Манай гараг дээрх амьдралын олон талт байдал нь цар хүрээгээрээ гайхалтай юм. Канадын эрдэмтдийн сүүлийн үеийн судалгаагаар манай гараг дээр амьдардаг 8.7 сая зүйлийн амьтан, ургамал, мөөгөнцөр, бичил биетүүд байдаг гэсэн тоо гарчээ. Түүнээс гадна тэдгээрийн ердөө 20 орчим хувийг л тодорхойлсон байдаг бөгөөд энэ нь бидний мэддэг 1.5 сая зүйл юм. Амьд организмууд дэлхий дээрх экологийн бүх цэгүүдэд суурьшсан. Биосфер дотор амьдрал байхгүй газар гэж үгүй. Галт уулын нүх, Эверестийн оргилд - бид хаа сайгүй түүний янз бүрийн илрэлүүдээр амьдралыг олж хардаг. Халуун цуст (гомеотермик организм) хэмээх үзэгдлийн хувьслын явцад гарч ирсэнд байгаль ийм олон янз байдал, тархалттай байх нь дамжиггүй.
Амьдралын хил хязгаар нь температур
Амьдралын үндэс нь химийн процессын хурд, мөн чанараас хамаардаг биеийн бодисын солилцоо юм. ГЭХДЭЭЭдгээр химийн урвалууд нь зөвхөн тодорхой температурын хязгаарт, өөрийн үзүүлэлт, өртөх хугацаатай байж болно. Илүү олон тооны организмын хувьд хүрээлэн буй орчны температурын горимын зааг үзүүлэлтийг Цельсийн 0-ээс +50 хэм хүртэл гэж үздэг.
Гэхдээ энэ бол таамагласан дүгнэлт юм. Амьдралын температурын хязгаар нь уургийн денатураци байхгүй, мөн эсийн цитоплазмын коллоид шинж чанарт эргэлт буцалтгүй өөрчлөлтүүд, амин чухал ферментүүдийн үйл ажиллагааг зөрчсөн гэж хэлэх нь илүү зөв байх болно. Мөн олон организмд өндөр мэргэшсэн ферментийн системийг бий болгосон нь эдгээр хязгаараас хол илүү нөхцөлд амьдрах боломжийг олгосон.
Байгаль орчны ангилал
Амьдралын оновчтой температурын хил хязгаар нь дэлхий дээрх амьдралын хэлбэрийг криофиль ба термофил гэсэн хоёр бүлэгт хуваахыг тодорхойлдог. Эхний бүлэг нь насан туршдаа хүйтнийг илүүд үздэг бөгөөд ийм нөхцөлд насан туршдаа мэргэшсэн байдаг. Манай гарагийн шим мандлын 80 гаруй хувь нь +5 хэмийн дундаж температуртай хүйтэн бүс нутаг юм. Эдгээр нь далай тэнгисийн гүн, Арктик ба Антарктидын цөл, тундра, өндөрлөг газар юм. Хүйтэнд тэсвэртэй байдлыг биохимийн дасан зохицох замаар хангадаг.
Криофилийн ферментийн систем нь биологийн молекулуудын идэвхжих энергийг үр дүнтэй бууруулж, эсийн доторх бодисын солилцоог 0°C-ийн температурт байлгадаг. Үүний зэрэгцээ дасан зохицох нь хоёр чиглэлд явагддаг - эсэргүүцэл (эсэргүүцэл) эсвэл хүйтнийг тэсвэрлэх (эсэргүүцэл) олж авах. Термофилуудын экологийн бүлэг нь хамгийн тохиромжтой организм юмТэдний амьдрал өндөр температуртай газар байдаг. Тэдний амьдралын үйл ажиллагаа нь биохимийн дасан зохицох чиглэлээр мэргэшсэн байдаг. Биеийн зохион байгуулалт хүндрэхийн хэрээр түүний дулаан шингээх чадвар буурдаг гэдгийг дурдах нь зүйтэй.
Биеийн температур
Амьд систем дэх дулааны тэнцвэр нь түүний орж гарах урсгалын нийлбэр юм. Организмын биеийн температур нь орчны температураас (экзоген дулаан) хамаардаг. Нэмж дурдахад амьдралын зайлшгүй шинж чанар бол дотоод бодисын солилцооны бүтээгдэхүүн (исэлдэлтийн процесс ба аденозин трифосфорын хүчлийн задрал) - дотоод дулаан юм. Манай гаригийн ихэнх амьтдын амин чухал үйл ажиллагаа нь гадны дулаанаас хамаардаг ба биеийн температур нь орчны температурын явцаас хамаардаг. Эдгээр нь поикилотермик организмууд (poikilos - янз бүрийн) бөгөөд биеийн температур өөрчлөгддөг.
Пойкилотерм нь бүх бичил биетэн, мөөгөнцөр, ургамал, сээр нуруугүйтэн болон ихэнх хөвч амьтад юм. Зөвхөн хоёр бүлэг сээр нуруутан амьтад - шувууд ба хөхтөн амьтад нь гомоиотермик организмууд юм (гомойос - ижил төстэй). Тэд хүрээлэн буй орчны температураас үл хамааран биеийн тогтмол температурыг хадгалж байдаг. Тэднийг бас халуун цуст амьтад гэж нэрлэдэг. Тэдний гол ялгаа нь дотоод дулааны хүчтэй урсгал ба терморегуляцийн механизмын системтэй байх явдал юм. Үүний үр дүнд гомоиотермик организмд бүх физиологийн процессууд оновчтой, тогтмол температурт явагддаг.
Үнэн ба худал
Зарим поикилотермүүдзагас, echinoderms зэрэг организмууд ч гэсэн тогтмол биеийн температуртай байдаг. Тэд хүрээлэн буй орчны температур өөрчлөгддөггүй байнгын гаднах температур (далайн гүн эсвэл агуй) нөхцөлд амьдардаг. Тэднийг хуурамч гомиотермик организм гэж нэрлэдэг. Өвчлөл эсвэл түр зуурын гажигтай олон амьтдын биеийн температур хэлбэлздэг. Эдгээр жинхэнэ гомоиотермик организмуудыг (жишээ нь: тарвага, сарьсан багваахай, зараа, хурдан амьтан болон бусад) гетеротермал гэж нэрлэдэг.
Эрхэм aromorphosis
Амьд биетэд гомоиотерми үүсэх нь маш их энерги зарцуулдаг хувьслын олж авах явдал юм. Эрдэмтэд бүтцийн энэхүү дэвшилтэт өөрчлөлтийн гарал үүслийн талаар маргаантай хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь зохион байгуулалтын түвшинг дээшлүүлэхэд хүргэсэн. Халуун цуст организмын гарал үүслийн талаар олон онолыг дэвшүүлсэн. Зарим судлаачид үлэг гүрвэлүүдэд ч ийм шинж чанартай байж болохыг хүлээн зөвшөөрдөг. Гэхдээ эрдэмтдийн санал зөрөлдөөнтэй байгаа тул нэг зүйл тодорхой байна: гомоиотермик организмын дүр төрх нь биоэнергетик үзэгдэл юм. Мөн амьдралын хэлбэрүүдийн хүндрэл нь дулаан дамжуулах механизмын үйл ажиллагааг сайжруулахтай холбоотой.
Температурын нөхөн төлбөр
Зарим поикилотермик организмын биеийн температурын өргөн хүрээний өөрчлөлтөд бодисын солилцооны үйл явцыг тогтмол түвшинд байлгах чадварыг биохимийн дасан зохицох замаар хангадаг бөгөөд үүнийг температурын нөхөн олговор гэж нэрлэдэг. Энэ нь зарим ферментийн температур буурах тусам тэдгээрийн тохиргоог өөрчлөх, субстраттай ойртох чадварыг нэмэгдүүлж, урвалын хурдыг нэмэгдүүлэх чадварт суурилдаг. Жишээлбэл, хоёр хавхлагт дунБаренцын тэнгист хүчилтөрөгчийн хэрэглээ нь орчны температураас хамаардаггүй бөгөөд 25 °C-аас +30 °C хүртэл байдаг.
Завсрын маягтууд
Хувьслын биологичид поикилотермикээс халуун цуст хөхтөн амьтдад шилжих шилжилтийн хэлбэрүүдийн ижил төлөөлөгчдийг олжээ. Брокийн их сургуулийн Канадын биологичид Аргентины хар цагаан тегу (Alvator merianae)-д улирлын чанартай халуун цуст байдгийг илрүүлжээ. Энэ бараг метр гүрвэл Өмнөд Америкт амьдардаг. Ихэнх мөлхөгчдийн нэгэн адил тегу нь өдрийн цагаар наранд шарж, шөнөдөө нүх, агуйд нуугдаж, сэрүүн байдаг. Гэвч 9-р сараас 10-р сар хүртэл үржлийн улиралд тегугийн температур, амьсгалын тоо, өглөө зүрхний агшилтын хэмнэл огцом нэмэгддэг. Гүрвэлийн биеийн температур агуйн температураас арван градусаар давж болно. Энэ нь хүйтэн цуст амьтдаас гомоиотермик амьтад руу шилжсэнийг нотолж байна.
Дулаан зохицуулалтын механизм
Гомойотермик организмууд нь хамгийн бага дулаан үйлдвэрлэх замаар цусны эргэлт, амьсгалын замын, гадагшлуулах үндсэн системийн ажиллагааг хангахын тулд үргэлж ажилладаг. Амрах үед үүссэн энэ доод хэмжээг үндсэн бодисын солилцоо гэж нэрлэдэг. Халуун цуст амьтад идэвхтэй төлөвт шилжсэнээр дулааны үйлдвэрлэл нэмэгддэг ба уургийн денатурациас сэргийлэхийн тулд дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх механизм хэрэгтэй.
Эдгээр процессуудын хоорондын тэнцвэрт байдлыг хангах үйл явцыг химийн болон физикийн терморегуляци хангадаг. Эдгээр механизмууд нь гомиотермик организмыг бага температураас хамгаалдагхэт халалт. Биеийн температурыг тогтмол байлгах механизмууд (химийн болон физикийн дулаан зохицуулалт) өөр өөр эх сурвалжтай бөгөөд маш олон янз байдаг.
Химийн дулаан зохицуулалт
Орчны температур буурсантай холбогдуулан халуун цуст амьтад дотоод дулааны үйлдвэрлэлийг рефлексээр нэмэгдүүлдэг. Энэ нь исэлдэлтийн процессыг нэмэгдүүлэх замаар, ялангуяа булчингийн эдэд хүрдэг. Зохицуулалтгүй булчингийн агшилт (чичиргээ) ба терморегуляцийн ая нь дулааны үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэх эхний үе шат юм. Үүний зэрэгцээ липидийн солилцоо нэмэгдэж, өөхний эд нь дулааны зохицуулалтыг сайжруулах түлхүүр болдог. Хүйтэн уур амьсгалтай хөхтөн амьтад бор өөхтэй байдаг бөгөөд исэлдэлтийн бүх дулаан нь биеийг дулаацуулдаг. Энэхүү эрчим хүчний зарцуулалт нь амьтанд их хэмжээний хоол хүнс хэрэглэх эсвэл их хэмжээний өөх тосны нөөцтэй байхыг шаарддаг. Эдгээр нөөц хомс байгаа тул химийн терморегуляци өөрийн гэсэн хязгаартай.
Физик дулаан зохицуулалтын механизм
Энэ төрлийн дулаан зохицуулалт нь дулаан үйлдвэрлэхэд нэмэлт зардал шаарддаггүй, харин дотоод дулааныг хадгалах замаар хийгддэг. Энэ нь арьсны ууршилт (хөлрөх), цацраг туяа (цацраг), дулаан дамжуулалт (дамжуулга) ба конвекцээр явагддаг. Физик дулаан зохицуулалтын аргууд хувьслын явцад хөгжиж, шавьж идэштэн, сарьсан багваахайгаас хөхтөн амьтад хүртэлх филогенетикийн цувралыг судлахад улам бүр төгс болж байна.
Ийм зохицуулалтын жишээ бол арьсны цусны хялгасан судсыг нарийсгах буюу тэлэх ба энэ нь өөрчлөгддөг.дулаан дамжилтын чанар, үслэг эдлэл, өдний дулаан тусгаарлагч шинж чанар, өнгөц судас ба дотоод эрхтнүүдийн судаснуудын хоорондох цусны эсрэг дулаан солилцоо. Дулаан ялгаруулалтыг үслэг үс, өдний налуугаар зохицуулдаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд агаарын зай хадгалагддаг.
Далайн хөхтөн амьтдын арьсан доорх өөх нь биеийн бүх хэсэгт тархаж, дотоод дулааныг хамгаалдаг. Жишээлбэл, далайн хавд ийм өөхний уут нийт жингийн 50% хүртэл хүрдэг. Тийм ч учраас мөсөн дээр олон цагаар хэвтсэн лац дор цас хайлдаггүй. Халуун цаг агаарт амьдардаг амьтдын хувьд биеийн өөхийг биеийн бүх гадаргуу дээр жигд хуваарилах нь үхэлд хүргэдэг. Тиймээс тэдний өөх нь зөвхөн биеийн зарим хэсэгт (тэмээний бөгс, хонины өөхний сүүл) хуримтлагддаг бөгөөд энэ нь биеийн бүх гадаргуугаас ууршихаас сэргийлдэггүй. Түүнчлэн хойд зүгийн хүйтэн уур амьсгалтай амьтад биеийг халаахад бүрэн ашиглагддаг тусгай өөхний эдтэй (хүрэн өөх) байдаг.
Илүү урагшаа - том чих, урт хөл
Биеийн янз бүрийн хэсгүүд дулаан дамжуулалтын хувьд ижил төстэй байдаггүй. Дулаан дамжуулалтыг хадгалахын тулд биеийн гадаргуу ба түүний эзэлхүүний харьцаа чухал байдаг, учир нь дотоод дулааны эзэлхүүн нь биеийн массаас хамаардаг бөгөөд дулаан дамжуулалт нь арьсаар дамжин явагддаг. Биеийн цухуйсан хэсгүүд нь том гадаргуутай байдаг нь халуун уур амьсгалтай, халуун цуст амьтад их хэмжээний дулаан дамжуулах шаардлагатай байдаг. Жишээлбэл, олон судастай том чих, урт мөчрүүд, сүүл нь халуун уур амьсгалтай (заан, феннек үнэг, Африкийн) оршин суугчдын хувьд ердийн зүйл юм.урт чихтэй jerboa). Хүйтэн нөхцөлд дасан зохицох үйл явц нь эзлэхүүнийг (далайн чих, сүүл) хүртэл хэмнэх замаар явагддаг.
Халуун цуст амьтдад зориулсан өөр нэг хууль байдаг - нэг филогенетик бүлгийн хойд төлөөлөгчид амьдрах тусам тэд томордог. Мөн энэ нь ууршилтын гадаргуугийн эзэлхүүн, үүний дагуу дулааны алдагдал, амьтны массын харьцаатай холбоотой юм.
Этологи ба дулаан дамжуулалт
Зан үйлийн онцлог нь поикилотермик болон гомеотермик амьтдын хувьд дулаан дамжуулах үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнд биеийн байдлын өөрчлөлт, хоргодох байр барих, янз бүрийн шилжилт хөдөлгөөн орно. Нүхний гүн их байх тусам температурын урсгал жигд болно. Дунд өргөргийн хувьд 1.5 метрийн гүнд улирлын температурын хэлбэлзэл мэдрэгддэггүй.
Бүлгийн зан төлөвийг мөн дулааны зохицуулалтад ашигладаг. Тиймээс оцон шувууд бие биентэйгээ нягт наалддаг. Нуруулдан дотор температур нь хамгийн хүнд хяруунд ч оцон шувууны биеийн температуртай (+37 ° C) ойролцоо байдаг. Тэмээ ч мөн адил хийдэг - бүлгийн төв хэсэгт температур +39 ° C орчим байдаг бөгөөд хамгийн захын амьтдын үсийг +70 ° C хүртэл халааж болно.
Ичих бол онцгой стратеги
Торпид төлөв (түгшүүр) эсвэл ичээ нь дасан зохицох зорилгоор биеийн температурын өөрчлөлтийг ашиглах боломжийг олгодог халуун цуст амьтдын тусгай стратеги юм. Энэ төлөвт амьтад биеийн температурыг хадгалахаа больж, бараг тэг хүртэл бууруулдаг. Ичих нь бодисын солилцооны хурд багасч, тодорхойлогддогхуримтлагдсан нөөцийн хэрэглээ. Энэ нь физиологийн сайн зохицуулалттай, дулаан зохицуулах механизмууд доод түвшинд шилжих үед зүрхний цохилт буурч (жишээлбэл, дотуур байранд минутанд 450-35 цохилт хүртэл), хүчилтөрөгчийн хэрэглээ 20-100 дахин буурдаг.
Сэрэх нь эрч хүч шаарддаг бөгөөд өөрөө дулаарах замаар явагддаг бөгөөд үүнийг хүйтэн цуст амьтдын тэнэглэл гэж андуурч болохгүй бөгөөд энэ нь орчны температур буурснаас үүсдэг ба бие өөрөө зохицуулагддаггүй төлөв (сэрэх) юм. гадны хүчин зүйлийн нөлөөн дор үүсдэг).
Ступор нь мөн зохицуулалттай төлөв боловч биеийн температур хэдхэн градусаар буурч, ихэвчлэн циркадын хэмнэлийг дагалддаг. Жишээ нь, хулингар шувууны биеийн температур 40 хэмээс 18 хэм хүртэл буурах үед шөнийн цагаар мэдээ алддаг. Тархи ба ичээний хооронд олон шилжилт байдаг. Тиймээс бид өвлийн ичээнд байгаа баавгайн нойрыг нэрлэдэг ч үнэндээ тэдний бодисын солилцоо бага зэрэг буурч, биеийн температур ердөө 3-6 хэмээр буурдаг. Яг ийм байдалд байгаа баавгай бамбарууш төрүүлдэг.
Усны орчинд гомиотермик организм яагаад цөөхөн байдаг вэ
Гидробионтуудын (усан орчинд амьдардаг организм) дотроос халуун цуст амьтдын төлөөлөл цөөн байдаг. Халим, далайн гахай, үслэг далайн хав нь хуурай газраас усан орчинд буцаж ирсэн хоёрдогч усны амьтад юм. Халуун цуст байдал нь үндсэндээ бодисын солилцооны үйл явц нэмэгдэхтэй холбоотой бөгөөд үүний үндэс нь исэлдэлтийн урвал юм. Энд хүчилтөрөгч гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Мөн таны мэдэж байгаагаар, inусан орчинд хүчилтөрөгчийн агууламж эзэлхүүний 1% -иас ихгүй байна. Усан дахь хүчилтөрөгчийн тархалт нь агаараас хэдэн мянга дахин бага байдаг нь үүнийг бүр ч бага болгодог. Үүнээс гадна температур нэмэгдэж, усыг органик нэгдлээр баяжуулах тусам хүчилтөрөгчийн агууламж буурдаг. Энэ бүхэн нь усан орчинд олон тооны халуун цуст организм оршин тогтнохыг эрчим хүчний хувьд тааламжгүй болгодог.
Давуу болон сул тал
Халуун цуст амьтдын хүйтэн цуст амьтдаас гол давуу тал нь орчны температураас үл хамааран ажиллахад бэлэн байдаг. Энэ нь хүйтний эрч ойртож буй шөнийн температурыг тэсвэрлэх, нутгийн хойд нутгийг хөгжүүлэх боломж юм.
Халуун цуст хүний гол дутагдал нь биеийн температурыг тогтмол байлгахын тулд эрчим хүчний өндөр зарцуулалт юм. Үүний гол эх үүсвэр нь хоол хүнс юм. Халуун цуст арслан ижил жинтэй хүйтэн цуст матраас арав дахин илүү хоол хүнс хэрэгтэй.
