла 36-37 ° с, і птиці з темпе-ратура тіла 40 ° с.

Активне життя при температурі нижче нуля можуть вести тільки Гомойотермниє тварини. Пойкілотермні хоча ви-витримують температуру значно нижче нуля, але при цьому втрачають рухливість. Температура близько 40 ° С, т. Е. Навіть нижче температури згортання білка, для більшості жи-Вотня гранично.

Не менше значення температура грає в житті расті-ний. При підвищенні температури на 10 ° С інтенсивність фо-тосінтеза збільшується в два рази, але лише до 30-35 ° С, за-тим його інтенсивність падає, і при 40-45 ° С фотосинтез по-загально припиняється. При 50 ° С більшість наземних расті-ний гине, що пов'язано з інтенсифікацією дихання расті-ний при підвищенні температури, а потім його припинення при 50 ° С.

Температура впливає і на хід кореневого харчування у расті-ний: цей процес можливий лише за умови, коли темпера-туру грунту на всмоктуючих ділянках на кілька градусів нижче температури наземної частини рослини. Порушення цієї рівноваги тягне за собою пригнічення життєдіяльності рас-тенія і навіть його загибель.

Відомі морфологічні пристосування рослин до низьких температур, так звані життєві форми рослин, які, наприклад, можна виділити по положенню бруньок відновлення рослинних видів по відношенню до по-поверхні грунту і до захисту, яку вони отримують від снеж-ного покриву, лісової підстилки , шару грунту і т. п. Ось неко-торие з форм (по Раункеру): епіфіти - ростуть на інших рас-теніях і не мають коренів в грунті; фанерофіти (дерева, кус-тарнікі, ліани) - їх нирки залишаються над поверхнею снігу і потребують захисту покривними лусочками; кріптофіти, або геофіти, втрачають всю видиму рослинну масу і пря-чут свої нирки в бульбах, цибулинах або кореневищах, прихованої-тих в грунті; терофіти - однорічні рослини, що відмирають з настанням несприятливого сезону, виживають лише їх насіння або спори.

Морфологічні адаптації до кліматичних умов життя, і перш за все до температурних, спостерігаються також у тварин. Життєві форми тварин одного виду, на-приклад, можуть сформуватися під впливом низьких тим-температур, від -20 до -40 ° С, при яких вони змушені накап-Ліван поживні речовини і збільшувати масу тіла: з усіх тигрів найбільший амурський тигр, живе в найбільш північних і суворих умовах. Ця закономірність називається правилом Бергмана: у теплокровних тварин розмір тіла осо-бей в середньому більше у популяцій, що живуть в більш холод-них частинах ареалу поширення виду.

Але в житті тварин набагато більше значення мають фізіологічні адаптації, найпростішої з яких є-ється акліматизація - фізіологічне пристосування до пе-ренесенію спеки або холоду. Наприклад, боротьба з перегрівом шляхом збільшення випаровування, боротьба з охолодженням у Пойке-лотермних тварин шляхом часткового зневоднення свого тіла або накопичення спеціальних речовин, що знижують точ-ку замерзання, у гомойотермних - за рахунок зміни обміну речовин.

Існують і більш радикальні форми захисту від холо-да - міграція в тепліші краї (перельоти птахів; високо-гірські сарни на зиму переходять на більш низькі висоти, і ін.), Зимівля - впадіння в сплячку на зимовий період (бабак, білка, бурий ведмідь, кажани: вони здатні знижувати температуру свого тіла майже до нуля, сповільнюючи метаболізм і, тим самим, витрату поживних речовин).

Більшість тварин взимку знаходиться в неактивному со-стоянні, а комахи - взагалі в нерухомому, зупинивши-шись у своєму розвитку. Це явище називають діапаузою, і вона може наступати на різних стадіях розвитку комах - яйця, личинки, лялечки і навіть на стадії дорослої особини (ба-бочки, наприклад).

Але багато організми помірних широт в цей період ве-дуть активний спосіб життя (вовки, олені, зайці і ін.), А недо-торие навіть розмножуються (королівські пінгвіни і ін.).

Таким чином, температура, будучи найважливішим Лімі-тірующім фактором, робить досить істотний вплив на адаптаційні процеси в організмах і популяціях наземновоздушной середовища.