Abielluda 

Loomade temperatuuri kohanemine. Temperatuuri režiim. Taimede ja loomade temperatuuri kohanemine

Liikide olemasolu temperatuuripiirangud. Nende temperatuurikõikumistega kohanemise viisid.

Temperatuur peegeldab aatomite ja molekulide keskmist kineetilist kiirust süsteemis. Organismide temperatuur ja sellest tulenevalt kõigi ainevahetust moodustavate keemiliste reaktsioonide kiirus sõltub ümbritseva õhu temperatuurist.

Seetõttu on elu eksisteerimise piirideks temperatuurid, mille juures on võimalik valkude normaalne struktuur ja funktsioneerimine, keskmiselt 0 kuni +50°C. Paljudel organismidel on aga spetsialiseerunud ensüümsüsteemid ja nad on kohanenud aktiivseks eksisteerimiseks ka nendest piiridest kõrgematel kehatemperatuuridel.

Külma eelistavad liigid liigitatakse ökoloogiliseks rühmaks krüofiilid. Nad võivad jääda aktiivseks rakutemperatuuril kuni -8...-10°C, kui nende kehavedelikud on ülejahutatud olekus. Krüofiilia on iseloomulik erinevate maismaaorganismide rühmade esindajatele: bakterid, seened, samblikud, samblad, lülijalgsed ja muud olendid, kes elavad madala temperatuuriga tingimustes: tundras, Arktika ja Antarktika kõrbetes, kõrgetel mägedes, külmas meres jne. Liigid, optimaalne elutegevused, mis piirduvad kõrge temperatuuriga piirkonnaga, kuuluvad sellesse rühma termofiilid. Termofiilia on iseloomulik paljudele mikroorganismide ja loomade rühmadele, nagu nematoodid, putukate vastsed, lestad ja muud organismid, mida leidub kuivades piirkondades mullapinnal, nende isekuumenemise käigus lagunevates orgaanilistes jääkides jne.

Elu eksisteerimise temperatuuripiirid avarduvad tunduvalt, kui arvestada paljude liikide vastupidavust varjatud olekus. Mõnede bakterite eosed taluvad mitu minutit kuumutamist kuni + 180°C. Laboratoorsetes katsetingimustes talusid seemned, õietolm ja taimede eosed, nematoodid, rotiferid, algloomade tsüstid ja mitmed teised organismid pärast dehüdratsiooni absoluutse nullilähedasi temperatuure (kuni -271,16 °C), naastes seejärel aktiivsesse ellu. Sel juhul muutub tsütoplasma graniidist kõvemaks, kõik molekulid on peaaegu täielikus puhkeseisundis ja reaktsioonid pole võimalikud. Keha kõigi elutähtsate protsesside peatamist nimetatakse peatatud animatsioon Peatatud animatsiooni seisundist saavad elusolendid normaalse tegevuse juurde tagasi pöörduda ainult siis, kui nende rakkude makromolekulide struktuur ei ole häiritud.

Oluliseks keskkonnaprobleemiks on organisme ümbritseva keskkonna ebastabiilsus ja temperatuurimuutus. Temperatuurimuutused toovad kaasa ka muutused makromolekulide stereokeemilises spetsiifilisuses: valkude tertsiaar- ja kvaternaarstruktuur, nukleiinhapete struktuur, membraanide organiseeritus ja muud rakustruktuurid.

Temperatuuri tõstmine suurendab aktiveerimisenergiaga molekulide arvu. Koefitsient, mis näitab, mitu korda muutub reaktsioonikiirus, kui temperatuur muutub 10 °C, on tähistatud Q10. Enamiku keemiliste reaktsioonide puhul on selle koefitsiendi väärtus 2-3 (van't Hoffi seadus). Temperatuuri tugev langus põhjustab ainevahetuse sellise aeglustumise ohtu, et põhiliste elufunktsioonide täitmine on võimatu. Ainevahetuse liigne kiirenemine temperatuuri tõustes võib keha välja lülitada ka ammu enne ensüümide termilist hävitamist, kuna toidu- ja hapnikuvajadus suureneb järsult, mida ei saa alati rahuldada.

Kuna Kyu väärtus on erinevate biokeemiliste reaktsioonide puhul erinev, võivad temperatuurimuutused oluliselt häirida ainevahetuse tasakaalu, kui seotud protsesside kiirused muutuvad erineval viisil.

Evolutsiooni käigus on elusorganismidel välja kujunenud erinevad kohandused, mis võimaldavad neil ümbritseva õhu temperatuuri muutumisel ainevahetust reguleerida. Seda saavutatakse kahel viisil: 1) mitmesugused biokeemilised ja füsioloogilised muutused (ensüümide komplekti, kontsentratsiooni ja aktiivsuse muutused, dehüdratsioon, kehalahuste külmumistemperatuuri alandamine jne); 2) kehatemperatuuri hoidmine ümbritsevast temperatuurist stabiilsemal tasemel, mis võimaldab mitte liiga palju häirida biokeemiliste reaktsioonide väljakujunenud kulgu.

Soojuse tekke allikaks rakkudes on kaks eksotermilist protsessi: oksüdatiivsed reaktsioonid ja ATP lagunemine. Teise protsessi käigus vabanev energia läheb teadupärast täitma raku kõiki tööfunktsioone ning oksüdatsioonienergia läheb ATP redutseerimiseks. Kuid mõlemal juhul hajub osa energiast vastavalt termodünaamika teisele seadusele soojuse kujul. Soojus, mida elusorganismid toodavad biokeemiliste reaktsioonide kõrvalsaadusena, võib olla nende kehatemperatuuri oluliseks tõusuallikaks.

Enamiku liikide esindajatel ei ole aga piisavalt kõrge ainevahetuse tase ja neil pole seadmeid, mis võimaldaksid tekkinud soojust säilitada. Nende eluiga ja tegevus sõltub eelkõige väljast tulevast soojusest ning kehatemperatuur välistemperatuuride kulgemisest. Selliseid organisme nimetatakse poikilotermiline. Poikilotermia on iseloomulik kõigile mikroorganismidele, taimedele, selgrootutele loomadele ja olulisele osale akordidest.

Homeotermiline loomad suudavad hoida püsivat optimaalset kehatemperatuuri sõltumata ümbritsevast temperatuurist.

Homöotermia on iseloomulik ainult kahe kõrgeima selgroogsete klassi esindajatele - lindudele ja imetajatele. Homöotermia erijuhtum - hegerotermia - on iseloomulik loomadele, kes langevad ebasoodsal aastaajal talveunne või torporisse. Aktiivses olekus hoiavad nad kõrget kehatemperatuuri ja passiivses seisundis madalat, millega kaasneb ainevahetuse aeglustumine. Nende hulka kuuluvad maa-oravad, marmotid, siilid, nahkhiired, uinakuhiir, kõrkjalinnud, koolibrid jne. Erinevatel liikidel on erinevad mehhanismid, mis tagavad nende soojusliku tasakaalu ja temperatuuri reguleerimise. Need sõltuvad nii rühma evolutsioonilisest organiseerituse tasemest kui ka liigi elustiilist.

Efektiivsed temperatuurid poikilotermiliste organismide arenguks. Taimede ja poikilotermiliste loomade kasvu- ja arengukiiruste sõltuvus välistemperatuurist võimaldab arvutada nende elutsükli kiirust konkreetsetes tingimustes. Pärast külma mahasurumist taastub iga liigi normaalne ainevahetusprkteatud temperatuur, mida nimetataksearengu temperatuurilävi. Mida kõrgem on künnise ületav keskkonnatemperatuur, seda intensiivsemalt kulgeb areng ning seetõttu saab kiiremini läbi üksikute etappide läbimine ja kogu organismi elutsükkel.

Seega peavad poikilotermilised organismid geneetilise arenguprogrammi läbiviimiseks saama teatud koguse soojust väljastpoolt. Seda soojust mõõdetakse efektiivsete temperatuuride summana. Underefektiivne temperatuur aru saama keskkonnatemperatuuri ja organismide arengu temperatuuriläve erinevusest. Igal liigil on sellel ülempiir, kuna liiga kõrge temperatuur enam ei stimuleeri, vaid pärsib arengut.

Nii arengulävi kui ka efektiivsete temperatuuride summa on iga liigi puhul erinev. Need sõltuvad liigi ajaloolisest kohanemisvõimest elutingimustega. Parasvöötme taimede, nagu hernes ja ristik, seemnete puhul on arengulävi madal: nende idanemine algab mullatemperatuuril 0 kuni +1 °C; lõunapoolsemad põllukultuurid - mais ja hirss - hakkavad idanema alles temperatuuril + 8 ... + 10 ° C ja datlipalmi seemned peavad arengu alustamiseks soojendama mulda temperatuurini + 30 ° C.

Efektiivsete temperatuuride summa arvutatakse järgmise valemi abil:

Kus X- efektiivsete temperatuuride summa, G - ümbritseva õhu temperatuur, KOOS- arenguläve temperatuur ja t- tundide või päevade arv, mil temperatuur ületab arenguläve.

Teades keskmist temperatuuride kulgu mis tahes piirkonnas, saame arvutada teatud faasi ilmumise või meid huvitava liigi võimalike põlvkondade arvu. Seega võib Põhja-Ukraina kliimatingimustes sigida vaid üks koiliblika põlvkond ja Lõuna-Ukrainas kuni kolm, mida tuleb aedade kahjurite eest kaitsmise meetmete väljatöötamisel arvestada. Taimede õitsemise aeg sõltub perioodist, mille jooksul nad koguvad vajalike temperatuuride summa. Näiteks Leningradi lähistel võrsuva õitsemise korral on efektiivsete temperatuuride summa 77, hapuoblika - 453, maasika - 500 ja kollase akaatsia -700 ° C.

Elutsükli lõpuleviimiseks vajalike efektiivsete temperatuuride hulk piirab sageli liikide geograafilist levikut. Näiteks puutaimestiku põhjapiir langeb ligikaudu kokku juulikuu isotermidega + 10... + 12°С. Põhja pool ei jätku puude arenguks enam soojust ja metsavöönd asendub puudeta tundraga.

Efektiivsete temperatuuride arvutamine on vajalik põllumajanduse ja metsanduse praktikas, kahjurite tõrjumisel, uute liikide sissetoomisel jne. Need annavad esimese, ligikaudse aluse prognooside tegemiseks. Organismide levikut ja arengut mõjutavad aga paljud muud tegurid, mistõttu on tegelikkuses temperatuurisuhted keerulisemad.

Suur temperatuurikõikumiste vahemik on maapealse keskkonna eripära. Enamikul maismaaaladel on ööpäevased ja aastased temperatuurivahemikud kümned kraadid. Isegi niiskes troopikas, kus kuu keskmised temperatuurid ei erine aastaringselt rohkem kui 1–2°C, on ööpäevased erinevused palju suuremad. Kongo basseinis on nende keskmine temperatuur 10-12°С (maksimaalne +36, miinimum +18С). Õhutemperatuuri muutused on eriti olulised subpolaarsetes mandripiirkondades ja kõrbetes. Jakutski ümbruses on jaanuari keskmine temperatuur -43°C, juuli keskmine temperatuur +19°C ja aastavahemik -64 kuni +35°C, s.o umbes 100°C. Õhutemperatuuri hooajaline vahemik on Kesk-Aasia kõrbetes 68–77 °C, ööpäevane vahemik 25–38 °C. Need kõikumised on mullapinnal veelgi olulisemad.

Maapealsete elanike vastupidavus temperatuurimuutustele on väga erinev, olenevalt konkreetsest elupaigast, kus nende elu toimub. Kuid üldiselt on maismaaorganismid palju eurütermilisemad kui veeorganismid.

Maismaataimede temperatuuri kohanemine. Taimed, olles liikumatud organismid, peavad eksisteerima nende kasvukohtades loodud termilise režiimi all. Mõõdukalt külma ja mõõdukalt sooja tsooni kõrgemad taimed on eurütermilised. Aktiivses olekus taluvad nad temperatuurikõikumisi kuni 60 °C. Kui võtta arvesse varjatud olekut, võib see amplituud tõusta 90 °C-ni või rohkemgi. Näiteks talub dauuria lehis Verhojanski ja Oimjakoni lähedal kuni -70 °C talvekülma. Troopiliste vihmametsade taimed on stenotermilised. Nad ei talu soojusrežiimi halvenemist ja isegi +5...+8°C plusstemperatuurid mõjuvad neile hävitavalt. Veelgi stenotermilisemad on mõned krüofiilsed rohevetikad ja ränivetikad polaarjääl ja kõrgmäestiku lumeväljadel, mis elavad vaid 0°C ümber.

Taimede soojusrežiim on väga muutlik. Peamised kohanemisviisid keskkonna temperatuurimuutustega taimedes on biokeemilised, füsioloogilised ja mõned morfoloogilised muutused. Taimedel on väga halb võime oma temperatuuri reguleerida. Ainevahetuse protsessis tekkiv soojus, mis on tingitud selle raiskamisest transpiratsioonil, suurest kiirguspinnast ja ebatäiuslikest regulatsioonimehhanismidest, vabaneb kiiresti keskkonda. Peamine tähtsus taimede elus on väljast saadav soojus. Taime ja keskkonna kehatemperatuuride kokkulangemist tuleks aga pidada pigem erandiks kui reegliks, kuna soojuse vastuvõtmise ja vabanemise kiirused on erinevad.

Päikesekiirte poolt kuumenemise tõttu võib taime temperatuur olla kõrgem kui ümbritseva õhu ja pinnase temperatuur. Mõnikord ulatub see erinevus 24 °C-ni, nagu näiteks Peruu Andides umbes 4000 m kõrgusel kasvav padjakujuline kaktus Tephrocactus floccosus. Tugeva transpiratsiooni korral muutub taime temperatuur õhutemperatuurist madalamaks. Transpiratsioon läbi stoomide on taime poolt reguleeritud protsess. Õhutemperatuuri tõustes see intensiivistub, kui lehtedele suudetakse kiiresti vajalik kogus vett anda. See säästab taime ülekuumenemise eest, alandades selle temperatuuri 4-6, mõnikord 10-15 °C võrra.

Erinevate taimeorganite temperatuur on erinev sõltuvalt nende asukohast langevate kiirte ja erineva kuumutusastmega õhukihtide suhtes. Tundra- ja alpitaimede jaoks on eriti oluline mullapinna ja maapinna õhukihi soojus. Arktilistel ja kõrgmäestikulistel taimede jämedus-, võre- ja padjakujulisi kasvuvorme, rosett- ja poolrosettide võrsete lehtede substraadile surumist võib pidada nende kohanemiseks soojuse paremaks kasutamiseks tingimustes, kus seda on vähe. soojust.

Pilves ilmaga päevadel kogevad maapealsed taimeorganid järske temperatuurimuutusi. Näiteks tammemetsa efemeroidis Siberi scillas võib pilvede päikese käes lehtede temperatuur langeda +25...+ 27 kuni + 10... + 15_°C ja siis, kui taimi valgustatakse päike uuesti, tõuseb see eelmisele tasemele. Pilves ilmaga on lehtede ja õite temperatuur lähedane ümbritseva õhu temperatuurile, sageli mitu kraadi madalam. Paljudel taimedel on temperatuuride erinevus märgatav isegi ühe lehe piires. Tavaliselt on lehtede tipud ja servad jahedamad, nii et üleöö jahutamisel kondenseerub kaste kõigepealt nendesse kohtadesse ja tekib härmatis.

Madalama öise ja kõrgema päevatemperatuuri vaheldumine (termoperiodism) on kasulik paljudele liikidele. Mandripiirkondade taimed kasvavad kõige paremini, kui igapäevaste kõikumiste amplituud on 10–15 ° C, enamik parasvöötme taimi - amplituudiga 5-10 ° C, troopilised taimed - amplituudiga ainult 3 ° C ja mõned neist (villapuu, suhkruroog, maapähklid) - ilma päevase temperatuuri rütmita.

Ontogeneesi erinevates faasides on soojusvajadused erinevad. Parasvöötmes toimub seemnete idanemine tavaliselt õitsemisest madalamal temperatuuril ja õitsemine nõuab kõrgemat temperatuuri kui viljade valmimine.

Vastavalt taimede kohanemisastmele äärmise kuumapuuduse tingimustega võib eristada kolme rühma:

1) mittekülmakindlad taimed – need on tugevalt kahjustatud või hukkuvad vee külmumispunktist kõrgemal temperatuuril. Surm on seotud ensüümide inaktiveerimisega, nukleiinhapete ja valkude vahetuse katkemisega, membraanide läbilaskvuse ja assimilaatide voolu lakkamisega. Need on troopiliste vihmametsade taimed, sooja mere vetikad;

2) mittekülmakindlad taimed - taluvad madalaid temperatuure, kuid surevad kohe, kui kudedesse hakkab tekkima jää. Külma aastaaja saabudes suureneb nende rakumahlas ja tsütoplasmas osmootselt aktiivsete ainete kontsentratsioon, mis langetab külmumistemperatuuri -5...-7°C-ni. Rakkudes olev vesi võib jahtuda alla külmumistemperatuuri ilma kohe jääd moodustamata. Ülejahutatud olek on ebastabiilne ja kestab enamasti mitu tundi, mis aga võimaldab taimedel külma taluda. Need on mõned igihaljad subtroopilised liigid. Kasvuperioodil ei ole kõik lehttaimed külmakindlad;

3) jääkindlad ehk külmakindlad taimed - kasvavad hooajalise kliimaga aladel, kus talved on külmad. Tugevate külmade ajal puude ja põõsaste maapealsed elundid külmuvad, kuid jäävad sellest hoolimata elujõuliseks.

Taimed valmistatakse külmale vastu järk-järgult, pärast kasvuprotsesside lõppu tehakse eelkõvenemine. Kõvenemine seisneb suhkrute (kuni 20-30%), süsivesikute derivaatide, mõnede aminohapete ja muude vett siduvate kaitsvate ainete kogunemises rakkudesse. Samal ajal suureneb rakkude külmakindlus, kuna seotud vett on kudedesse tekkinud jääkristallide tõttu raskem ära tõmmata. Ultrastruktuurid ja ensüümid on ümber paigutatud nii, et rakud taluvad jää tekkega seotud dehüdratsiooni.

Sulad keskpaigas ja eriti talve lõpus põhjustavad taimede külmakindluse kiiret langust. Pärast talvise puhkeperioodi lõppu kaob kõvenemine. Ootamatult saabuvad kevadkülmad võivad isegi külmakindlatel taimedel kahjustada kasvama hakanud võrseid ja eriti õisi.

Kõrge temperatuuriga kohanemisastme põhjal võib eristada järgmisi organismirühmi:

1) mittekuumuskindlad liigid - on kahjustatud juba + 30 ... + 40 ° C juures (eukarüootsed vetikad, vees kasvavad õistaimed, maismaa mesofüüdid);

2) kuumataluvad eukarüootid - tugeva insolatsiooniga kuiva kasvukoha taimed (stepid, kõrbed, savannid, kuiv subtroopika jne); talub pooletunnist kuumutamist kuni + 50… + 60°C;

3) kuumakindlad prokarüootid - termofiilsed bakterid ja teatud tüüpi sinivetikad, võivad elada kuumaveeallikates temperatuuril +85... + 90°C.

Mõnda taimi mõjutavad regulaarselt tulekahjud, kui temperatuur tõuseb korraks sadade kraadideni. Tulekahjud on eriti levinud savannides, kuivades kõvalehelistes metsades ja põõsastel, nagu näiteks chaparral. Seal on rühm taimi pürofüütid, tulekindel. Savannipuude tüvel on tulekindlate ainetega immutatud paks koorik, mis kaitseb usaldusväärselt sisekudesid. Pürofüütide viljadel ja seemnetel on paksud, sageli tõmbunud kattekihid, mis lõhenevad tules kõrbemisel.

Kõige levinumad kohandused ülekuumenemise vältimiseks on protoplasti termilise stabiilsuse suurendamine kõvenemise tagajärjel, keha jahutamine suurenenud transpiratsiooni kaudu, taimele langevate kiirte peegeldamine ja hajutamine lehtede läikiva pinna või heledate karvade tiheda karvane tõttu. ja köetava ala vähendamine ühel või teisel viisil. Paljudel liblikõieliste sugukonnast pärit troopilistel taimedel üle +35°C õhutemperatuuril koonduvad liitlehe lehed kokku, mis vähendab kiirguse neeldumist poole võrra. Tugevas suvises insolatsioonis kasvavatel kõvalehiste metsade ja põõsarühmade taimedel on lehed pööratud keskpäevaste päikesekiirte poole, mis aitab vältida ülekuumenemist.

Loomade temperatuuri kohanemine. Erinevalt taimedest toodavad lihastega loomad palju rohkem oma sisemist soojust. Lihaste kokkutõmbumisel eraldub oluliselt rohkem soojusenergiat kui teiste organite ja kudede funktsioneerimisel, kuna keemilise energia kasutamise efektiivsus lihastöö tegemiseks on suhteliselt madal. Mida võimsamad ja aktiivsemad on lihased, seda rohkem soojust suudab loom tekitada. Võrreldes taimedega on loomadel mitmekesisemad võimalused oma kehatemperatuuri püsivalt või ajutiselt reguleerida. Loomade temperatuuri kohanemise peamised viisid on järgmised:

1) keemiline termoregulatsioon - soojuse tootmise aktiivne suurenemine vastusena keskkonnatemperatuuri langusele;

2) füüsiline termoregulatsioon - soojusülekande taseme muutus, võime säilitada soojust või, vastupidi, hajutada selle ülejääki. Füüsiline termoregulatsioon toimub tänu loomade ehituse erilistele anatoomilistele ja morfoloogilistele iseärasustele: karvad ja suled, vereringesüsteemi üksikasjad, rasvavarude jaotus, aurustuva soojusülekande võimalused jne;

3) organismide käitumine. Liikudes läbi ruumi või muutes oma käitumist keerukamal viisil, saavad loomad aktiivselt vältida äärmuslikke temperatuure. Paljude loomade jaoks on käitumine peaaegu ainus ja väga tõhus viis termilise tasakaalu säilitamiseks.

Poikilotermilistel loomadel on isegi sama kehatemperatuuri juures madalam ainevahetus võrreldes homöotermiliste loomadega. Näiteks kõrbe iguaan tarbib temperatuuril + 37 ° C 7 korda vähem hapnikku kui sama suurusega närilised. Oma soojuse metabolismi vähenemise tõttu toodavad poikilotermilised loomad vähe soojust ja seetõttu on nende keemilise termoregulatsiooni võimalused tühised. Füüsiline termoregulatsioon on samuti halvasti arenenud. Poikilotermide puhul on eriti raske soojapuudusele vastu seista. Keskkonna temperatuuri langusega aeglustuvad kõik elutähtsad protsessid tugevalt ja loomad satuvad torporisse. Selles passiivses olekus on neil kõrge külmakindlus, mille tagavad peamiselt biokeemilised kohandused. Aktiveerimiseks peavad loomad esmalt saama teatud koguse soojust väljast.

Poikilotermilised loomad suudavad teatud piirides reguleerida välissoojuse voolu kehasse, kiirendades kuumenemist või vastupidi, vältides ülekuumenemist. Peamised kehatemperatuuri reguleerimise viisid poikilotermides on käitumuslikud – kehahoiaku muutmine, soodsate mikrokliimatingimuste aktiivne otsimine, elupaikade muutmine ning mitmed spetsialiseeritud käitumisvormid, mille eesmärgiks on keskkonnatingimuste säilitamine ja soovitud mikrokliima loomine (urgude kaevamine, pesade ehitamine, jne.) .

Asendit muutes võib loom suurendada või vähendada keha kuumenemist päikesekiirguse toimel. Näiteks kõrbetirtsud paljastavad jahedatel hommikutundidel oma keha laia külgpinna päikesekiirte ja keskpäeval kitsa seljapinna. Äärmusliku kuumuse korral peidavad loomad varju ja peidavad end urgudesse. Näiteks päevasel ajal ronivad kõrbetes osad sisalikud ja maod põõsastesse, vältides kokkupuudet pinnase kuuma pinnaga. Talveks otsivad paljud loomad peavarju, kus temperatuuri kulg on avatud elupaikadega võrreldes sujuvam. Veelgi keerulisemad on sotsiaalsete putukate käitumisvormid: mesilased, sipelgad, termiidid, kes ehitavad pesasid, mille sees on hästi reguleeritud temperatuur, mis on putukate tegevuse perioodil peaaegu konstantne.

Mõned liigid on võimelised ka keemiliseks termoregulatsiooniks. Paljud poikilotermilised loomad suudavad lihaste töö tõttu säilitada optimaalset kehatemperatuuri, kuid füüsilise aktiivsuse lõppedes lakkab soojuse tootmine ja see hajub kehast kiiresti füüsilise termoregulatsiooni mehhanismide ebatäiuslikkuse tõttu. Näiteks soojendavad kimalased oma keha spetsiaalsete lihaste kontraktsioonidega - värisemine - kuni +32 ... + 33 ° C, mis annab neile võimaluse jaheda ilmaga õhku tõusta ja toituda.

Mõnel liigil on ka kohandused soojusülekande vähendamiseks või suurendamiseks, st füüsilise termoregulatsiooni alged. Paljud loomad väldivad ülekuumenemist, suurendades aurustumisest tulenevat soojuskadu. Konn kaotab maismaal +20°C juures tunnis 7770 J, mis on 300 korda rohkem kui tema enda soojustoodang. Paljud roomajad, kui temperatuur läheneb ülemisele kriitilisele tasemele, hakkavad raskelt hingama või hoiavad suud lahti, suurendades vee eraldumist limaskestadelt.

Homöotermia arenes välja poikilotermiast, täiustades soojusvahetuse reguleerimise meetodeid. Sellise reguleerimise võime väljendub nõrgalt noortel imetajatel ja tibudel ning avaldub täielikult alles täiskasvanueas.

Täiskasvanud homöotermilised loomad eristuvad soojuse sisendi ja väljundi nii tõhusa reguleerimise poolest, et see võimaldab neil säilitada konstantset optimaalset kehatemperatuuri igal aastaajal. Iga liigi termoregulatsiooni mehhanismid on mitmesugused ja mitmekesised. See tagab kehatemperatuuri säilitamise mehhanismi suurema töökindluse. Sellised Põhjapoolsed asukad, nagu arktikarebane, valgejänes ja tundrakangas, on tavaliselt aktiivsed ja elavad ka kõige tugevamate külmade ajal, kui õhu- ja kehatemperatuuride erinevus on üle 70 °C.

Homöotermiliste loomade ülikõrget vastupidavust ülekuumenemisele demonstreeris hiilgavalt umbes kakssada aastat tagasi dr C. Blagdeni eksperiment Inglismaal. Koos mitme sõbra ja koeraga veetis ta 45 minutit kuivas kambris temperatuuril +126°C ilma tervisemõjudeta. Samal ajal osutus kambrisse võetud lihatükk küpseks ja külm vesi, mille aurustumist takistas õlikiht, kuumutati keemiseni.

Soojaverelistel loomadel on väga kõrge keemilise termoregulatsiooni võime. Neil on kiire ainevahetus ja nad toodavad suures koguses soojust.

Homöotermiliste loomade kehas külmaga kokkupuutel poikilotermidele vastupidiselt oksüdatiivsed protsessid ei nõrgene, vaid intensiivistuvad, eriti skeletilihastes. Paljud loomad kogevad lihaste värisemist, mis viib täiendava soojuse vabanemiseni. Lisaks eraldavad lihaste ja paljude teiste kudede rakud soojust isegi ilma tööfunktsioone täitmata, sisenedes spetsiaalse termoregulatsiooni tooni seisundisse. Lihaste kokkutõmbumise ja termoregulatsiooni rakutoonuse termiline efekt suureneb järsult, kui ümbritsev temperatuur langeb.

Täiendava soojuse tootmisel paraneb eriti lipiidide metabolism, kuna neutraalsed rasvad sisaldavad peamist keemilise energia varu. Seetõttu tagavad loomsete rasvade varud parema termoregulatsiooni. Imetajatel on isegi spetsiaalne pruun rasvkude, milles kogu vabanev keemiline energia ATP-sidemetesse kandumise asemel soojuse kujul hajub, st läheb keha soojendamiseks. Pruun rasvkude on kõige enam arenenud külma kliimaga loomadel.

Temperatuuri hoidmine soojuse tootmise suurendamise kaudu nõuab suuri energiakulu, mistõttu loomad, kui keemiline termoregulatsioon on tõhustatud, vajavad kas suures koguses toitu või kulutavad palju varem kogunenud rasvavarusid. Näiteks tillukesel pätisel on erakordselt kõrge ainevahetus. Väga lühikeste une- ja aktiivsusperioodide vaheldumisi on ta aktiivne igal kellaajal, talvel ei jää talveunne ja sööb päevas oma kaalust 4 korda suuremat toitu. Kääride pulss on kuni 1000 lööki minutis. Samuti vajavad talveks jäänud linnud palju toitu; Nad kardavad mitte niivõrd pakast, kuivõrd toidupuudust. Nii et hea kuuse- ja männiseemnete saagi korral kooruvad ristnokad talvel isegi tibusid.

Keemilise termoregulatsiooni tugevdamisel on seetõttu oma piirid, mille määrab toidu hankimise võimalus.

Kui talvel on toidupuudus, on seda tüüpi termoregulatsioon keskkonnale kahjumlik. Näiteks on see halvasti arenenud kõigil väljaspool polaarjoont elavatel loomadel: arktilised rebased, morsad, hülged, jääkarud, põhjapõdrad jne. Keemiline termoregulatsioon ei ole ka troopiliste elanike jaoks tüüpiline, kuna neil puudub praktiliselt vajadus täiendava soojuse tootmiseks .

Füüsiline termoregulatsioon on keskkonnale kasulikum, kuna külmaga kohanemine ei toimu mitte täiendava soojuse tootmise, vaid selle säilimise kaudu looma kehas. Lisaks on kaitse ülekuumenemise eest võimalik, suurendades soojusülekannet väliskeskkonda. Imetajate fülogeneetilises sarjas – alates putuktoidulistest kuni kiropterlaste, näriliste ja kiskjateni – muutuvad füüsilise termoregulatsiooni mehhanismid keerukamaks ja mitmekesisemaks. Nende hulka kuuluvad naha veresoonte refleksi ahenemine ja laienemine, selle soojusjuhtivuse muutmine, karusnaha ja sulgede soojusisolatsiooniomaduste muutused, vastuvoolu soojusvahetus üksikute elundite verevarustuse ajal ja aurustuva soojusülekande reguleerimine.

Imetajate paks karv, lindude sulg ja eriti udupeen kate võimaldavad hoida keha ümber looma kehatemperatuurilähedase temperatuuriga õhukihti ning vähendada seeläbi soojuskiirgust väliskeskkonda. Soojusülekannet reguleerivad karvade ja sulgede kalle, karvastiku ja sulestiku hooajalised muutused. Arktika loomade erakordselt soe talvine karusnahk võimaldab neil külma käes ellu jääda ilma ainevahetust kiirendamata ning vähendab toiduvajadust. Näiteks Põhja-Jäämere rannikul elavad polaarrebased tarbivad talvel isegi vähem toitu kui suvel.

Külma kliimaga loomadel on nahaaluse rasvkoe kiht jaotatud kogu kehas, kuna rasv on hea soojusisolaator. Kuuma kliimaga loomadel põhjustaks rasvavarude selline jaotumine ülekuumenemise tõttu surma, kuna liigset soojust ei ole võimalik eemaldada, mistõttu nende rasv ladestub lokaalselt, üksikutes kehaosades, ilma et see mõjutaks üldpinna soojuskiirgust. (kaamelid, rasvasaba-lammas, sebu jne).

Vastuvoolu soojusvahetussüsteeme, mis aitavad hoida siseorganite ühtlast temperatuuri, on leitud kukkurloomade, laiskloomade, sipelgalindude, prosimlaste, loivaliste, vaalade, pingviinide, sookurgede jt käppadest ja sabadest.

Tõhus soojusvahetuse reguleerimise mehhanism on vee aurustumine läbi higistamise või suuõõne ja ülemiste hingamisteede niiskete limaskestade. Kuna vee aurustumissoojus on kõrge (2,3-106 J/kg), siis eemaldatakse sel viisil organismist palju liigset soojust. Võime toota higi on liigiti väga erinev. Ekstreemse kuumuse käes inimene võib päevas toota kuni 12 liitrit higi, hajutades soojust kümme korda tavalisest. Eraldatud vesi tuleb loomulikult joogiga asendada. Mõnel loomal toimub aurustumine ainult suu limaskestade kaudu. Koertel, kelle puhul on õhupuudus peamiseks aurustumistermoregulatsiooni meetodiks, ulatub hingamissagedus 300-400 hingetõmmet minutis. Temperatuuri reguleerimine aurustamise kaudu nõuab kehalt vee raiskamist ja seetõttu pole see kõigis elutingimustes võimalik.

Temperatuuritasakaalu säilitamisel ei oma vähest tähtsust kehapinna ja selle mahu suhe, kuna lõppkokkuvõttes sõltub soojuse tootmise ulatus looma massist ja soojusvahetus toimub selle naha kaudu.

Loomade keha suuruse ja proportsioonide seost nende elupaiga kliimatingimustega märgati juba 19. sajandil. K. Bergmani reegli järgi, kui kaks lähedaselt sugulasliiki soojaverelisi on suuruse poolest erinevad, siis suurem elab külmemas, väiksem aga soojemas kliimas. Bergman rõhutas, et see muster ilmneb ainult siis, kui liigid ei erine teiste termoregulatsiooni kohanemiste poolest.

D. Allen märkas 1877. aastal, et paljudel põhjapoolkera imetajatel ja lindudel suurenevad jäsemete ja erinevate väljaulatuvate kehaosade (sabad, kõrvad, nokad) suhtelised suurused lõuna poole. Üksikute kehaosade termoregulatsiooni tähtsus pole kaugeltki võrdne. Väljaulatuvatel osadel on suur suhteline pindala, mis on kasulik kuumas kliimas. Paljudel imetajatel on näiteks kõrvad, mis on tavaliselt varustatud suure hulga veresoontega, soojusliku tasakaalu säilitamiseks eriti olulised. Aafrika elevandi, väikese kõrbe-feneki rebase ja ameerika jänese tohutud kõrvad on muutunud spetsiaalseteks termoregulatsiooniorganiteks.

Külmaga kohanemisel avaldub pinnamajanduse seadus, kuna kompaktne kehakuju minimaalse pindala ja ruumala suhtega on soojasäästu seisukohalt kõige kasulikum. Mingil määral on see omane ka taimedele, mis moodustavad põhjapoolsetes tundrates, polaarkõrbetes ja kõrgmägedes tihedaid, minimaalse soojusülekandepinnaga padjavorme.

Soojavereliste loomade soojusvahetuse reguleerimise käitumuslikud meetodid pole vähem olulised kui poikilotermiliste loomade puhul ning on ka äärmiselt mitmekesised – alates kehahoiaku muutmisest ja varjupaiga otsimisest kuni keerukate urgude, pesade, lähi- ja kaugrände rajamiseni.

Uruloomade urgudes ühtlustub temperatuuri trend, mida rohkem, seda suurem on uru sügavus. Keskmistel laiuskraadidel, 150 cm kaugusel mullapinnast, ei ole isegi hooajalisi temperatuurikõikumisi tunda. Eriti oskuslikult ehitatud pesad säilitavad ka ühtlase soodsa mikrokliima. Tihase vildikujuline pesa, millel on vaid üks kitsas külgmine sissepääs, on soe ja kuiv iga ilmaga.

Eriti huvitav on loomade rühmakäitumine termoregulatsiooni eesmärgil. Näiteks tõmbuvad mõned pingviinid tugeva pakase ja lumetormide korral tihedasse rühma, nn kilpkonnaks. Inimesed, kes satuvad äärepealt, jõuavad mõne aja pärast sisse ning “kilpkonn” teeb aeglaselt ringi ja seguneb. Sellise klastri sees hoitakse temperatuuri +37 ringis SS isegi kõige tõsisemate külmade korral. Ka kõrbes elavad kaamelid kobivad äärmise kuumuse käes, surudes külgi üksteise vastu, kuid nii saavutatakse vastupidine efekt – välditakse kehapinna tugevat kuumenemist päikesekiirte toimel. Loomakobara keskel on temperatuur võrdne nende kehatemperatuuriga +39°C, äärepoolseimate isendite seljal ja külgedel soojeneb karv kuni +70°C.

Tõhusate keemilise, füüsikalise ja käitumusliku termoregulatsiooni meetodite kombinatsioon organismis toimuvate üldiste kõrgetasemeliste oksüdatiivsete protsessidega võimaldab homöotermilistel loomadel säilitada oma termilise tasakaalu välistemperatuuri suurte kõikumiste taustal.

Poikilotermia ja homöotermia ökoloogilised eelised. Lototermilised loomad on ainevahetusprotsesside üldise madala taseme tõttu üsna aktiivsed ainult eksistentsi temperatuuri ülemise piiri lähedal. Omades ainult individuaalseid termoregulatsioonireaktsioone, ei suuda nad tagada pidevat soojusvahetust. Seetõttu on keskkonnatemperatuuri kõikumisel poikilotermide aktiivsus katkendlik. Elupaiga omandamine Koos Pidevalt madalad temperatuurid raskendavad külmavereliste loomade tööd. See on võimalik ainult külma stenotermia arenedes ja on maismaakeskkonnas saadaval ainult väikestele vormidele, mis suudavad mikrokliimat ära kasutada.

Kehatemperatuuri allutamisel keskkonnatemperatuurile on aga mitmeid eeliseid. Ainevahetuse taseme langus külma mõjul säästab energiakulusid ja vähendab järsult toiduvajadust.

Kuivas ja kuumas kliimas võimaldab poikilotherm vältida tarbetut veekadu, kuna keha- ja keskkonnatemperatuuri erinevuste puudumine ei põhjusta täiendavat aurustumist. Poikilotermilised loomad taluvad kõrgeid temperatuure kergemini ja väiksema energiakuluga kui homöotermilised loomad, kes kulutavad palju energiat liigse soojuse eemaldamiseks kehast.

Homöotermilise looma keha funktsioneerib alati ainult kitsas temperatuurivahemikus. Nendest piiridest kaugemale ei saa homöotermid mitte ainult säilitada bioloogilist aktiivsust, vaid ka kogeda depressiivset seisundit, kuna nad on kaotanud vastupidavuse kehatemperatuuri olulistele kõikumistele. Kuid kehas toimuvate oksüdatiivsete protsesside suure intensiivsusega ja võimsa termoregulatsiooni vahendite kompleksiga eristuvad homöotermilised loomad suudavad säilitada enda jaoks püsiva temperatuuri optimaalset isegi välistemperatuuri oluliste kõrvalekallete korral.

Termoregulatsioonimehhanismide toimimine nõuab suuri energiakulusid, mille täiendamiseks vajab loom suuremat toitumist. Seetõttu on reguleeritud kehatemperatuuriga loomade ainus võimalik seisund pideva aktiivsuse seisund. Külmades piirkondades ei ole nende levikut piiravaks teguriks mitte temperatuur, vaid võimalus regulaarselt toitu hankida.

Termiline homöostaas on looma keha normaalse toimimise kõige olulisem tingimus.

See kehtib eelkõige soojavereliste loomade kohta. Soojavereliste loomade keha ensüümsüsteemid säilitavad oma aktiivsuse rangelt määratletud temperatuurivahemikus, mille optimaalne temperatuur on lähedane füsioloogilisele kehatemperatuurile. Enamikule parasvöötmes elavatele soojaverelistele loomadele on üle 40°C kehatemperatuur surmav. Just sellelt temperatuuritasemelt algab valkude denaturatsiooniprotsess, milles osalevad enne teisi katalüsaatoriomadustega valgud, st ensüümid. Need ained taluvad paremini madalamaid temperatuure. Pärast jahutamist temperatuurini 4 °C ja sellele järgnevat temperatuuritingimuste taastamist taastavad ensüümid oma aktiivsuse.

Negatiivne temperatuur on aga soojaverelisele organismile kahjulik ka muul põhjusel. Looma keha põhikomponent (vähemalt 50% eluskaalust) on vesi. Seega ulatub kalade veesisaldus kehas 75%, lindudel - 70%, nuumpullidel - umbes 60%. Isegi inimkehas on ligikaudu 63–68% vett.

Kuna rakkude protoplasma on vesifaas, läheb vesi miinustemperatuuril vedelast olekust tahkesse olekusse. Veekristallide moodustumine rakkude protoplasmas ja rakkudevahelises vedelikus avaldab kahjustavat mõju raku- ja subtsellulaarsetele membraanidele. Loomad taluvad negatiivsete temperatuuride mõju seda paremini, mida vähem on nende kehas vett ja eelkõige vaba vett, mis ei ole valkudega seotud.

Reeglina väheneb talve lähenedes suhteline veesisaldus loomade kehas. Need muutused on eriti märgatavad poikilotermiliste loomade puhul. Nende talvekindlus suureneb oluliselt sügisel. Näiteks Alaskalt pärit maamardikas Pterostichus brevicornis talub talvel mitu tundi -87°C temperatuuri. Suvel need mardikad hukkuvad temperatuuril -6...-7 C.

Teine võimalus poikilotermiliseks kohanemiseks negatiivsete temperatuuridega on antifriisi kogunemine bioloogilistesse vedelikesse.

Polaarjoonel elavate kondiste kalade vere uuringud on näidanud, et külmavereliste loomade aktiivseks eluks arktilistes tingimustes ainult glütseroolist ei piisa. Nendel kaladel on kõrge vere osmolaalsus (300-400 milliosmol). Viimane asjaolu alandab vere külmumistemperatuuri -0,8°C-ni. Põhja-Jäämere veetemperatuur on talvel aga –1,8°C. Seetõttu ei piisa sellistes tingimustes ellujäämiseks ka ainult vere osmolaalsusest.

Arktika kalade kehakoostises on avastatud ja eraldatud spetsiifilised külmumisvastaste omadustega glükoproteiinid. Glükoproteiinid kontsentratsioonis 0,6% on 500 korda tõhusamad jää moodustumise vältimiseks vees kui naatriumkloriid.

Homöotermilistel loomadel on temperatuuri püsivuse mõiste üsna meelevaldne. Seega on kehatemperatuuri kõikumised imetajatel märkimisväärsed, mõnel esindajal üle 20°C.

Tähelepanuväärne on, et suhteliselt laialdased kehatemperatuuri kõikumised on enamasti iseloomulikud soojas kliimas elavatele loomadele. Põhjapoolsetel loomadel on homöotermia raskem.

Samasse liiki kuuluvatel, kuid erinevates kliimatingimustes elavate loomade populatsioonidel on mitmeid iseloomulikke tunnuseid. Kõrgetelt laiuskraadidelt pärit loomadel on suurem keha suurus võrreldes sama liigi kuumas kliimas elavate esindajatega. See on üldine bioloogiline reegel ja see on paljude liikide puhul selgelt nähtav (kuldid, rebased, hundid, jänesed, hirved, põder jne). Geograafiline dimorfism on tingitud asjaolust, et keha suuruse suurenemine toob kaasa kehapinna suhtelise vähenemise ja sellest tulenevalt soojusenergia kadude vähenemise. Sama liigi väiksematel esindajatel on suurem suhteline ainevahetus ja energia ning suurem suhteline kehapindala. Seetõttu kulutavad nad rohkem energiat kehamassiühiku kohta ja kaotavad rohkem energiat läbi keha. Parasvöötmes ja kuumas kliimas on väikestel ja keskmise suurusega loomadel eelised oma suuremate kaaslaste ees.

Ekvatoriaalvööndi kõrbete, savannide ja džunglite asukad on kohanenud eluks ülikõrgetel temperatuuridel. Ekvatoriaalvööndi kõrbetes soojeneb liiv kuni 100°C. Kuid isegi sellistes äärmuslikes temperatuuritingimustes võib loomade aktiivset elu jälgida.

Ämblikud ja skorpionid säilitavad toitumisaktiivsuse õhutemperatuuril kuni 50°C. Juustukärbes Piophila casei talub 52°C temperatuuri. Kõrbetirtsud jäävad ellu ka kõrgemal temperatuuril – kuni 60°C.

Kõrgematel laiuskraadidel on ökoloogilisi nišše, mille keskkonnatemperatuur on oluliselt kõrgem kui õhutemperatuur. Islandi ja Itaalia kuumaveeallikates temperatuuril 45-55°C elutsevad mitmerakulised (kärbse Scatella sp. vastsed), rotiferid ja amööbid. Artemia munad (Artemia saliva) näitavad veelgi suuremat vastupidavust kõrgetele temperatuuridele. Nad jäävad elujõuliseks pärast 4-tunnist kuumutamist temperatuurini 83 °C.

Kalade klassi esindajatest on ainult harilikul karpkalal (Cyprinodon nevadensis) lai kohanemisvõime äärmuslike temperatuuridega. Ta elab Death Valley (Nevada) kuumaveeallikates, kus vee temperatuur on 42°C. Talvel leidub seda veehoidlates, kus vesi jahtub 3°C-ni.

Kuid just rotiferid ja tardigradid on kõige silmatorkavamad oma kohanemisvõime poolest äärmuslike temperatuuridega toimetulekuks. Need loomariigi esindajad taluvad kuumutamist kuni 15°C ja jahutamist kuni -273°C. Selgrootute kõrgete temperatuuride suhtes ainulaadse vastupidavuse adaptiivseid mehhanisme ei ole uuritud.

Selgroogsete kohanemisvõime kõrge keskkonnatemperatuuriga ei ole nii kõrge kui selgrootutel. Sellegipoolest elavad kuivas kõrbes kõigi seda tüüpi selgroogsete klasside esindajad, välja arvatud kalad. Enamiku kõrbe roomajate puhul toimub homöotermia tegelikult. Nende kehatemperatuur varieerub kogu päeva jooksul kitsas vahemikus. Näiteks skinkil on keskmine kehatemperatuur 33°C (±1°), kaelussisalikul Crataphytus collaris - 38°C ja iguaanil veelgi kõrgem - 39-40°C.

Nende kõrbeelanike jaoks on surmavad kehatemperatuurid järgmised: skinkil - 43 °C, kaelussisalikul - 46,5 °C, iguaanil - 42 °C. Öise ja ööpäevase eluviisiga loomade tegevus toimub erinevates temperatuurivahemikes. Seetõttu ei ole füsioloogiline kehatemperatuur ja surmav kehatemperatuur etoloogiliselt erinevates loomarühmades samad. Öistel liikidel on kehatemperatuuri kriitiline tase 43-44°C, päevastel liikidel 5-6°C kõrgem.

Arvatakse, et roomajate surmav temperatuur põhjustab kõigepealt närvisüsteemi talitlushäireid ja seejärel hüpoksiat, mis on tingitud vere hemoglobiini võimetusest hapnikku siduda ja transportida.

Kõrbes elavatel lindudel tõuseb kehatemperatuur aktiivse päikese käes tegutsemise ajal 2-4°C ja jõuab 43-44°C-ni. Füsioloogilise puhkeseisundis on see 39-40°C. Sellist kehatemperatuuri dünaamikat tuvastati õhutemperatuuril 40 °C ja kõrgemal varblastel, kardinalidel, öökullidel ja jaanalindudel.

Vaatamata täiuslikule termoregulatsioonimehhanismile manipuleerivad imetajad ka oma kehatemperatuuri. Puhkeolekus kaamelil on rektaalne temperatuur üsna madal – umbes 33°C. Kuid ekstreemsetes tingimustes (füüsiline töö üle 45°C keskkonnatemperatuuri taustal) tõuseb looma kehatemperatuur 40°C-ni, s.o 7°C, ilma et see mõjutaks oluliselt tema füsioloogilist seisundit ja käitumist.

Kui leiate vea, tõstke esile mõni tekstiosa ja klõpsake Ctrl+Enter.

Erinevate kliimavööndite taimede mitmekesisus on põhjustanud erinevate temperatuuride, sealhulgas äärmuslike temperatuuride tekkimist. Vastavalt suhtele madalate temperatuuridega jagunevad need järgmisteks osadeks:

  • külmakindlus - See võimaldab taimedel pikka aega taluda madalaid, lisaks positiivseid temperatuure;
  • külmakindlus - Rosliinide võime taluda madalaid miinustemperatuure;
  • talvekindlus - Roslini hoone talub ebasoodsaid ilmastikutingimusi ilma kahjudeta.

Vastavalt suhtele kõrgete temperatuuridega jaguneb piirkondade ründejõud:

  • südamlikkus– vajadus taimede kasvatamiseks kasvuperioodi soojal perioodil;
  • kuumakindlus - Taimede võime taluda ülekuumenemist (kõrgete temperatuuride sissevool);
  • kuivus - Taimede võime taluda tõsiseid kuivusperioode (madal õhuniiskus ja pinnas ning kõrge temperatuur õhus ja pinnases) ilma elutähtsaid funktsioone oluliselt häirimata.

Evolutsiooni käigus allutati taimedele äärmuslikud temperatuurid. Vastupidavus madalatele ja kõrgetele temperatuuridele on liigi geneetiliselt määratud tunnus. Kasuks tuleb surnud tsooni taimede külmakindlus (oder, kaer, lina). Troopilised ja subtroopilised taimed kahjustuvad ja hukkuvad temperatuurivahemikus 0 kuni + 10 °C (kava, kurgid).

Füsioloogiliste protsesside ja rakkude funktsioonide erinevused madalatel temperatuuridel võivad olla diagnostiliseks märgiks taimede (liikide, sortide) võrdse külmakindluse korral. Taimede külmakindlus säilib ontogeneesi perioodil. Oleme embrüonaalse arengu perioodil tundlikud madalate temperatuuride suhtes. Näiteks mais, mis temperatuuril + 18 °C ei ole pehme kuni külm, idaneb neljandal päeval ja + 10 °C juures alles kaheteistkümnendal päeval. Lisaks reageerivad erinevad osad ja elundid külmale erinevalt. Niisiis on õied külma ilma suhtes tundlikumad, madalamad viljad ja lehed ning lehed ja juured kuumuse suhtes tundlikumad.

Teatud tüüpi soojust armastavate taimede külmakindlust saab suurendada, kui lasta istutusel ja seemikutel äkilisi temperatuurimuutusi (madal ja normaalne). Selline kõvenemine stimuleerib rosliini kuiva ainevahetust. Enne resistentsuse suurendamise meetodeid on vaja eraldada ka vastupidavama pookealuse vigurid, mis on leotatud mikroelementides või 0,25% ammooniumnitraadis. Tsütoplasmaatilise viskoossuse sissevoolu kuuselehtede külmakindlusesse demonstreerisid P. O. Shenkel ja K. O. Badanov (1956) katses.Kirsilehtede külmakindlus muutus koos tsütoplasma viskoossuse muutumisega soolade lisamisel. Toime suurendas CaCl2 tootmist ja KS1 tootmine vähendas tsütoplasma viskoossust.Mõlemal juhul määrati elusrakkude maht pärast külmutamist temperatuurini –1,5 °C. Tulemused näitasid viskoossuse suurenemist tsütoplasmast Soola infusiooniga muutus taime külmus ja viskoossuse muutus tõi kaasa külmakindluse olulise suurenemise (joon. 4.1).

Riis. 4.1. Katioonsoolade infusioon tsütoplasmade viskoossusse ja kirsilehtede külmakindlusesse

(P.O. Shenkeli ja K.O. Bogdanova järgi, 1956)

Talvel alla -20 ° C on rikaste riikide, sealhulgas Ukraina peamine reaalsus. Härmatis voolab ühekülgsetesse, õue- ja aiataimedesse, mis tähendab, et nad taluvad madalaid temperatuure erinevatel ontogeneesi etappidel:

  • üks sõna - näib olevat lund või väikseid kasvukohti (talv);
  • siseõu ja bagatoorium - sibulates, juurviljades, tsibuliinides, risoomides, näiliselt küpsetes võrsetes.

Külmataluvus on seda tüüpi kasvu märk allakäigust, kuid ümbritseva kasvu külmakindlus sõltub paljudest teguritest, ennekõike, näiteks neist, mis olid külmaga kokku puutunud. Alandada temperatuuri pidevalt (0,5–1 °C aastas), kuni rakkudevaheline ala külmub. Kerge jää vabanemisega interkliinises traktis säilitavad jooned pärast päevitamist elujõudu. Näiteks kapsalehtedes temperatuuril –5 ° C kuni – 6 ° C leitakse keskosa külmunud osa kliinidevahelises ruumis. Kui jää sulab samm-sammult, täituvad kristallidevahelised kuded veega, kuna intercliniformid muutuvad saviks ja lehed pöörlevad oma tavaasendis. Äärmiselt madalal temperatuuril võib protoplasmas tekkida jää. See viib reeglina rakkude hävimiseni ja surmani. Samuti tuleb meeles pidada, et esiteks saavad kahjustatud need jooned või organid, sellised kangad mahutavad rohkem vett ja vähem terakesi.Näiteks kangad taluvad temperatuuri kuni –196 °C. Põhjuseks on madal veesisaldus sisu, o tagab vastupidavuse kuni märkimisväärse pakaseni.

Kui taimi hautatakse minimaalse temperatuurini, varieerub temperatuur väga olulistes piirides. Jakuutias (Venemaa) “külmapoolusel”, kus talvine tuuletemperatuur langeb –70 °C-ni, laialt levinud dauuria modrina lähedal kasvavad hästi ja pesitsevad siberi yalin, mänd, hõbekask, herilane ja teised liigid. Agrotsenoosides kasvab talvel sort “Sitninivske”. Kata lumega, see ei külmu kuni –30 °C pakasega. Külmakindluse tšempionid on madalamad taimed, kelle arvukad esindajad haruldase heeliumi temperatuuril (–269 °C) ei sure.

Troopiliste taimede hulgas (v.a kõrgmäestikualad) leidub iga päev külmakindlaid roosivorme. Kõik troopiliste vihmametsade vööndi esindajad ei talu külma. Bathumi (Musta mere Kaukaasia rannik) lähistroopikas kasvavad cava-puu, šokolaadipuu, ananassid ja muud troopilised taimed lageda taeva all. Selle nähtuse põhjuseks on asjaolu, et troopilises vööndis ei ole õhutemperatuur kuigi kõrge, vaid võib isegi kõikuda samal tasemel.

Troopika kõrgmäestikualadel on tihnikuid, mis lõhnavad külmakindluse järgi, mis on suurem kui mägedes leviv suurem hais. Lääne-Ameerika troopilistes piirkondades kuni ligikaudu 1200 m kõrgusel merepinnast kasvavad taimed nagu kakao, vanill, kookos jt. Sama piirkonna tasastel aladel 1200 kuni 2400 m kõrgusel kasvavad laiemalt subtroopilise vööndi esindajad - tsitrusviljad.Üle 2400 m kasvavad rahuvööndis levinud puud - õunad, pirnid, ploomid Sarnane pilt on näha.Seal on ka teistes Aasia troopilistes troopilistes piirkondades, Tseiloni saartel muidugi.Troopilise kaste külmakindluses mängib olulist rolli vertikaalne tsoonilisus.Kuna troopiline kaste talub kergeid külmasid, saab neid ravida ilma igasuguse kahju, ilma et oleks vaja kõrgeid temperatuure neid alasid.Tagumik võib olla hennapuu, mille isamaa on Ameerika troopiline kõrbes.Kõik Need liigid kasvavad Cordeliersi sarnastel aladel.Liigid, mis kasvavad kiniini asemel koores leidub stabiilses soojas kliimas kuni 2000 m kõrgusel. Samad liigid, mis tõusevad 3400 m kõrgusele merepinnast, kasvavad esikihtidest talvekindlusega ja taluvad ilma kahjustusteta külma kuni –1 °C.

Subtroopilist vööndit iseloomustab suurem tuuletemperatuuri amplituud. Mõnes piirkonnas, kus talve pole, langeb temperatuur talvekuudel lühikeseks ajaks ühe kuni kolme kraadi võrra alla nulli. Subtroopiline vöönd hõlmab ka Kaukaasia Musta mere rannikut, kus talvisel perioodil langevad külmad harva 10°C-ni. Sellest lähtuvalt võivad subtroopika taimed olenevalt kasvuperioodist olla kas kergelt külmakindlad või isegi külmakindlad. Näiteks India ja Hiina algupäraseid teevorme Kaukaasia Musta mere rannikul kasvatatakse ainult Batumi piirkonnas (algpiirkonnas). Samal ajal kasvavad selle kultuuri iidsed hiina vormid edukalt Sotši-Adleri piirkonnas, Kaukaasia aheliku iidsetel skhyladel (Maykop, Garyachy Klyuch) ja lõpuks ka Taga-Karpaatias.

Pange tähele, et troopikas, subtroopikas näitab külmakindlus selgelt ka kõrgustsoonilisust. Kartulite laiendamiseks võite kasutada tagumikku (Solanum tuberosum) Uus-Ameerikas, kus see tänaseni loomulikus vaimus kasvab (Goloye saar Hiina päästmise nimel). See subtroopiline taim on kergelt külmakindel ja ei talu tugevaid temperatuurilangusi kuni –3,5 °C. Samal ajal kasvab Andide piirkondades mitmesuguseid kartuleid, mis taluvad kuni –8 °C külma. Selle külmakindla kartuli erinevad vormid kasvavad kohalikes populatsioonides kõrgusel, mis asub igavese lume all.

Tihe seos külmakindluse ja geograafiliste erinevuste vahel ilmneb värske ja parasvöötme taimestikul. Näiteks valge akaatsia tagametsas on Harkovi, Poltava ja Poltava metsade peamine liik. Ukraina Kirovogradi oblastis. ajal, Venemaa Moskva ja Leningradi oblastis on see kasv suurem ei ahene, sest külmub ilma erilise kuivamiseta sisse. Kaugekogunemise päevaks hädavajalik amuuri samet Siberis enam ei ahene.

Et taluda talveperioodi ja madalaid temperatuure, kasvatasid taimed rea taimi. Nende maapealsetes osades kogunevad elusainete reservid - kirsid ja õlid, maa-aluses osas - tärklis. Looduses püsib hais terve talve. Tsukoril on lihastes suurem osmootne rõhk; Tsütoplasma spetsiifiline toime ületab alati koagulatsiooni. Õlid eemaldavad vaakumist vee ja kaitsevad rakku külmumise eest. Kasvude säilimine enne talve ja madalaid temperatuure avaldub nende vormide arvulistes omadustes, kas ja füsioloogilistes mõjudes. Talvivate puude ja põõsaste aurustumispinna muutused saavutatakse mitte ainult lehtede talveks langemisega, vaid ka kseromorfsete struktuuride väljakujunemisega. Selle manifestatsiooniks on männi-, yalina- ja yalitsa juuksenõelad.

Kseromorfism (kreeka keelest xeros – kuiv ja morphe – vorm) – morfoloogiliste ja anatoomiliste märkide kogum, mis tekkis taimedest kuivaks kasvamise viisina.

Kaitseb koore, kambiumi ja puidu elusaid siserakke kogu koorepalli eest erinevate muutuste ja minimaalsete temperatuuride eest. Näiteks Amuuri sametile tekib järk-järgult paks korgipall. Teised kasvud on vett visatud, vett mitteläbilaskvad, naha nahk on kaetud paksude küünenahadega, isegi väikeste rakkudega, tugevalt laiali laotatud tutid.

Küünenahk – õhuke, struktuurita kiht, mis kõverdab lehtede ja noorte varte epidermist, valmistatud asendamatust lipiidpolümeerist, cutiinist, mis on ümbritsetud uute kastevahadega.

Kasvavate taimede talvekindluse laiapõhjaliseks morfoloogiliseks tunnuseks on varte ja lehtede libedus maapinnal, seega on killud suurema tõenäosusega tuule ja pakase eest kaitstud lumikattega. Tagumik võib olla männi kiltkivi, mis tõuseb paar meetrit maapinnast kõrgemale ja tõusutoru tõmmatakse edasi-tagasi. Sarnased kasvukohad on ekstreemööl veelgi laiemad ja kõrged vetikad.Pamiiri iseloomulikud riisikasvud kasvatavad lisaks madalale kasvule ja saledale maa alla märkimisväärse hulga karjamaid.See on nähtusPuud kasvavad laiemaks ja mitte ainult kindlaksmääratud piirkonna jaoks - see väljendub selgelt kõigis risoomides, et idandid üle talvitumiseks. Vaatame tagumikku ja serveerime Vidomy pyria subcumulus'ena. Põõsasõlmede ja juurekaelte asukohad võivad olla olulised võrsete talvekindluse seisukohalt. maitsetaimed, nami aednikud (talirohi, punapeet) esimeses jões Lehed võrsuvad põõsa sõlmedest ja juurekaeladest, nii et need on lühenenud ja brunkadega tagaajamised jäävad maa lähedale.

Roheliste lehtedega talvituvad roslinid kipuvad kokku kõverduma, mis on tingitud koemembraani iseärasustest (näiteks mandžuuria rododendron).Sellisel juhul muutub aurustumisala, tekib ka konkreetne muster.madal temperatuuri režiim kähara lehe keskel.õienuppude ja lahtiste õitega õitega-see on suur lumikellukeste rühm.Teatud ettevaatusabinõudega Peterhofi lähedal (Venemaa) talikannike,hübriidkannike,kummeli ucha,kulbaba.Kasvab all. lumi kogu talve näeme anemone, tähte, kasvavad, Mõnede kasvavate taimede jaoks on edukaks õitsemiseks ja viljaks vaja läbida madala temperatuuri infusiooni etapp. Vernaliseerimine on protsess, mille käigus kutsutakse esile viljastumisprotsess külmaga.

Dovkilli meelest kasvades on suure tähtsusega ka võime taluda kõrgeid temperatuure. Kuumakindluse eest vastutavad kolm taimede ja prokarüootide rühma:

  • kuumuskindel - termofiilsed sinivetikad ja kuumade mineraalvete bakterid, mis taluvad temperatuuri kuni + 75 – + 100 °C. Nendel organismidel on kõrge ainevahetuse tase, rakkudes toimuvad RNA asemel liikumised, valkude stabiilsus tsütoplasmas enne koagulatsiooni;
  • praadida - kõrbetaimed ja kuivad kasvukohad (sukulendid, kaktused, tovstiankovyhe sugukonna esindajad), mis soojenevad kuni +50 – +65 °C. Sukulentide kuumakindlus on seletatav tsütoplasma kõrge viskoossusega ja rakkude veesisaldusega, kemoterapeutiliste ainete käibe taseme langusega;
  • mitte kuumakindel - mesofüütilised ja veekasvud. Avatud kasvualadel olevad mesofüüdid taluvad ebatavaliselt kõrget temperatuuri kuni + 40 – + 47 °C ja veetaimed kuni + 40 – + 42 °C.

Fülogeneesi ajal tekkisid kuni sündimiseni kuumas vees hoitud taimedel ülekuumenemise tõttu kuivad tingimused:

  • muutused väljakasvude pinnal;
  • tihedalt karvane lehed ja varred:
  • lehe läikiva pinna areng;
  • suurenenud transpiratsiooni intensiivsus;
  • eeterlike viinapuude välimus;
  • nägemused kristallilistest sooladest, mis murravad uinuva hiire;
  • orgaaniliste hapete kogunemine, mis moodustavad ammoniaaki ja koorivad;
  • lehtede vertikaalne ja meridiaani pöörlemine. Raskused kogeda eriti kuuma ja kuiva perioodi

Roslinide integreeritud võim, ühendades nad rühmaks kserofüüdid(Sellest rühmast tuleb lähemalt juttu rubriigis “Vologism kui keskkonnategur”). Sel juhul on võime kõrgel temperatuuril ellu jääda suurem kui protoplasma kuivamine. Kelle huvides lood loodi:

  • hemikserofüüdid põuakindel juurestik, mis jõuab põhjavette, intensiivsed transpiratsiooni- ja ojade vahetuse protsessid, ei tekita kuiva vihma haisu;
  • eukserofüüdid sulavad tsütoplasmasse, suurendavad ainevahetust ja taluvad paremini talve ja ülekuumenemist;
  • poikilokserofüüt Talvel ainevahetusprotsessid aeglustuvad ja langevad anabioosi.

Anabioos (kreeka sõnast anabiosis – pöördumine elule) – organismi seisund, milles eluprotsessid uuenevad pidevalt või intensiivistuvad niivõrd, et muutuvad nähtavateks ja nähtavateks eluilminguteks.

Transpiratsioonipinna muutusi saab tõhusalt saavutada osalise või täieliku lehtede varisemise teel. See on kuivade piirkondade erinevate külade tüüpiline reaktsioon kuivale maale. Vee kasutamisel kasutada ainult 1/300 – 1/3000 osa piisava veevaruga lehtedega aurustades. Teetassid võivad vajadusel ka lehti maha ajada. Nii muutub erinevatel liikidel läbiv pind 3–5 korda. Mõned liigid kipuvad lehti kõverduma ja kortsutama, mis toob kaasa ka transpiratsiooni intensiivsuse vähenemise. Näiteks Kovilis - 60% võrra.

Juured hakkavad kiiresti kasvama sügavasse mulda või läbi kivise pinnase pragude ja tungima silmapiiridesse, mis maksab kätte ka viinapuule ja mille kasvamise eest taimed kuivades peades viimaseks tunniks minema pühitakse. Maapinnast võrsunud liikide külade noortel taimedel tekivad kuivades piirkondades karvasjuured, mille eluiga ületab viinapuude eluiga 10 korda. Teraviljataimed sellistel muldadel loovad tiheda juurestiku, mis on täiesti sarnane ja nende niidilaadsed juured tungivad meetri sügavusele Palgi massi ja juurte massi suhe seguneb seega rohkem juurte koorega, mis aastal Puud kasvavad ainult kuivas meeles.

Madalal pinnasel, kui juurestiku arendamiseks pole piisavalt ruumi, muutub olukord kriitiliseks. Madalal pinnasel on kuivus eriti problemaatiline ulatusliku juurestikuga taimede puhul (eriti külades). Looduslikud fütotsenoosid sellistes piirkondades asuvates külades võivad põhjustada nende hõrenemist ja üksikute tihedate puistute teke võib põhjustada istanduste järkjärgulist hõrenemist ja nende hukkumist. Seda nähtust tuleb kaitsta haljastuse teostamisel ja kuivade metsaistandike loomisel.

Keset kuivi metsi on näha sukulendid - rikkad taimed, millel on mahlakad, lihavad lehed (agaav, aaloe) ja varred (kaktus, piimalill).Neil on võime koguda vett spetsiaalsesse veekihti sisaldavasse parenhüümi. Sukulendid kasvavad, pea auaste, Kesk-, P Moodsad ja Moodsad kõrbetes Ameerika ja kaasaegne Aafrika Ukrainas looduslikus taimestikus sukulendid praktiliselt koos ei kasva, välja arvatud jämedate lehtede ja toataimede kodumaa esindajad.paksad küünenahad, väike hulk hingetõmbeid ja muud omadused.

Eelkõige keskendume kõrgest temperatuurist ja terofüütilistest vormidest põhjustatud kuivadele meeledele.

Terofüüdid (tüüp pähkel thcros - suvi) - elav kasvuvorm, millel on tänapäeval ebameeldiv saatuseperiood.

Enne terofüüte on oluline märkida kõrbetele iseloomulikke Vahemere marsruudi sama jõe ürte, kõrbes Pivnichnaya povkuli üleujutatud steppe. Sellist rakendust saab edukalt kasutada madalate talvetemperatuuride üleelamiseks.

Mõned bakterid, tsüanobakterid ja samblikud, aga ka sõnajala- ja samblatüübid ning teatud tüüpi õistaimed kuude kaupa ja on oht säilida tuulekuivas keskkonnas ning mitte Vee saamiseks saab uuendada. teie elatist. Seega on peatatud animatsioon veelgi universaalsem kiindumus vaenulike meeltega, mis on loodud evolutsiooni käigus. See ei ole ainult reaktsioon

ülekuumenemine ja dehüdratsioon ning ka muud ebameeldivad meeled.

Pidevalt kõrgete temperatuuridega kokkupuutel ilmneb see kuival perioodil arengutsükli varases staadiumis või ajatundlikes keskkonnaniššides, mis on kaitstud ülekuumenemise eest. Esimeses faasis räägime neist, mida enamik taimi talub kõrgeid temperatuure anabioosi või terofüüdi seisundis. Näiteks steppide ja kõrbete külades on praeguses etapis kuum aeg. Teist tüüpi kasvu korral toimub kõrge temperatuuriga perioodidel maa-aluste elundite (risoomid, sibulad, tsibuliin jne) kasv. Enne neid võib näha efemeroide (kevadine kivikärbes, naeris munajas) ja efemeroide (tulbid, krookused, õhukesejalgsed bulbastia) ja kõrgeid temperatuure.

Taimed reguleerivad oma temperatuuri, hajutades maetud energiat, vältides nii ülekuumenemist ja surma. Taimede termoregulatsiooni peamised mehhanismid on:

  • uuesti reklaamimine;
  • viparovanya;
  • konvektsioon.

Sekundaarsest kiirgusest hajunud energia moodustab ligikaudu poole kogu neeldunud energiast. Transpiratsiooni iseseisev füsioloogiline tähtsus seisneb selles, et aurustumine jahutab alati taime keha, mis on tingitud ka taime lehtede koosmõjust väljuva õhuga (konvektsioon) temperatuurirežiimi iseregulatsioon taimedest on oodata.

Ale pristosuvalne vlastistvo roslin obezheni. Äärmiselt kõrge või madal temperatuur võib põhjustada inimese rakkudes ja kudedes ainevahetusprotsesside häireid. Lisaks välditakse füsioloogiliste funktsioonide olulisi häireid, mis on seotud nukleiinhapete ja valkude metabolismi halvenemisega. Teatud tüüpi taimedel välditakse valkude suurenenud lagunemist ja kudedes akumuleerumist erinevate lämmastiku vormide tõttu. Näiteks taimede hukkumine kõrgeid temperatuure võib põhjustada akumuleerunud ammoniaak kui aminohapete lagunemise lõppprodukt. Temperatuuril üle + 50°C algab valkude denaturatsioon tsütoplasmas Madalatel temperatuuridel täheldatakse taimedes ka mitmesuguseid füsioloogilisi ja biokeemilisi muutusi. Taimede hävinemisega külmaga kaasneb turgori kadumine, lehtede värvuse muutumine.transpireerivad elundid Madalatel temperatuuridel termofiilsetes taimedes on kahjustuste peamiseks põhjuseks membraanide funktsionaalse aktiivsuse häirimine, mis on põhjustatud bishari lipiidide üleminek kristalsest olekust geeliks ja viia drastiliste muutusteni ainevahetuses: lagunemisprotsessid domineerivad sünteesiprotsesside üle, liiguvad "tsütoplasma viskoossusse". Eriti ohtlik on veetranspordi häirimine.

Nii on loodus, pööramata tähelepanu taimede arvukusele, ettevaatlik kõrgete ja madalate temperatuuride äärmuste suhtes ning ise:

  • juurekaela kõrvetamine - kambiumi suremine kohtades, kus võrsed pestakse mullast ära;
  • puukoore opk - kambiumi suremine vasakult küljelt tormava valgustusega, mille tagajärjel hakkab koor surema;
  • lehtopik – jääb värsketel laiuskraadidel suvekuumuse kätte;
  • kasvu kuivatamine äärmuslikult kõrgete temperatuuride ja niiskuse mõjul;
  • vytiskavaniya iz ґgtur savistel muldadel uuesti segatud;
  • lillede, taimede, lehtede ja viinapuude külmutamine;
  • taimede külmumine madalate temperatuuride tagajärjel lumeta talve taustal;
  • puidu ja puidu külmapraod.

Taime ümbritsevate osade termiline sulamine on otsese hüpnoosiprotsessi tulemus. Soojusoptika kahjustub sageli, kui kasvud kasvatatakse kinnises pinnases, kui joon katkeb lehtedel või läätsedes. Kõrge temperatuur põhjustab taimerakkudes valkude denatureerumist. Nii nimetatakse leetrite kevadiseid puhmasid, kui noortel taimedel on kambiumi, mis hakkab päikeselise soojuse sissevoolul arenema ja öökülmade tõttu hukkub. Selle nähtusega kaasnevad külmetushaigused, surm ja leetrid.

Taimede kuivamine on kriitilise raiskamise ja veepuuduse otsene tagajärg. Kuivus võib olla atmosfääriline, maapinnaline või füsioloogiline. Esimesel sügisel mõjutavad seda kuiv maa, kuivad tuuled.Kuiv muld tekib mulla kuivatamisel, mille tulemusena suureneb taimede juurte veevarustus või imendub täielikult.Põhjus on füsioloogiline. Kuivus tähendab, et taim ei suuda end veega varustada näiteks juurestiku kahjustumise korral.Eriti ohtlik taimedele on õhu- ja mullakuivuse suurenemine.Kuivuse negatiivne sissevool intensiivistub, kui öösel tekivad kõrged temperatuurid. See kuivatab taimed kiiresti.

Kumerate kasvude all tekib nende maa-aluste osade lagedus ja kasvamine, mis on tingitud mulla perioodilisest külmumisest ja sulamisest. Siinkohal kasvavad muti puud maa sees, rebides juuri üles. Selle nähtuse peamine põhjus on pinnase mahu suurenemine, mis on seotud vee külmumisega uues piirkonnas. Nii saab risustamise ja kastmisega ära hoida sellise nähtuse kasvamist üleväetatud meeltes või tugevalt väetatud mulla puhul.

Jääkott kõveneb perioodil, mil pakane muutub. Kangale tekib jää, mis põhjustab nende hävimise või füsioloogiliste protsesside katkemise. Kuid kõigi taimede hukkumise põhjuste tõttu madalatel temperatuuridel pööratakse erilist tähelepanu temperatuurile, mil temperatuur langeb. Rakkude protoplasma on väga vastupidav madalatele temperatuuridele või isegi siis, kui see järk-järgult väheneb. Samas võib kerge või isegi terava külma ilmaga nahk kõverduda. Parasvöötmes ja vihmastes piirkondades, aga ka kõrgmäestikualadel ohustavad taimi sageli varasügisesed või hiliskevadised külmad. Sooja armastavaid taimi kahjustab sageli aklimatiseerumine. hubasemaks muutmiseks. sügisel - viljad.

Kui tuule temperatuur langeb järsult alla külmumispunkti, lõhenevad puutüved mõnikord kas vertikaalselt, risti või ebaühtlaselt. See on kiire jahtumise tulemus ja sellega seotud leetrite vältimine ja puu väliskülg, mistõttu puu siseosa säästab temperatuuri Kõige tundlikumad liigid on näha - pöök, tamm, hernes, "keel, selge, kastan.

Kasvavate taimede hukkumist madalate temperatuuride tõttu pole alati seostatud külmadega. Paljud taimed surevad või haigestuvad temperatuuril üle 0 °C. Madalate temperatuuride suhtes on eriti tundlikud kuumast veest pärinevad termofiilsed sinivetikad ja +70 – +80 °C juures elavad bakterid. Selliste termofiilide normaalne toatemperatuur on väga madal ja lõhn kaob. Nad on väga tundlikud troopilisest vööndist pärit külmale, aga ka soojalembelistele taimedele, nagu läänepiirkondade omad, meil on näiteks tüümian, kurk, kalja, riis ja kõrvits. Kettide järglasi seostatakse häiritud veetasakaalu ja vedelike vahetusega rakkudes, samuti spetsiifilise temperatuuri juurdevooluga Pesemine on näiteks taliviljade surm lume all, mis on seotud arenguga. lumest neile вї вілі – lilleseen. Selle lumepalli all on kõrgemad temperatuurid, madalamad temperatuurid. Seetõttu kevadel, kui maa pole külmunud, kasv intensiivistab kasvu ja toimub eluvoolude kadu. Selle tulemusena taimed nõrgenevad ja neid ründavad seened.

Seega suurendab äärmuslike temperatuuride sissevool taimedes mitmekesiste taimeomaduste arengut. Kui temperatuur muutub üle normi, võib reaktsioon põhjustada ümbritsevate osade ja isegi kogu taimeorganismi surma.

Enamiku parasvöötme maismaaloomade arengutsükkel on kohandatud külmade talvede olemasoluga. Sel ajal on nad passiivses olekus. Esiteks puudutab see putukaid, kes on arvuliselt ülekaalus kõikide kontinentide faunas. Nad ootavad talve ära, jäävad liikumatuks, peatavad oma arengu ja kaotavad sageli palju vett. Diapaus võib tekkida erinevatel liikidel erinevates arengufaasides – munades, vastsetes, nukkudes ja isegi täiskasvanueas. Sarnased resistentsuse vormid ebasoodsatele tingimustele on iseloomulikud enamikule selgrootutele. Isegi kalad ja kahepaiksed võivad talve veeta liikumatult, mudasse mattununa. Sarnaseid nähtusi täheldatakse troopilises kliimas, ainsa erinevusega, et loomad veedavad aasta kuumima aja aeglases eluviisis, mis tavaliselt langeb kokku suurima kuivusega. Estiveerimine ehk suvine talveunne on putukate ja kalade seas laialt levinud. Mõned neist satuvad loodusliku elupaiga kuivamise tõttu "lõksu". Paljud troopilised vihmaussid sisenevad hinnangusse ka kuival hooajal. Pinnase kuivamine pole neile mitte ainult ebasoodne, vaid osutub sageli ka hukatuslikuks.

Üleminek torposeisundisse on adaptiivne reaktsioon: peaaegu mittetöötav organism ei puutu kokku kahjulike mõjudega, ei kuluta energiat, mis võimaldab tal ebasoodsates tingimustes ellu jääda. Torpori seisundisse sisenemisel toimuvad kehas füsioloogilised ja biokeemilised muutused järk-järgult, aeglaselt.

Antarktika kalad on tundlikud temperatuuri tõusule (surevad temperatuuril + 6 ° C), nende kudedesse koguneb bioloogiline antifriis - glükoproteiinid, mis alandavad kudedes vee külmumispunkti. Enne talve kogunevad taimed suhkruid AA, mis seovad vett. Protoplasma viskoossus ja H2O sisaldus vähenevad. See toob kaasa temperatuuri languse ja vedeliku külmumise rakkudes.

Putukatel koguneb hemolümfi ja kudedesse glütserool, mis langetab alajahtumispunkti -27...-39 °C-ni. Kristallisatsioon rakkudes algab alles –60 °C juures.

Antifriis: glütseriin, monosahhariidid, valgud, glükogeen (krüoprotektorid).

Dehüdratsioon: rotiferi dehüdratsioon kuni –190 °C.

Termoregulatsioon: temperatuuri langusega: lihastegevuse tõttu (lendavad putukad, madu ümber munemise, mesilastel - sotsiaalne regulatsioon - lehvitavad tiivad, kõik koos, üksikutel mesilastel O2 tarbimise suurenemine Loomadel - kiire hingamine kilpkonnad - sülje aurustamine, millega nad niisutavad peanaha pinda, esijäsemeid ja piserdavad tagajäsemete otsa uriiniga.

Adaptiivne käitumine: kõige soodsama mikrokliimaga koha valimine ja asendi muutmine (päikselistest kohtadest varjuni). Positiivse fototaksisega krabi läheb madalasse vette (vett soojendab päike), kuuma ilmaga läheb ta sügavusse ja peidab end urgudesse. Sisalik mattub liiva sisse.

Homeotermid on linnud ja imetajad (soojaverelised).

Säilitades sisemise püsivuse, on kehatemperatuur konstantne, kui ümbritseva õhu temperatuur muutub. Termiline homöostaas on omane. Homöostaas on organismi ja keskkonna vahelise dünaamilise tasakaalu seisund, mille korral organism säilitab oma omadused ja võime täita elutähtsaid funktsioone muutuvate välistingimuste taustal. Ainevahetuse kõrge tase: mao ööpäevane ainevahetus on 32 J/kg, marmotil 120 J/kg, küülikul 180 J/kg.

Välise kuumutamise tähtsus on väike, nad elavad eksotermiliste biokeemiliste reaktsioonide käigus eralduvast sisesoojust. Endotermilised organismid. Keskmise kaalu ja keskmise pikkusega mehele kulub ööpäevas ~8000 kJ.

Kehatemperatuur: lindudel 41°C, närilistel 35-39°C, kabiloomadel 35-39°C.

Termoregulatsiooni mehhanismid:

1. Keemiline termoregulatsioon – metaboolsete reaktsioonide soojus. Maks ja skeletilihased toodavad aktiivselt soojust. Soojuse tootmist reguleerivad ümbritseva õhu temperatuur ja hormoonid (türoksiin suurendab metaboolsete reaktsioonide kiirust).

2. Termoregulatsiooni toon - närviimpulsside mõjul.

Fibrillide mikrokontraktsioonid – külmavärinad. Gaasivahetus suureneb 300 – 400 °C võrra. Käte hõõrumine, jalgade trampimine ja füüsiline harjutus kiirendavad ainevahetust ja tõstavad kehatemperatuuri.

3. Pruuni rasvkoe oksüdatsioon (nahaalune, kaelas, rinnus). Tähtis loomadele pärast magamist talveunes.

4. Füüsiline t/r - soojust isoleerivad katted (suled, juuksed, nahaalune rasv).

Soojusülekande mehhanismid:

Soojusjuhtivus,

konvektsioon,

kiirgus,

Aurustumine.

Soojusülekanne sõltub M = moc - mbody.

1. Niiskuse aurustumine keha pinnalt, higistamine. Suureneb ümbritseva õhu temperatuuri ja kehatemperatuuri tõusuga. Karusnahaga loomad lakuvad oma keha. Niiskuse aurustumine suu ja ülemiste hingamisteede limaskestade pinnalt. Kiire pinnapealne hingamine - polüpnoe. Kuumuses on koerad 300–400 hingetõmmet minutis, kui norm on 20–40 hingetõmmet minutis. Lindudele on iseloomulikud kurguvärinad – kaela alapoole võnkuvad liigutused (hingamisteede ventilatsioon).