Механізм температурної адаптації

Відомо, що пойкілотермні тварини розповсюджені в різних кліматичних зонах, відрізняються більшою стійкістю до низьких температур і меншою до високих, і, навпаки: мешканці жарких районів виявляють зворотні реакції.

Загальна адаптація до різних температурних умов засновується на зміні тканинної стійкості, яка в більшості пов’язана з термостабільністю білків та різним термічним налаштуванням ферментних систем.

Переохолоджений стан холодноводних риб підтримується накопиченням у рідинах тіла так званих „біологічних антифризів” – білкових речовин, що знижують точку замерзання та перешкоджають утворенню кристалів льоду.

Антифризи, виявлені у антарктичної риби роду Trematomus, виявились глюкопротеїдами з М.М. 10500, 17000 та 21500. В їхніх молекулах білки, що містять аланін, треонін та пролін, ковалентно пов’язані з вуглеводами (галактоза та її деривати).

Механізм їхньої дії заснований на тому, що вони, абсорбуючись на поверхні кристалів, що утворилися, перешкоджають їх подальшому росту, порушуючи кінетичний обмін на поверхні стикання води та льоду.

У комах велике значення для перенесення низьких температур відіграє гліцерин, який також відіграє роль антифризу. У мурашок взимку його вміст досягає 10%, а у оси навіть 30%.

Здатність тварин витримувати як низькі, так і високі температури підвищується при зменшенні вмісту води у тілі. Курячий білок при втраті води до 25% підвищує температуру зсідання до +74-+80⁰С, а за повної дігедратації до +160-+170⁰С. Зневоднені коловертки в умовах експерименту переносили заморожування при температурі -190⁰С. У тварин, які взимку зазнають прямої дії низьких температур, вміст води у холодні сезони в тканинах тіла зменшується.

Адаптації пойкілотермних тварин до стійких температур супроводжуються компенсаторними змінами рівня метаболізму, які нормалізують життєві функції у різних режимах температур.

Такі адаптації виявляються при порівнянні різних видів, географічних популяцій одного виду і сезонних станів особин однієї популяції.

Загальна закономірність адаптивних змін обміну речовин полягає в тому, що у тварин пристосованих до більш низьких температур, рівень метаболізму вищий, ніж у адаптованих до високих температурних показників.

Біологічний зміст такої перебудови обміну полягає в тому, що в ідеальному випадкові у тварин, пристосованих до різних температурних режимів, рівень обміну при температурі адаптації зберігається однаковим. Це явище носить назву температурної компенсації.

Адаптивна поведінка

Найбільш загальна форма пристосування до динаміки зовнішніх температур, яка властива практично всім пойкілотермним тваринам, виражається у терморегуляторній поведінці.

Існують два головних типи поведінковою терморегуляції:

Активний вибір місць з найбільш сприятливим мікрокліматом;
Зміна поз.

Вибір місць з оптимальними (в межах доступного) умовами температури, вологості та інсоляції реєструється практично у всіх досліджуваних у цьому напрямкові видів.

У найпростіших ця реакція виражається простими термотаксисами, у вищих тварин – складними формами поведінки.

Більшість комах, рептилій та амфібій активно відшукують освітлені сонцем місця для нагрівання тіла.

Наприклад, прудка ящірка на сонці за 20-25 хвилин підвищує температуру до 33°-37⁰С.

Одержавши необхідну кількість теплоти, тварини переміщуються у затінок. Протягом активного часу доби такі переміщення можуть спостерігатися багаторазово. Їхній ритм пов’язаний з умовами погоди та інтенсивністю м’язового навантаження, яке визначає рівень ендогенного теплоутворення. Деякі тварини для підігрівання свого тіла використовують тепло, яке накопичене піском, лавою, скелями тощо. Відповідно до способу обігрівання рептилій поділяють на геліотермних (що одержують тепло від сонця) та геотермних ( що використовують тепло субстрату).

У деяких водних тварин аналогічна задача вирішується шляхом переміщення між мілководними зонами, що добре прогріваються та більш глибокими і відповідно прохолоднішими ділянками (так поводить себе ваблячий краб роду Uса).

Відомі й більш витончені форми терморегуляторної поведінки. Наприклад, квакші Acris crepitans вдень обігріваються на сонці, а вночі – на теплому грунті по берегам водойми. Якщо вода тепла, вони регулярно пірнають, після чого знову вилазять на берег або ж сидять напівзанурившись у теплу воду.

Деякі павуки за різної температури розташовують ловильні сітки на різній висоті: у холодні дні – біля самої поверхні землі, в умовах спеки – на деякій відстані від неї.

У теплообміні організму суттєву роль відіграє зміна поз. Помічено, що комахи та рептилії, що гріються на сонці приймають пози, які збільшують поверхню нагрівання тіла (наприклад, „розпластана” та „припіднята” пози ігуан).У дослідах американського вченого Дж.А. Бартолом’ю, перша поза забезпечує максимальне нагрівання, а друга – максимальне охолодження тіла тварини.

Терморегуляторна поведінка пойкілотермих тварин регулюється на рівні ЦНС. Ця проблема, на жаль, на сьогодні вивчена ще досить слабко.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Пойкілотермні тварини	\|	Температура тіла тварин

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.