Від температури навколишнього середовища залежить швидкість усіх хімічних реакцій, що становлять обмін речовин. Більшість біохімічних реакцій в організмах здійснюються за участю ферментів – спеціалізованих білкових каталізаторів. Тому межі існування життя – це температури, при яких можлива нормальна будова і функціонування білків. Ці межі в середньому становлять від 0⁰С до +50⁰С. Але цілий ряд організмів має спеціалізовані ферментні системи і тому пристосовані до активного існування при температурі тіла, яка виходить за ці межі.
Види, які віддають перевагу холодові – кріофіли. Вони можуть зберігати активність при -8⁰С,-10⁰С, коли рідини їхнього тіла перебувають в охолодженому стані. Кріофілія характерна для бактерій, грибів, черв’яків, членистоногих, молюсків, риб…, які живуть у природі в умовах низьких температур – тундрах, арктичних та антарктичних пустелях, у високогір’ях, холодних морях. Види, які віддають перевагу високим температурам, належать до групи термофілів. Термофілія характерна для багатьох груп мікроорганізмів, які зустрічаються в гарячих джерелах, в органічних рештках, що розкладаються при саморозігріванні, для нематод, личинок комах, кліщів…, які населяють ті ж самі місця існування. Деякі термофільні організми в активному стані можуть витримувати до +80⁰С.
Температурні межі існування життя інколи можуть значно розширятися. Наприклад, спори деяких бактерій витримують нагрівання до +180⁰С протягом кількох хвилин. У лабораторних експериментах насіння, пилок, спори, цисти найпростіших та ряд інших організмів після зневоднення витримували температури до -270⁰С, а потім знову поверталися до активного життя. В цьому випадку цитоплазма стає твердішою за граніт, усі молекули перебувають у стані майже повного спокою і ніякі реакції неможливі. Припинення всіх життєвих процесів організму називається анабіозом. Із такого стану організми можуть повернутися до нормального стану лише в тому разі, якщо не була порушена структура макромолекул в клітинах.
Екологічну проблему становить нестабільність та мінливість температур середовища, в якому живуть організми. Сильне пониження температури загрожує небезпекою такого уповільнення обміну речовин, при якому виявиться неможливим здійснення основних життєвих функцій. Зміни температури приводять також до змін стереохімічної специфічності макромолекул: третинної і четвертинної структур білків, будови нуклеїнових кислот, організації мембрани клітин…
В ході еволюції у живих організмів виробились різноманітні пристосування, що дають змогу регулювати обмін речовин при змінах температури навколишнього середовища. Це досягається двома шляхами:
- різними біохімічними перебудовами;
- підтриманням температури тіла на стабільнішому рівні, ніж температура
навколишнього середовища.
Біохімічні перебудови – зміни набору, концентрації й активності ферментів, складні й небезпечні для організмів. Вони часто здійснюються лише в останню чергу, коли не допомагають інші пристосування.
Особливо велику роль у терморегуляції мають масштаби вироблення організмами власного тепла. Джерелом теплоутворення в клітинах є два екзотермічні процеси:
- окислювальні реакції;
- розщеплення АТФ. Тепло, що виробляється живими організмами як побічний продукт біохімічних реакцій, може слугувати істотним джерелом підвищення температури їхнього тіла.
Але представникам більшості видів не властивий високий рівень обміну речовин і вони не мають пристосувань, які б сприяли утриманню тепла. Їхня життєдіяльність і активність залежить від тепла, що надходить іззовні, а температура тіла – від ходу зовнішніх температур. Такі організми називають ектотермними – пойкілотермними. До них належать усі мікроорганізми, рослини, безхребетні і значна частина хордових.
У високоорганізованих тварин і людини на основі вироблення власного тепла розвинулась здатність підтримувати постійну оптимальну температуру тіла незалежно від температури середовища. Такі організми називають ендотермними – гомойотермними. До них належать птахи і ссавці.
Окремий випадок гомойотермії – гетеротермія. Вона притаманна тваринам, що впадають у несприятливу пору року в сплячку або оціпеніння. В активному стані вони підтримують постійну температуру тіла, а в неактивному стані вона понижується, що супроводжується уповільненням обміну речовин.скачать dle 10.3фильмы бесплатно