пойкілотермні організми
пойкілотермні організми
Пойкілотермні організми - організми з непостійною внутрішньою температурою тіла, змінюється в залежності від температури зовнішнього середовища (мікроорганізми, рослини, безхребетні і нижчі хребетні тварини). [. ]
У пойкілотермних організмів з підвищенням температури (7) тривалість розвитку (/) зменшується все швидше. Швидкість розвитку У може бути виражена формулою У = 100 / Л Швидкість розвитку, як величина, зворотна його тривалості, виражається прямий, що перетинаються з віссю температур в «нульовий пункті розвитку» (рис. 5.56). [. ]
Шляхи теплообміну між пойкілотермним організмом і навколишнім середовищем показані на рис. 4.22. [. ]
Таким чином, на відміну від пойкілотермних організмів гомой-отермние тварини будують свій теплообмін на базі власної теплопродукції. Комплекс специфічних механізмів активної терморегуляції контролюється на рівні цілого організму і робить внутрішні процеси незалежними від коливань зовнішньої температури. В результаті температурний діапазон активної життєдіяльності практично збігається з діапазоном переносите (від нижнього до верхнього порогів життя) температур. [. ]
Ефективні температури розвитку пойкілотермних організмів. Після закінчення зимового часу і відповідно холодового гноблення нормальний обмін речовин відновлюється для кожного виду при досягненні лише певної температури, яка називається температурним порогом розвитку. Розвиток протікає тим інтенсивніше, чим більше температура середовища перевищує порогову. Отже, для здійснення генетичної програми розвитку пойкілотермним організмам (наприклад, культурним рослинам) необхідно отримати ззовні певну кількість тепла. Останнє вимірюється сумою ефективних температур. Ефективна температура - різниця між температурою середовища і температурним порогом розвитку організмів. При цьому для кожного виду вона має верхні межі, тому що занадто високі температури вже не стимулюють, а гальмують розвиток. [. ]
Підсумовуючи відомості про особливості теплообміну пойкілотермних організмів, підкреслимо принципове значення ектотермних цих форм, в основі якої лежить низький рівень метаболізму. В силу цього температура тіла, швидкість фізіологічних процесів і загальна активність пойкілотермов прямо залежать від температури середовища. Термічні адаптації пом'якшують цю залежність, але не знімають її. Вони реалізуються головним чином по відношенню до середніх режимам теплового стану середовища і здійснюються переважно на клітинно-тканинному рівні за принципом «настройки» загальною термоустойчивости тканин і температурного оптимуму ферментів до цих режимів. Пристосування до конкретних, мінливих температур носять приватний характер й включають окремі форми фізіологічних реакцій. В результаті в широкому діапазоні переносите температур активна життєдіяльність пойкілотермних організмів обмежена вузькими межами змін зовнішньої температури. [. ]
Природно, що всі ці зміни призводять до порушення ряду функцій організму. У процесі обміну речовин у всякому організмі відбувається утворення тепла. Цією здатністю володіють лише птахи та ссавці (як тварини, так, природно, і людина). Їх називають гомойотермним організмами. Температура тіла безхребетних, риб, амфібій і рептилій залежить від температури навколишнього середовища і практично дорівнює їй. Це пойкілотермні організми. Тому термічний оптимум, в якому особина веде активне життя, у гомойотермних значно ширше, ніж у пойкілотермних, хоча межі виживання в умовах температурного максимум-і мінімум-пессімума практично однакові (рис. 3). [. ]
Залежно від того, яке джерело переважає в тепловому балансі, живі організми ділять на пойкілотермних і гомойотермних. Пойкілотермні організми - організми з непостійною внутрішньою температурою тіла, змінюється в залежності від температури зовнішнього середовища. До них відносяться мікроорганізми, рослини, безхребетні і нижчі хребетні тварини. Температура їх тіла зазвичай на 1-2 ° С вище температури навколишнього середовища або дорівнює їй. Гомойо-термние організми - організми, здатні підтримувати внутрішню температуру тіла на відносно сталому рівні незалежно від температури навколишнього середовища. Це птахи та ссавці. Якщо мова йде тільки про тварин, то їх ще називають холоднокровними і теплокровними відповідно. Серед гомойотермних організмів виділяють групу гетеро-термних організмів - організмів, у яких періоди збереження постійно високої температури тіла змінюються періодами її зниження при впадінні в сплячку в несприятливий період року (ховрахи, бабаки, їжаки, кажани та ін.). [. ]
Було б неправильно трактувати відмінності між цими групами як наявність будь-яких переваг у однієї з них. Відомо, що пойкілотермні організми поширені по Земній кулі не менш широко, ніж Гомойотермниє. Енергетична вартість температурних адаптацій у них нижче, ніж у птахів і ссавців. З іншого боку, останні здатні зберігати активність в широкому діапазоні температур. Мабуть, це дає їм певні переваги в міжвидових відносинах, полегшуючи захоплення більш вигідних екологічних ніш. Підтримка постійно високого рівня метаболізму, ймовірно, вигідно і на рівні екосистем, так як забезпечує стійкість біогенного кругообігу. Не виключено, що в еволюції гомойотермии участь птахів і ссавців в підтримці стабільності функціонування біогеоценотіческіх систем зіграло істотну роль. [. ]
Існують різні думки про ступінь дискретності принципів пойкилотермія і гомойотермии. Ряд учених виходять з того, що поділ живих організмів на ці дві групи необгрунтовано і має чисто кількісний характер (G. Whittow, 1970). Фактично пойкилотермія і Теплокровність - просто екстремуми в безперервному ряду термальних реакцій, що визначають використання різних ніш »(R. Hill, 1976). Зауважимо, до речі, що обидва ці підходи розглядають пойкилотермія і гомойстгермію тільки по відношенню до тварин; розширення кола пойкілотермних організмів істотно послаблює ці позиції. [. ]
Багато видів тварин здатні або нездатні до власної терморегуляції, т. Е. Підтримувати постійну температуру. За цією ознакою їх ділять на пойкілотермних (від грец. Poikiloi - різний, змінний і therme - жар) і гомойотермних (від грец. Homoios - рівний і therme - жар). Першим притаманна непостійна температура, тоді як другим - постійна. Гомойотермним-ми є ссавці і деякі види птахів. Вони здатні до терморегуляції, яка забезпечується фізичними і хімічними шляхами. Фізична терморегуляція здійснюється за рахунок накопичення підшкірного жирового шару, що веде до збереження тепла, або за рахунок прискореного дихання. Хімічний шлях терморегуляції полягає в потовиділенні. Пойкілотермнимі є всі організми, крім ссавців і декількох видів птахів. Температура їх тіла наближається до температури середовища. Лише деякі види цих тварин здатні до зміни температури свого тіла, до того ж в певних умовах. Наприклад, цією здатністю володіють тунці. Важливим для пойкілотермних організмів є те, що підвищення температури їх тіла відбувається, коли збільшується їх активність, їх обмін речовин. [. ]
Елемента терморегуляції. На тлі температурних адаптацій загального типу, «налаштовують» метаболічні системи на існування в певних режимах навколишньої температури, у багатьох пойкілотермних організмів (особливо у тварин) функціонують спеціалізовані адаптивні реакції, лабільно відповідають на відносно швидкі і короткочасні зміни зовнішньої температури. Зокрема, це відноситься до використання ендогенного теплоутворення для підвищення і деякої стабілізації (хоча б тимчасової) температури тіла Багато ввди пойкілотермних тварин використовують тепло, що утворюється при роботі локомоторною мускулатури, для створення тимчасової незалежності температури тіла, а відповідно і рівня метаболізму від коливань температури середовища . [. ]
Пасивна стійкість. Розглянуті закономірності охоплюють діапазон змін температури, в межах якого зберігається активна життєдіяльність. За межами цього діапазону, які широко варіюють у різних видів і навіть географічних популяцій одного виду, активні форми діяльності пойкилотермія-них організмів припиняються, і вони переходять в стан заціпеніння, що характеризується різким зниженням рівня обмінних процесів, аж до повної втрати видимих проявів життя. В такому пасивному стані пойкілотермні організми можуть переносити досить сильне підвищення і ще більш виражене зниження температури без патологічних наслідків. Основа такої температурної толерантності укладена в високого ступеня тканинної стійкості, властивої всім видам пойкілотермних і часто підтримуваної сильним зневодненням (насіння, спори, деякі дрібні тварини). [. ]
Якщо проаналізувати коло питань, що стосуються адаптації холоднокровних тварин до температури [1, 10, 20, 23, 32, 36, 53, 58, 69, 72, 78, 87], то поняття термо-адаптації в найбільш загальному: вигляді, очевидно, можна сформулювати так. Термоадаптації - це- комплекс процесів і механізмів поведінкового, фізіологічного, біохімічного і генетичного характеру, які забезпечують пойкілотермним організмам стійке функціонування (збереження цілісності структурно-функціональної організації системи) в певних температурних інтервалах і проміжках часу і спрямовані на часткову компенсацію швидкостей метаболічних процесів в мінливих температурних умовах середовища перебування тварин. [. ]
Прямі спостереження за розвитком деяких шкідливих об'єктів досить трудомісткі і не завжди доступні широкому колу фахівців. Тому прагнуть визначити їх фенологію на основі врахування стану середовища, зокрема температурного чинника, що впливає на швидкість розвитку комах і патогенів. Прогноз фенологии за сумами ефективних температур, що перевищують поріг розвитку шкідника, не завжди дає задовільні результати, так як температура впливає на пойкілотермні організми не тільки в залежності від її середньодобового рівня, а й амплітуди коливань в окремі відрізки доби. У таких випадках використовують поправочні коефіцієнти до сум ефективних температур; які враховують «активні» температури при середньодобових або среднедекадного температурах нижче порога розвитку, а також виключають «баластні» температури, коли середньодобова (Среднедекадная) температура вище оптимальної для даного виду. Враховуються також особливості ставлення до температури у географічних популяцій шкідника. Поправочні коефіцієнти зараз розроблені для озимої совки. Використання їх, як показала виробнича перевірка, дозволяє в будь-якому районі ареалу і для будь-якого покоління розрахувати фенологію шкідника з точністю до одного-трьох днів. [. ]