Влияние температуры на организмы

Теплота – одна из характеристик жизнедеятельности организмов. Поэтому температурные условия оказываются важнейшим экологическим фактором среды. Количественные значения температуры характеризуется широкими географическими, сезонными и суточными различиями. Особенно значительно выражена разница температурных режимов при переходе от одной климатической зоне к другой. На температурные условия конкретной местности влияют такие факторы как близость моря, рельеф и т.д. Более сглаженными являются температурные условия почвы и океана.

Влияние температуры на живые организмы выражается в действии ее на скорость обменных процессов. Отсюда становится понятным, что жизненные функции живого организма могут проникать только в определенных интервалах температур. Верхний температурный порог жизни определяется температурой свертывания белков. Необратимые изменения структуры белков возникают при температуре порядка 60 градусов по Цельсию. У более сложно организованных организмов тепловая гибель обычно происходит при более низких температурах. Основная причина – нарушение обменных процессов. Поэтому у большинства животных гибель наступает раньше, чем начинают коагулировать белки (при t = 42-43⁰С).

Нарушение метаболических процессов наступает и при очень низких температурах. Причем, в каждом организме снижение температуры может вести к широкому диагнозу ответных возможностей организма. В определении нижнего придела температуры важное значение имеют структурные изменения в клетках и тканях, связанные с замерзанием клеточной воды.

Постоянно происходящий обмен тепла организма со средой зависит от ряда факторов и складывается из двух противоположных процессов: притока тепла и отдачи его. Баланс этих процессов и определяет температуру тела организма. По принципиальным особенностям теплообмена различают две крупные экологические группы организмов:

- Пойкилотермные - хладнокровные

- Гомойотермные - теплокровные

К первой группе относят все таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных: птиц и млекопитающих. Название группы определяет их основную характеристику – неустойчивость температуры тела. Она меняется с изменением температуры окружающей среды. У этих организмов низкий уровень метаболизма и поэтому, главным поступлением источника тепловой энергии служит зависимость температуры тела от среды. Но естественно, что полного соответствия температуры тела и среды практически не бывает. В целом свойство изменять скорость обменных реакций ведет к «пассивной устойчивости» этих организмов. Мы знаем, что такие организмы переходят в состояние оцепенения и в пассивном состоянии могут переносить довольно сильное повышение температуры или ее понижение. Кроме того, у этих животных есть и способность приспосабливаться к температурным условиям среды за счет поведения. Например, активный выбор мест с наиболее благоприятным микроклиматом и смена поз. Поэтому эти организмы могут сохранять жизнь в широких диапазонах изменения температуры. Пойкилотермные организмы распространены во всех средах, занимая разные температурные места обитания, вплоть до экстремальных.

Ко второй группе относят два класса высших позвоночных – птицы и млекопитающие. Принципиальное отличие теплообмена этих животных заключается в том, что приспособления к меняющимся температурным условиям среды основаны у них на функционировании комплекса регуляторных механизмов для поддержания теплового гомеостаза внутренней среды организма. Благодаря этому все биохимические и физиологические процессы протекают в оптимальных температурных условиях. Рассматриваемый тип теплообмена базируется на высоком уровне метаболизма. Интенсивность обмена веществ у птиц и млекопитающих на 1-2 порядка выше, чем у других живых организмов при оптимальной температуре среды.