Вплив температури на організми - студопедія

Температура ¾ найважливіший з обмежуючих (лімітують) факторів. Межами толерантності для будь-якого виду є максимальна і мінімальна летальні температури. за межами яких біологічний вид смертельно вражають спека або холод (рис. 2.1). Якщо не брати до уваги деякі унікальні виключення, всі живі істоти здатні жити при температурі між 0 і 50 ° С, що обумовлено властивостями протоплазми клітин.

Мал. 2.1 Загальний закон біологічної стійкості (по М. ЛаМотта)

На рис. 2.1 показані температурні межі життя видовий групи, популяції. У «оптимальному інтервалі» організми почуваються комфортно, активно розмножуються і чисельність популяції зростає. У крайніх ділянках цього інтервалу ¾ ділянках «зниженою життєдіяльності» ¾ організми почуваються пригнічено. При подальшому похолоданні в межах «нижньої межі стійкості» або збільшенні спеки в межах «верхньої межі стійкості» організми потрапляють в «зону смерті» і гинуть.

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

Адаптаційні процеси у тварин по відношенню до температури призвели до появи пойкілотермних і гомойотермних тварин. Переважна більшість тварин є пойкілотермнимі. т. е. температура їхнього власного тіла змінюється зі зміною температури навколишнього середовища: земноводні, плазуни, комахи і ін. Значно менша частина тварин ¾ Гомойотермниє. т. е. мають постійну температуру тіла, незалежну від температури зовнішнього середовища: ссавці (в тому числі і людина), що мають температуру тіла 36-37 ° С, і птиці з температурою тіла 40 ° С.

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

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

Температура впливає і на хід кореневого харчування у рослин: цей процес можливий лише за умови, коли температура грунту на всмоктуючих ділянках на кілька градусів нижче температури наземної частини рослини. Порушення цієї рівноваги тягне за собою пригнічення життєдіяльності рослини 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 поверхні грунту і до захисту, яку вони отримують від снігового покриву, лісової підстилки, шару грунту і т. п. Ось деякі з форм (по Раункеру): епіфіти ¾ ростуть на інших рослинах і не мають коренів в грунті; фанерофіти (дерева, чагарники, ліани) ¾ їх нирки залишаються взимку над поверхнею снігу і потребують захисту покривними лусочками; кріптофіти, або геофіти, ¾ втрачають всю видиму рослинну масу і ховають свої нирки в бульбах, цибулинах або кореневищах, прихованих в грунті; терофіти ¾ однорічні рослини, що відмирають з настанням несприятливого сезону, виживають лише насіння або спори; гидрофіти ¾ об'єднують всі водні рослини, що утворюють до того ж вельми різнорідну групу.

Морфологічні адаптації до кліматичних умов життя, і перш за все до температурних, спостерігаються також у тварин. Життєві форми тварин одного виду сформувалися під впливом низьких температур ¾ від мінус 20 до мінус 40 ° С, при яких вони змушені накопичувати поживні речовини і збільшувати вагу тіла: з усіх тигрів найбільший амурський тигр, який живе в найбільш північних і суворих умовах. Ця закономірність називається правилом Бергмана. у теплокровних тварин розмір тіла особин в середньому більше у популяцій, що живуть в більш холодних частинах ареалу поширення виду.

Але в житті тварин набагато більше значення мають фізіологічні адаптації. найпростішої з яких є акліматизація ¾ фізіологічне пристосування до перенесення спеки або холоду. Наприклад, боротьба з перегрівом шляхом збільшення випаровування, боротьба з охолодженням у пойкілотермних тварин шляхом часткового зневоднення свого тіла або накопичення спеціальних речовин, що знижують точку замерзання, у гомойотермних ¾ за рахунок зміни обміну речовин.

Існують і більш радикальні форми захисту від холоду ¾ міграція в тепліші краї (перельоти птахів; високогірні сарни на зиму переходять на більш низькі висоти і ін.), Зимівля ¾ 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 перебувають у неактивному стані, а комахи ¾ взагалі в нерухомому, зупинившись у своєму розвитку. Це явище називають діапаузою і вона може наступати на різних стадіях розвитку комах ¾ яйця, личинки, лялечки і навіть на стадії дорослої особини (метелики, наприклад).

Але багато організми помірних широт в цей період ведуть активний спосіб життя (вовки, олені, зайці і ін.), А деякі навіть розмножуються (королівські пінгвіни і ін.).

Таким чином, температура, будучи найважливішим лімітуючим фактором, робить досить істотний вплив на адаптаційні процеси в організмах і популяціях наземно-повітряного середовища.