Теплообмен организма. Высокие и низкие температуры, их влияние на организм.

Адаптации к аридной зоне. Типы адаптации к условиям пустыни.

Пустыни – это экосистемы, функционирующие в условиях аридного климата.

Адаптации животных в пустыне 1. Быстрое передвижение, 2. Ночной образ жизни, 3. Летняя спячка или состояние анабиоза при высоких температурах, 4. Зарываются в песок, прячась от жары (ящерицы), 5. Светлая окраска, отражающая солнечный свет, 6. Накопление метаболического жира (верблюд), 7. Выделение вместо мочевины мочевой кислоты, что сокращает потери воды (черепахи), 8. Некоторые птицы постоянно мигрируют в поисках воды и много пьют (рябки), а млекопитающие – переселяются ближе к водопою (копытные), 9. Покровы тела, уменьшающие испарении воды (чешуя рептилий).

Адаптации растений в пустыне 1. Ксероморфоз: мелкие сухие листья – колючки у суккулентов (кактус), сухие и обезвоженные ткани у склерофитов (верблюжья колючка), 2. Восковые налеты на стеблях и листьях, 3. Эфемеры (1 летние) и эфемероиды (многолетние) – растение с коротким периодом вегетации, 4. Корни растений или очень длинные стержневые (верблюжья колючка), или практически редуцированы (перекати поле),5. Состояние диапаузы в особенно жаркий период.

Типы: - Морфологические адаптации (Они связаны с изменением строения тела); - Покровительственная окраска (Покровительственная окраска очень важна для видов животных, не имеющих эффективных средств защиты от хищников); - Маскировка (Суть маскировки в том, что форма тела и его окраска делают животных похожими на листья, сучки, ветви, кору или колючки растений.); - Предостерегающая или угрожающая окраска (Некоторые виды насекомых, имеющих ядовитые или пахучие железы, имеют яркую предостерегающую окраску); - Мимикрия (Мимикрия — это окраска и форма тела у безобидных животных, подражающие их ядовитым собратьям.): - Физиологические адаптации (Этот тип адаптаций связан с перестройкой обмена веществ у организмов.) - Биохимические адаптаци (Этот тип адаптаций связан с образованием определенных веществ, облегчающих защиту от врагов или нападение на другие организмы. Сюда можно отнести яды змей, скорпионов, пауков и некоторых других); - Поведенческие адаптации (Данный тип адаптаций связан с изменением поведения в тех или иных условиях, например забота); - Приспособления к экстремальным условиям обитания (Растения и животные, обитающие в пустынях и полярных областях Земли, также приобретают ряд специфических адаптаций. У кактусов листья преобразовались в колючки (уменьшение испарения и защита от выедания животными), а стебель превратился в фотосинтезирующий орган и резервуар воды.Пустынные ящерицы могут обходиться без воды, поедая насекомых и получая воду путем гидролиза их жиров.)

Теплообмен организма. Высокие и низкие температуры, их влияние на организм.

Человек относится к теплокровным животным. Это проявляется в том, что при значительных колебаниях температуры окружающей среды он способен поддерживать постоянную температуру тела на уровне 36-37 градусов. Тепловой баланс организма регулируется двумя процессами: теплообразованием и теплоотдачей. Теплопродукция в организме происходит постоянно в результате протекания разнообразных химических реакций, обеспечивающих нормальный обмен веществ. В случае если для поддержания постоянной внутренней температуры необходимо дополнительное тепло, оно может вырабатываться в результате произвольного повышения мышечной активности за счет непроизвольной ритмической мышечной активности (дрожи) и ускорения обменных процессов, не связанных с сокращением мышц (например, расщепления жира в клетках особой бурой жировой ткани).

Чтобы поддерживать температуру тела постоянной, необходимо, чтобы теплопродукция уравновешивалась теплоотдачей. Теплоотдача происходит с поверхности тела через кожу путем проведения тепла, конвекции, излучения и испарения пота, а также путем испарения влаги с поверхности легких в процессе дыхания. В условиях комфортной температуры окружающей среды на обеспечение работы внутренних органов уходит лишь около 2 % теплопотерь, в то время как через кожу человек расходует около 95 % всего тепла, вырабатываемого организмом; оставшиеся 3 % уходят на испарение воды при дыхании и нагрев выдыхаемого воздуха. При низкой температуре, особенно во время пребывания человека в воде, соотношение форм теплоотдачи может существенно изменяться. Кроме того, теплоотдача зависит от проведения тепла и его перераспределения внутри организма, а также от кровотока.
При высокой температуре окружающей среды сосуды кожи расширяются, кровь приливает к коже, температура ее повышается, поэтому повышается и излучение, и проведение тепла. Для сохранения постоянства температуры тела человека при высокой температуре окружающей среды большое значение имеет испарение пота с поверхности кожи. Таким путем организм отдает лишнее тепло. При очень тяжелой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить до 12 литров за день.

В условиях целостного организма изменение температуры может влиять на скорость химических реакций как непосредственно, так и косвенным образом. Так, понижение температуры организма, как и в любой неживой системе, замедляет реакции. Но вместе с тем оно может ввести в действие механизмы терморегуляции, ускоряющие реакции.

В отличие от реакций, протекающих в неживых системах, большинство биологических процессов имеют температурный оптимум – интервал температур, в котором реакция протекает с максимальной скоростью. Влияние температуры на скорость биологических процессов часто оценивают с помощью температурного коэффициента Вант-Гоффа. Он показывает, во сколько раз ускоряется процесс при повышении температуры на 10° и зависит от природы протекающих реакций.