16. Температурные адаптации организмов: пойкилотермия, гомойотермия, гетеротермия.

В отличие от растений для животных характерны два типа теплообмена: пойкилотермность (разнообразный) и гомойтермность (одинаковый). К пойкилотермным (эктотермным, устаревшее – холоднокровным) относятся все беспозвоночные, рыбы, рептилии и амфибии. Они лишены способности поддерживать постоянную температуру тела. Для пойкилотермных организмов типична низкая интенсивность обмена веществ и почти полное отсутствие механизмов теплорегуляции.

Гомойтермные (эндотермные, теплокровные) – животные с высоким уровнем обменных процессов – птицы и млекопитающие, обеспечивающими поддержание постоянной температуры тела даже при значительных колебаниях температуры внешней среды. Чем ниже температура среды, тем больше потери тепла и тем интенсивнее идут обменные процессы, повышается продуцирование тепла, идущего на поддержание постоянной температуры тела. У животных перед наступлением холодов наблюдается накопление жиров под кожей и вблизи жизненно важных органов – сердца, спинного мозга. Жиры откладываются в особой бурой жировой ткани.

Гетеротермные животные — гомойотермные животные, температура тела которых может понижаться при впадении в спячку или оцепенение. К ним относятся многие из насекомоядных, грызунов, летучие мыши, медведи и так далее. Гетеротермия свойственна также ряду мелких птиц с быстрым обменом веществ, с её помощью переживающих ночное время, а также периоды бескормицы. Например: цепенеют на ночь и колибри.

17. Механизмы терморегуляции у животных: химическая, физическая и поведенческая.

Теплокровным свойственна химическая терморегуляция – это рефлекторное увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды.

Химическая терморегуляция — способность регулировать теплопродукцию за счет изменений обмена. У млекопитающих есть специальная ткань, «ответственная» за теплопродукцию, — бурый жир и белок термогенин (животные, впадающие в спячку). Также и птицам, остающимся на зиму, нужно много корма: им страшны не столько морозы, сколько бескормица. Так, при хорошем урожае семян ели и сосны клесты зимой даже выводят птенцов.

Физическая терморегуляция. Густой мех млекопитающих, перьевой и особенно пуховой покров птиц позволяют сохранять вокруг тела прослойку воздуха с температурой, близкой к температуре тела животного, и тем самым уменьшить теплоизлучение во внешнюю среду. Теплоотдача регулируется наклоном волос и перьев, сезонной сменой меха и оперения.

Поведенческая теплорегуляция. В норах роющих животных ход температур сглажен тем сильнее, чем больше глубина норы. В особенно искусно построенных гнездах также поддерживается ровный, благоприятный микроклимат. Например, некоторые пингвины в сильный мороз и бураны сбиваются в плотную кучу. Обитатели пустынь верблюды в жару также сбиваются вместе, прижимаясь друг к другу боками, для предотвращение сильного нагревания всей поверхности тела солнечными лучами.

18. Правила Бергмана, Аллена, Глогера и их объяснение.

Согласно правилу Бергмана (1848), если два близких вида теплокровных животных отличаются размерами, то более крупный обитает в более холодном, а более мелкий – в теплом климате. Бергман подчеркивал, что эта закономерность проявляется лишь в том случае, если виды не отличаются другими приспособлениями к терморегуляции.

. Д. Аллен в 1877 г. подметил, что у многих млекопитающих и птиц северного полушария относительные размеры конечностей и различных выступающих частей тела (хвостов, ушей, клювов) увеличиваются к югу – правило Аллена. Выступающие части имеют большую относительную поверхность, которая выгодна в условиях жаркого климата. Огромные уши африканского слона, маленькой пустынной лисички-фенека, американского зайца превратились в специализированные органы терморегуляции. При адаптации к холоду проявляется закон экономии поверхности, так как компактная форма тела с минимальным отношением площади к объему наиболее выгодна для сохранения тепла. Снижению теплопотерь способствуют опушение (как и у растений), оперение, шерстный покров, жировые отложения, темный окрас покрова (правило Глогера).

Правило Глогера состоит в том, что среди родственных друг другу форм (разных рас или подвидов одного вида, родственных видов) гомойотермных животных, те, которые обитают в условиях тёплого и влажного климата, окрашены ярче, чем чем те, которые обитают в условиях холодного и сухого климата. К примеру, большинство пустынных видов птиц окрашены тусклее, чем их родственники из субтропических и тропических лесов.