§ 12. Температура среды обитания

Определения и обозначения

Температурный фактор — температура окружающей среды как условие жизни, влияющее на жизненные процессы животных. Она воздействует на работу организма, а значит, может менять его активность и способность существовать в разных местах. Это понятие помогает понять, почему температура важна для животных наряду с другими условиями среды.

Температурный оптимум — диапазон температур, при котором животное наиболее активно и его жизненные процессы протекают наиболее благоприятно. Это не обязательно одно точное значение: близкие температуры тоже могут подходить животному. Понятие оптимума позволяет определить условия, в которых вид чувствует себя лучше всего.

Пределы выносливости — минимальная и максимальная температуры, за которыми животное не может нормально жить. Между этими пределами оно может существовать, хотя не вся температура этого диапазона одинаково благоприятна. Знание пределов помогает объяснить, почему вид встречается не везде.

Пойкилотермные животные — животные, температура тела которых в значительной степени зависит от температуры окружающей среды. Например, к ним относятся ящерицы: на холоде они остывают, а на солнце нагреваются. Этот термин нужен, чтобы объяснить связь температуры тела таких животных с их активностью.

Как это устроено

Температура влияет на обмен веществ — совокупность процессов, с помощью которых организм получает и использует вещества и энергию. При подходящих условиях многие процессы идут быстрее и животное может активнее двигаться, расти и размножаться. Слишком низкая или высокая температура мешает нормальной работе организма, поэтому жизнедеятельность может ослабевать.

У каждого вида есть свой температурный оптимум, потому что животные приспособлены к условиям, в которых живут. В оптимальном диапазоне их организм работает наиболее благоприятно. Если температура отклоняется от него, условия становятся менее подходящими: активность и другие процессы могут снижаться, хотя животное ещё способно жить.

Температурные условия можно представить как зоны от наиболее благоприятной до опасной. Вблизи оптимума животное активно, а при дальнейшем отклонении ему приходится переносить всё более неблагоприятные условия. Когда температура выходит за пределы выносливости, организм уже не может нормально функционировать, и животное не способно продолжать обычную жизнедеятельность.

У пойкилотермных животных температура тела меняется вслед за температурой среды, потому что они не поддерживают её постоянной на одном уровне. Из-за этого в прохладе их движения и жизненные процессы часто замедляются, а при подходящем нагревании активность возрастает. Однако чрезмерная жара тоже неблагоприятна, поэтому зависимость от среды может ограничивать время и место активности.

Чтобы не перегреться и не переохладиться, животные используют поведение и особенности работы организма. Они могут греться на солнце, перемещаться в тень, укрываться в норах или выбирать более прохладное время суток для активности. Такие действия помогают найти подходящие условия, даже если животное не может полностью управлять температурой тела.

Зоны температурного воздействия на животное

Пользуясь таблицей, сначала найдите оптимум вида, а затем сравните с ним температуру среды. Если она отличается от оптимальной, проверьте, остаётся ли она внутри пределов выносливости. Так можно отличить просто неблагоприятные условия от температуры, при которой нормальная жизнь невозможна.

Разбор задач

Задача 1. У животного наибольшая активность наблюдается при 18–24 °C, а при температуре ниже 5 °C оно перестаёт двигаться. Назовите диапазон оптимума и объясните, что происходит при охлаждении.

1. Наибольшая активность указана для температур от 18 до 24 °C, значит, это диапазон оптимума.
2. При охлаждении температура отдаляется от оптимальной, поэтому жизненные процессы становятся менее благоприятными.
3. Ниже 5 °C животное перестаёт двигаться; по условию это показывает сильное воздействие холода, но само по себе не задаёт точную границу выносливости.

Ответ: оптимум — 18–24 °C. При охлаждении активность снижается, а ниже 5 °C животное перестаёт двигаться.

Задача 2. Два вида живут в одном водоёме: первый сохраняет активность при небольших изменениях температуры, второй активен только в узком диапазоне. Сравните их температурную выносливость.

1. Сначала сравним, при скольких разных температурах каждый вид сохраняет активность.
2. Первый вид остаётся активным при более широком диапазоне изменений, чем второй.
3. Это позволяет сделать вывод о сравнительной устойчивости, но точные пределы выносливости без дополнительных данных назвать нельзя.

Ответ: первый вид переносит более широкий диапазон температур и обладает большей температурной выносливостью. Второй вид активен лишь в узком диапазоне и сильнее зависит от подходящих температурных условий.

Задача 3. Ящерица утром греется на солнце, а в жаркий полдень прячется в тени. Объясните эти действия с учётом зависимости её температуры тела от среды.

1. Ящерица — пойкилотермное животное, поэтому температура её тела зависит от температуры окружающей среды.
2. Утром солнце нагревает тело, и ящерица может стать активнее.
3. В полдень сильный нагрев может привести к перегреву, поэтому тень помогает выбрать более подходящую температуру.

Ответ: ящерица меняет поведение, чтобы поддерживать подходящие условия: утром согревается, а в жару избегает избыточного нагрева в тени.

Типичные ошибки

Ошибка — считать температурный оптимум одной точной температурой. Так думают, потому что слово «оптимум» может звучать как указание на одно значение. Проверьте себя: в определении речь идёт о диапазоне наиболее благоприятных температур, например 18–24 °C.

Ошибка — путать оптимум с пределами выносливости. Если температура уже не оптимальна, это ещё не всегда означает, что животное не может жить: оно может переносить неблагоприятные условия внутри допустимого диапазона. Чтобы проверить ответ, спросите себя, говорится ли о лучшей активности или о границах, за которыми нормальная жизнь невозможна.

Ошибка — считать, что все животные одинаково реагируют на одну температуру. Её допускают, когда забывают, что виды приспособлены к разным условиям и отличаются температурными предпочтениями. Проверьте себя: сравнивайте сведения о конкретных видах, а не переносите оптимум одного животного на всех остальных.

Ошибка — думать, что пойкилотермные животные совсем не могут влиять на температуру тела. Их температура действительно зависит от среды, но выбор солнечного, затенённого или укрытого места меняет условия нагрева и охлаждения. Если животное меняет место или время активности, значит, оно использует поведенческую терморегуляцию.

Связь с другими темами

Температура относится к абиотическим факторам — условиям неживой природы, которые влияют на организмы. Чтобы понять её значение, нужно знать, что условия среды могут ограничивать распространение и жизнедеятельность животных. Эта тема пригодится при изучении приспособлений к климату и сезонным изменениям: животные выбирают места и время активности с учётом холода и жары. Температура действует не отдельно, а вместе с влажностью, освещённостью и другими факторами среды.

Что запомнить

• Температура среды влияет на жизненные процессы и активность животных.
• У каждого вида есть свой диапазон температурного оптимума.
• По мере удаления от оптимума условия становятся менее благоприятными.
• У каждого животного есть пределы выносливости к холоду и жаре.
• Температура тела пойкилотермных животных зависит от температуры среды.
• Выбор места и времени активности помогает животным избегать неблагоприятных температур.