Температура тела животных является критическим ограничивающим фактором жизни. Жизненно важные метаболические процессы животных приспособлены к оптимальной работе в узком температурном диапазоне. Очень похоже и влияние температуры на растения.
Холоднокровные и теплокровные
Холоднокровные животные (пойкилотермные) нагреваются и охлаждаются при температуре окружающей среды. Они могут немного помочь процессу потепления, воспользовавшись солнечными лучами или теплыми камнями.
Самые теплокровные животные (гомеотермы) поддерживают постоянную нагретость тела в различных условиях окружающей среды. Они регулируют производство и рассеивание тепла.
Температура тела теплокровных животных не очень сильно разнится и составляет от 38° C до 40 ° C, разве что птицы имеют нормальную температуру тела около 42° C.
У холоднокровных животных температура тела зависит от окружающей среды.
Условия «холоднокровные» и «теплокровные» вводят в заблуждение, потому что температура тела животных «холоднокровных» может подниматься выше, чем у «теплокровных».
Каждый гомеотермический вид имеет характерную тепловую нейтральную зону, температурную полосу, в пределах которой на регулирование тепла затрачивается мало энергии. Некоторые животные корректируют температуру тела путем распушивания или сжатия меха, путем внесения локальных изменений в кровоснабжение или путем изменения положения.
Животные, живущие в холодной среде
Чем холоднее становится, тем больше кислорода требуется для сжигания топлива для тепла. Животные, живущие в холодных условиях, хорошо изолированы – мех и жир могут значительно снизить более низкую критическую температуру. Песец, одетый в свой зимний мех, удобно отдыхает в окружающей среде при температура –50ºC без увеличения скорости метаболизма в состоянии покоя.
У эскимосской собаки может быть нагретость тела 38 ° C, а запястная область передней конечности -14 ° C, а подушечки ног остывают до -0 ° C.
Полые волосы также полезны для сохранения тепла. Они встречается у Вилорогой антилопы, копытного с ровными пальцами, и позволяют ей оставаться в открытых и ветреных местах при температуре намного ниже 0° C.
Белый медведь сочетает в себе полые волосы, слой жира толщиной до 11 см и черную кожу, чтобы создать превосходную изоляционную машину. Каждый волосок
действует как волоконно-оптический кабель, проводя согревающий ультрафиолетовый свет к поглощающей тепло черной коже. Этот механизм нагрева настолько эффективен, что белые медведи скорее перегреются, чем остынут, что частично объясняет их тяжеловесность.
У многих животных также есть поведенческие паттерны, предназначенные для минимизации потерь тепла. Кто-то сворачивается в клубок, кто-то ищет укрытия.
Стада оленей или лосей ищут вершины хребтов или южные склоны.
Животные, живущие в жаркой среде
Животные, живущие в жаркой среде, могут терять много тепла. Испарение способствует потере тепла, но имеет нежелательный побочный эффект – теряется драгоценная вода.
Мелкие животные могут зарываться в землю, чтобы избежать высоких температур на поверхности земли.
В Аризонской пустыне, США, большинство грызунов зарываются на глубину. Большой размер является преимуществом в предотвращении перегрева, поскольку площадь
поверхности относительно больше, чем объем тела.
Многие пустынные млекопитающие приспособлены к высоким температурам. Млекопитающее отряда даманов имеет верхнюю критическую температуру 41ºC. Верблюды , антилопы орикс, канна и газель — температура их тела значительно колеблется в течение 24-часового периода, падая примерно до 35 ° C к рассвету и поднимаясь до более чем 40° C в конце дня. При нагретости окружающей среды 45ºC выдержанной в течение 12 часов в экспериментальных условиях, орикс нагревается выше 45° C и оставает в течение 8 часов, не повредив животное. Такие животные имеют специализированную систему циркуляции, которая помогает им пережить такой чрезмерный перегрев. У некоторых животных температура тела колеблется на 3-4 ° C в течении дня (до максимума 40 ° C), так чтобы ценная энергия не тратилась впустую на поддержание постоянной температуры тела. Если им нужно остыть, они уходят в нору или принимают позу, которая уменьшает воздействие солнечного света.
Распределение животных от температуры
Многие виды млекопитающих приспособлены к ограниченному диапазону температур окружающей среды. Даже близкородственные группы демонстрируют значительные различия в своей способности переносить экстремальные температуры. Летальные внешние условия окружающей среды для популяций показывают различия между видами и между популяциями одного и того же вида, живущими в разных местах. Если внешняя температура будет ограничена на любой стадии жизненного цикла организма, то это может повлиять на выживание, размножение и развитие животных. Это может повлиять на конкуренцию с другими организмами и восприимчивость к хищничеству, паразитизму и болезням, когда приближаются пределы температурной толерантности.
Распределение многих видов животных ограничено такими факторами окружающей среды, как изобилие пищи, климат, среда обитания и конкуренция.
Микробы и температура
Теплолюбивые микробы (термофилы) легко размножаются или растут при температуре выше 45 ° C.
Гипертермофилы, такие как термоацидофильный археон, предпочитают внешние условия выше 80 ° C, а некоторые процветают выше 100 ° C. Наиболее устойчивым термофилом, обнаруженным на сегодняшний день, является архей , известный своей способностью жить при очень высоких температурах. Этот микроб процветает на глубоководном дне. Он размножается при температуре до 113ºC. Ниже 94ºC он находит его слишком холодным и перестает расти! Только в небольших районах, которые интенсивно нагреваются вулканической активностью, высокие температуры препятствуют жизни.
Холодолюбивые микробы (психрофилы) распространены в Антарктическом морском льду. Эти сообщества включают в себя фотосинтезирующие и диатомовые водоросли, а также различные бактерии. Психрофильная бактерия лучше всего растет при температуре около 4 ° C и прекращает размножение при температуре выше 12 ° C.
