Экологические группы живых организмов по отношению к температуре

От температуры окружающей среды зависит скорость обменных реакций в организме. Каждый организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. Рекорд выживаемости при высокой температуре поставили архебактерии, живущие при температуре около 300° в местах выхода гидротермальных источников (http://www.mikromir.ru). Еще совсем недавно казалось, что такую температуру не способна вынести ни одна известная форма жизни. А семена и споры многих растений в состоянии криоконсервации переносят температуры, близкие к абсолютному нулю (-273⁰ С). Но для большинства живых организмов крайние точки температурной адаптации составляют от 0 до 50 ⁰С: при 0⁰С вода, входящая в состав клетки, замерзает, а при температурах свыше 50⁰С, начинается процесс разрушения белковых молекул, который завершается гибелью клетки.

Естественный отбор и расселение видов по зонам, характеризующимся различной теплообеспеченностью, предопределил существование криофилов (холодолюбивых организмов), термофилов (теплолюбивых) и мезофилов (организмов, нормально существующих и размножающихся при средних температурах). Криофилы населяют полярную зону. Наиболее приспособлены к низким температурам лишайники, некоторые виды водорослей. Термофилы обитают в аридном климате. Например, максимальная активность у кузнечиков, обитающих в пустыне Палестины, наблюдается при 40-градусной жаре. А некоторые организмы-термофилы вообще не могут существовать при температурах, ниже конкретного диапазона, например, определенные виды кораллов обитают лишь в местах, где температура воды не опускается ниже 20⁰С. Мезофилы обитают в умеренной зоне при температурах 20-40⁰С.

Большинство организмов способно в той или иной степени контролировать температуру своего тела с помощью различных ответных реакций и адаптаций, смягчающих воздействие экстремальных условий и внезапных изменений среды.

Организмы в качестве источника тепла могут использовать как внешний источник – тепловую энергию Солнца, так и внутренний – тепло, выделяемое в процессе обмена веществ. В зависимости от источника, преобладающего в тепловом балансе, живые организмы разделяют на пойкилотермные и гомойотермные.

К пойкилотермным (холоднокровным) организмам, не способным к поддержанию постоянной температуры тела и зависящим от температуры внешней среды,относятся микроорганизмы, растения, все беспозвоночные животные, рыбы, рептилии и амфибии. Терморегуляция при этом осуществляется за счет особенностей местообитаний (змеи выползают погреться на теплые скальные породы, ящерицы перемещаются на солнечную сторону деревьев и т.д.), усилением теплоотдачи в результате мускульной работы, различной интенсивностью испарения влаги с поверхности тела и т.д. Низкие температуры эти животные переносят при помощи накопления жиров, гликогена и солей.

Гомойотермные (теплокровные) животные, к которым относятся птицы и млекопитающие, в состоянии поддерживать постоянную температуру тела при значительных колебаниях температуры внешней среды. Тепло у этих организмов выделяется при помощи биохимических реакций внутри организма: при низкой температуре внешней среды потери тепла велики, но увеличиваются также и обменные процессы, направленные на поддержание постоянной температуры тела. Хотя, ресурсы каждого организма ограничены: в условиях длительного переохлаждения или перегрева организм погибает. Уменьшению теплопотерь способствует оперение, шерсть, опушение, жировые отложения, темный цвет покрова.

Существуют организмы, занимающие промежуточное положение между гомойотермными и пойкилотермными – гетеротермные, к которым относятся, например, суслики, летучие мыши, медведи. В зимнее время эти животные впадают в спячку и температура тела в это время у них практически не отличается от внешней, тогда как в активном состоянии у них поддерживается высокая температура тела.

В отличие от животных, растения не могут уйти в укрытие от жары или холода и к колебаниям температуры они адаптируются с помощью физиологических и анатомо-морфологических механизмов. Благодаря усиленной транспирации, сдвигу сроков вегетации на сезон с более благоприятными температурными условиями, растения могут противостоять жаре. Так, в аридных экосистемах немало видов растений, начинающих вегетацию ранней весной и успевающих ее закончить до наступления экстремально высоких температур и времени засухи. При подготовке к зиме растения прекращают рост, снижают интенсивность дыхания, у них опадают листья, у хвойных видов происходит засмоление почек.