Біологія

Тема уроку: Способи терморегуляції організмів.

Поміркуй!

Що таке терморегуляція?

Які особливості покриву тіла птахів і ссавців?

Поясніть значення потових залоз у терморегуляції.

Температура є важливим фактором середовища існування, адже вона істотно впливає на перебіг хімічних реакцій у клітинах. Тому організми мають способи адаптуватися до змін цього чинника.

Терморегуляція рослинного організму. Рослини здебільшого ведуть прикріплений спосіб життя, тому вони існують за тих температурних умов, які є в місцях їх зростання. У рослинному організмі утворюється мало метаболічної теплоти, що визначає обмеженість спектру способів терморегуляції. Морфологічна терморегуляція спрямована на запобігання перегріву організму. Прикладами таких адаптацій є густе опушення листя (розсіює частину сонячних променів), глянсувата поверхня (сприяє їх відбиванню). У рослин, які мешкають в умовах жаркого клімату, адаптації спрямовані на зменшення площі листкової пластинки (рис. 45). До фізичної терморегуляції відносять транспірацію, яка є засобом виведення надлишку теплоти й запобігання опікам. За інтенсивної транспірації температура може знижуватися на 4-6 ° С, а іноді навіть на 10-15 ° С. Однак цей механізм терморегуляції ефективний лише в умовах достатнього забезпечення водою.

Терморегуляція тваринного організму. Найважливіша особливість тварин – їхня рухливість, здатність переміщатися в просторі – створює нові адаптивні можливості, у тому числі й у терморегуляції. Тварини можуть активно вибирати місце мешкання зі сприятливішими умовами. Відносно високий ступінь метаболізму й робота м’язів зумовлює вивільнення великої кількості енергії, зокрема й теплової. Фізична терморегуляція зумовлена особливостями будови організму, які спрямовані на збереження або розсіювання теплоти. Зокрема такими адаптаціями є забарвлення тіла й наявність теплоізолювальних покривів, різна форма частин тіла. Інтенсифікація метаболічних процесів у тварин забезпечена ускладненням будови кровоносної і дихальної систем, що вможливлює досконалу терморегуляцію.

Приклади етологічних адаптацій у тварин

Пошук затінку – один зі способів охолодження: пташенята темного крячика використовують для цього тінь від дорослого альбатроса чорноногого.Пінгвіни збираються в щільні групи, щоб зігрітися. Температура всередині групи може досягати +35 °C за температури навколишнього повітря -20 °C. Щоб усі перебували в рівних умовах, пінгвіни постійно переміщаються від центру до краю й назад.

Особливості терморегуляції пойкілотермних і гомойотермних тварин. Пойкілотермні тварини вирізняються більш низьким рівнем обміну речовин порівняно з гомойотермними, навіть за однакової температури тіла. Наприклад, за температури +37 °C пустельна ігуана споживає кисню в 7 разів менше, ніж гризуни такого самого розміру. Через знижений рівень обміну в пойкілотермних тварин виробляється мало власної теплоти, тому можливості хімічної терморегуляції в них невеликі. Із пониженням температури середовища всі процеси життєдіяльності дуже вповільнюються, і тварини впадають у заціпеніння. У такому неактивному стані їм властива висока холодостійкість, яка забезпечується біохімічними адаптаціями.

Основний спосіб регуляції температури тіла цих тварин – етологічний (активний пошук сприятливих мікрокліматичних умов, зміна місць мешкання тощо). Наприклад, червоноклопи збираються в пошуках тепла на ділянках, добре прогрітих сонцем. У спеку тварини ховаються в тінь або в нори. У пустелях ящірки та змії заповзають на рослини, щоб уникнути дотику до розпеченої поверхні піску. Суспільні комахи будують свої житла так, щоб температура добре регулювалася.

Гомойотермні тварини мають високу здатність до біохімічної терморегуляції внаслідок інтенсивного обміну речовин і виробленню великої кількості теплоти. За низьких температур у їхньому організмі посилюються окиснювальні процеси, тому вони потребують великої кількості їжі або витрачають багато жирових запасів. Ефективне використання енергоресурсів забезпечується рядом фізіологічних пристосувань: без’ядерні еритроцити в ссавців, подвійне дихання в птахів тощо.

Одним з важливих чинників, що впливає на терморегуляцію, є розміри тіла. Кількість продукованої теплоти є пропорційною об’єму організму, натомість тепловтрати – площі його поверхні. Свою чергою, об’єм пропорційний лінійним розмірам у третьому степені, а площа – у другому степені (пригадайте з курсу математики формули площі та об’єму кулі або куба). Відтак, менші організми мають більшу питому втрату теплоти, адже в них більше відношення площі до об’єму. Більша інтенсивність тепловіддачі може досягатися не лише зменшенням загальних розмірів, а й збільшенням відносних розмірів частин тіла, що виступають (лапи, вуха тощо). Тому серед споріднених видів ті, що мешкають у теплому кліматі, будуть мати більші відносні розміри таких частин тіла, порівняно з тими, що мешкають у холодних регіонах .Це правило було сформульоване Джоелем Асафом Аленом.

1. Дайте означення поняття терморегуляція.

 2. Назвіть способи терморегуляції організмів.

3. Чим зумовлений обмежений спектр способів терморегуляції в рослин?

4. Наведіть приклади адаптацій рослинних і тваринних організмів, які забезпечують терморегуляцію.

5. Порівняйте особливості терморегуляції пойкілотермних і гомойотермних тварин.

6. Поясніть біологічне та фізичне підґрунтя правил Алена та Бергмана.

Підручник К.Задорожний «Біологія і екологія» 11 клас  Рівень стандарту стр. 30-32

Викладач : Геревич О.В.