Порівняно з рослинами, тварини наділені різноманітними можливостями регулювати, постійно або тимчасово, температуру власного тіла. Основні шляхи температурних адаптацій у тварин такі:
- хімічна терморегуляція – активна зміна величини теплопродукції у відповідь на зміну температури середовища;
- фізична терморегуляція – зміна рівня тепловіддачі, здатність утримувати тепло або навпаки розсіювати його надлишок. Вона здійснюється завдяки особливим анатомічним і морфологічним рисам будови тварин: волосяному і пір’яному покривам, деталям будови кровоносної системи, розподілу жирових запасів, можливостям випаровувальної тепловіддачі;
- поведінка організмів – при переміщеннях тварин у просторі, вони можуть уникати крайніх температур. Для багатьох тварин поведінка – майже єдиний і дуже ефективний спосіб підтримання теплового балансу.
Пойкілотермні тварини відзначаються більш низьким рівнем обміну речовин порівняно з гомойотермними, навіть при однаковій температурі тіла. У зв’язку з пониженим рівнем обміну власного тепла у холоднокровних тварин виробляється мало, отже можливості хімічної терморегуляції у них мізерні. З пониженням температури середовища всі процеси життєдіяльності дуже уповільнюються і тварини впадають у заціпеніння. В такому неактивному стані вони характеризуються високою холодостійкістю, яка забезпечується біохімічними адаптаціями. Щоб перейти до активності, тварини спочатку мають дістати певну кількість тепла ззовні.
Основні способи регуляції температури тіла у холоднокровних поведінкові – зміна пози, активний пошук сприятливих мікрокліматичних умов, зміна місць поселення, та ряд інших спеціалізованих форм поведінки.
Зміною пози тварина може посилити чи послабити нагрівання тіла за рахунок сонячної радіації. Наприклад, деякі комахи вранці підставляють сонячному промінню широкі бокові поверхні, а опівдні – вузьку спину. В спеку тварини, як і люди ховаються в тінь або тікають у нори. У пустелях ящірки та змії заповзають на рослини, щоб уникнути дотику до розпеченої поверхні піску.
Суспільні комахи: бджоли, мурахи, терміти будують свої житла так, щоб температура добре регулювалася, а в зимовий період лишалася сталою.
Деякі пойкілотермні (холоднокровні) тварини можуть підтримувати оптимальну температуру тіла за рахунок роботи м’язів, однак із припиненням рухової активності вироблення тепла припиняється, і в зв’язку з недосконалими механізмами фізичної терморегуляції, воно з організму швидко розсіюється. Наприклад, джмелі розігрівають тіло спеціальними м’язовими скороченнями – тремтінням – до +35⁰С, що дає їм змогу злітати і годуватися в прохолодну погоду.
Теплокровні тварини відзначаються настільки ефективною регуляцією надходження й віддачі тепла, що це дає їм змогу підтримувати сталу оптимальну температуру тіла в усі пори року. Теплокровність виникла із холоднокровності внаслідок удосконалення способів регуляції теплообміну. Здатність до такої регуляції у малят ссавців та пташенят виражена слабо і повністю проявляється лише у дорослому віці.
Механізми терморегуляції у кожного виду численні й різноманітні. Це забезпечує велику надійність механізму підтримання температури тіла. Мешканці півночі: песці, зайці, куріпки нормально життєдіяльні і активні, навіть, у найсильніші морози, коли різниця температури повітря і тіла становить понад 70⁰С.
У теплокровних тварин дуже висока здатність до хімічної терморегуляції. Вони характеризуються високою інтенсивністю обміну речовин і виробленням великої кількості тепла. При дії на них холодних температур, в їхньому організмі, і особливо в скелетних м’язах, посилюються окислювальні процеси. У багатьох тварин часто помітне тремтіння, що призводить до виділення додаткового тепла. Тепловий ефект м’язового скорочення різко зростає при зниженні температури середовища.
Підтримання температури за рахунок зростання теплопродукції потребує великої витрати енергії. Тому тварини при посиленні хімічної терморегуляції потребують великої кількості їжі або витрачають багато жирових запасів, накопичених раніше. Таким чином, жирові запаси забезпечують кращу терморегуляцію. Ссавці мають спеціалізовану буру жирову тканину, в якій уся хімічна енергія, що вивільняється, не переходить у зв’язки АТФ, а розсіюється у вигляді тепла, тобто для обігрівання організму. Птахам, що залишаються взимку, потрібно багато корму, тому що їх лякає не мороз, а голод. А от для мешканців тропіків, хімічна терморегуляція не характерна, оскільки в них не виникає потреби в додатковому продукуванні тепла.
Фізична терморегуляція – це адаптація за рахунок збереження тепла в тілі тварини (а не за рахунок його вироблення). До такої регуляції відносять: рефлекторне звуження кровоносних судин шкіри, зміна теплоізолюючих властивостей хутра і пір’яного покриву, регуляція випаровувальної тепловіддачі шляхом потовиділення або крізь вологі слизові оболонки ротової порожнини і верхніх дихальних шляхів. Наприклад, людина у спекотний день випаровує до 12 л поту, а у собаки частота дихання досягає 300-400 вдихів на хвилину. Звичайно, вода, що виділяється обов’язково повинна компенсуватися її надходженням в організм.
Неабияке значення для підтримання температурного балансу має відношення поверхні тіла до його обсягу, тому що масштаби продукування тепла залежать від маси тварини. Існує правило К.Бергмана: якщо два близьких види теплокровних тварин відрізняються розмірами, то більший живе в холоднішому, а менший у теплішому кліматах. Таким чином, при адаптації до холоду проявляється закон економії поверхні тіла.
Д.Аллен відмітив, що у багатьох ссавців і птахів північної півкулі відносні розміри кінцівок і різних частин тіла, котрі виступають (хвости, вуха, дзьоб), досить малі і в міру віддалення на південь збільшуються. А в умовах жаркого клімату, виступаючі частини тіла великі, що має терморегуляційне значення. Великі вуха слонів та американських зайців перетворилися на спеціалізовані органи терморегуляції, так як наділені безліччю кровоносних судин.
Дуже важливим способом регуляції теплообміну є спорудження складних нір, гнізд та здійснення близьких і далеких міграцій. У норах риючих тварин зміна температур згладжується тим сильніше, чим більша глибина нори. На відстані 150 см від поверхні грунту перестають відчуватися сезонні коливання температури. Особливо вправно збудовані гнізда також мають властивість підтримувати рівний сприятливий мікроклімат. У гнізді ремеза лише один вузький боковий вхід, тому там сухо і тепло в будь-яку погоду.
Особливу цікавість становить групова поведінка тварин, пов’язана з терморегуляцією. Деякі пінгвіни у сильний мороз і завірюху збиваються в щільний гурт «черепаху». Спочатку одні назовні, а потім переміщаються всередину і так весь час «черепаха» повільно рухається, а всередині підтримується постійна тепла температура. Мешканці пустелі у сильну спеку збиваються докупи, притискаючись один до одного боками, чим уникають перегрівання поверхні тіла сонячним промінням. Усередині такого гурту температура десь до +40⁰С, а спина і боки крайніх тварин нагріваються до +70⁰С.
Таким чином, поєднання ефективних способів хімічної, фізичної та поведінкової терморегуляцій за умов загального високого рівня окислювальних процесів в організмі дає змогу теплокровним організмам підтримувати свій тепловий баланс у межах широких коливань температури зовнішнього середовища.скачать dle 10.3фильмы бесплатно