Гомойотермные животные (теплокровные организмы) — животные, температура которых более или менее постоянна и, как правило, не зависит от температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие и птицы, у которых постоянство температуры связано с более высоким по сравнению с пойкилотермны-ми организмами уровнем обмена веществ. Кроме того, у них существует термоизоляционный слой (оперение, мех, жир). Температура их относительна высокая: у млекопитающих она составляет 36—37°С, а у птиц в состоянии покоя — до 40—41 °С.[ ...]
ПОЙКИЛОТЁРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ — [гр. poikilos пестрый, разнообразный + therme теплота, жар] — холоднокровные животные, животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды; к ним относятся все беспозвоночные, а также рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и отдельные виды млекопитающих (ср. гомойотермные животные).[ ...]
В ходе эволюции гомойотермные животные развили способность защищаться от холода (миграции, спячка, мех и т. д.).[ ...]
Мы уже знаем, что гомойотермные животные могут поддерживать температуру тела в гораздо большем диапазоне температур, чем пойкилотермные (см. рис. 3), однако те и другие гибнут при примерно одинаковых чрезмерно высоких или чрезмерно низких температурах (в первом случае — от коагуляции белков, а во втором — вследствие замерзания внутриклеточной воды с образованием кристаллов льда). Но пока этого не произошло, пока температура не достигла критических значений, организм борется за поддержание ее па нормальном или хотя бы на близком к нормальному уровне. Естественно, что в полной мере это свойственно гомойотермным организмам, обладающим терморегуляцией, способным в зависимости от условий усиливать или ослаблять как теплопродукцию, так и теплоотдачу. Теплоотдача — процесс чисто физиологический, он происходит на органном и организменном уровнях, а в основе теплопродукции лежат и физиологические, и химические, и молекулярные механизмы. Прежде всего это озноб, холодовая дрожь, т. е. мелкие сокращения скелетных мышц с низким коэффициентом полезного действия и повышенным образованием тепла. Этот механизм организм включает автоматически, рефлекторно. Эффект его может быть повышен активной произвольной мышечной деятельностью, также усиливающей теплообразование. Не случайно, чтобы согреться, мы прибегаем к движению.[ ...]
Температура тела. Гомойотермные животные не только обеспечены теплом за счет собственной теплопродукции, но и способны активно регулировать его производство и расходование. Благодаря этому им свойственна высокая и достаточно устойчивая температура тела. У птиц глубинная температура тела в норме составляет около 41°С с колебаниями у разных видов от 38 до 43,5°С (данные по 400 ввдам). В условиях полного покоя (основной обмен) эти различия несколько сглаживаются, составляя от 39,5 до 43,0°С. На уровне отдельного организма температура тела показывает высокую степень устойчивости: диапазон ее суточных изменений обычно не превышает 2—4°С, причем эта колебания не связаны с температурой воздуха, а отражают ртм обмена веществ. Даже у арктических и антарктических видов при температуре среды до 20—50°С мороза температура тела колеблется в пределах тех же 2—4°С.[ ...]
Адаптационные процессы у животных по отношению к температуре привели к появлению пойкилотермных и гомойотермных животных. Подавляющее большинство животных являются пойки-лотермными, т. е. температура их собственного тела меняется с изменением температуры окружающей среды: земноводные, пресмыкающиеся, насекомые и др. Значительно меньшая часть животных — гомойотермные, т. е. имеют постоянную температуру тела, независящую от температуры внешней среды: млекопитающие (в том числе и человек), имеющие температуру тела 36—37 °С, и птицы с температурой тела 40 °С.[ ...]
| Физиологическая адаптация гомойотермного животного к холоду. |  |
Но только настоящие «теплокровные», гомойотермные животные — птицы и млекопитающие — могут поддерживать постоянную высокую температуру тела при значительных изменениях температуры среды. Они располагают совершенными нервными и гормональными механизмами активной теплорегу-ляции, которые включают не только средства эффективной регуляции теплоотдачи (посредством изменений периферического кровотока, дыхания, потоотделения и теплопроводности шерсти), но и изменения интенсивности окислительных процессов и теплопродукции внутри организма. Благодаря этому температура внутренних частей тела в значительных пределах не зависит от температуры среды. Поэтому птиц и млекопитающих называют еще эндотермными организмами. У некоторых из них механизмы терморегуляции достигают большой мощности. Так, песец, полярная сова и белый гусь легко переносят сильный холод без падения температуры тела и при поддержании разности температур тела и среды в 100 и более градусов. Благодаря толщам подкожного жира и особенностям периферического кровообращения превосходно приспособлены к длительному пребыванию в ледяной воде многие ластоногие и киты.[ ...]
Итак, адаптивные изменения теплообмена у гомойотермных животных могут быть направлены не только на поддержание высокого уровня обмена веществ, как у большинства птац и млекопитающих, но и на установку низкого его уровня в условиях, грозящих истощением энергетических резервов. Такая способность к переключению типов регуляции теплообмена существенно расширяет экологические возможности, заложенные на основе гомойотермии.[ ...]
Активную жизнь при температуре ниже нуля могут вести только гомойотермные животные. Пойкилотермные хотя выдерживают температуру значительно ниже нуля, но при этом теряют подвижность. Температура порядка +40 °С, т. е. даже ниже температуры свертывания белка, для большинства животных предельна.[ ...]
При Холодовой аюслимации — индивидуальной физиологической адаптации гомойотермных животных к холоду — после срочной реакции на охлаждение происходит постепенное перераспределение между функциями теплообразования и теплоизоляции организма (рис. 4.11). Теплоизоляция улучшается, а в структуре теплообразования вклад различных биохимических механизмов изменяется в сторону преобладания свободного окисления энергетических субстратов. Благодаря этому температура тела животного нормализуется, а энергетические затраты на поддержание теплового баланса уменьшаются.[ ...]
Принципиально иной тип приспособления к температурному фактору свойствен гомойотермным животным. У них температурные адаптации связаны с активным поддержанием постоянства внутренней температуры и основаны на высоком уровне метаболизма и эффективной регулирующей функции центральной нервной системы. Комплекс морфофизиологических механизмов поддержания теплового гомеостаза организма — специфическое свойство гомойотермных животных.[ ...]
Если оцепенению подвергаются пойкилотермные, то зимняя и летняя спячка присуща гомойотермным животным, физиологические и молекулярные механизмы которой отличаются от оцепенения. Внешние проявления их одинаковы: снижение температуры тела почти до температуры окружающей среды (только при зимней спячке, при летней этого нет) и интенсивности обмена веществ (в 10 — 15 раз), сдвиг реакции внутренней среды организма в щелочную сторону, уменьшение возбудимости дыхательного центра и урежение дыхания до 1 вдоха за 2.5 мин; резко падает и частота сердечных сокращений (например, у летучих мышей с 420 до 16 ударов/мин). Причина этого — в возрастании тонуса парасимпатической нервной системы и уменьшении возбудимости симпатической. Самое же главное, что при зимней спячке выключается система терморегуляции. Причинами этого являются падение активности щитовидной железы и снижение содержания в крови тиреогормонов. Гомойотермные животные становятся как бы пойкилотермными.[ ...]
Птицы и млекопитающие способны поддерживать достаточно постоянную температуру тела независимо от окружающей температуры. Этих животных называют гомоцотермными (от греч. Гомойотермные животные относительно мало зависят от внешних источников тепла. Благодаря высокой интенсивности обмена у них вырабатывается достаточное количество тепла, которое может сохраняться. Поскольку эти животные существуют за счет внутренних источников тепла, в настоящее время их чаще называют эндотермными.[ ...]
Все сказанное относится к так называемой глубокой температуре тела, характеризующей тепловое состояние термостатируемого «ядра» тела. У всех гомойотермных животных наружные слои тела (покровы, часть мускулатуры и т. д.) образуют более или менее выраженную «оболочку», температура которой изменяется в широких пределах. Таким образом, устойчивая температура характеризует лишь область локализации важных внутренних органов и процессов. Поверхностные же ткани выдерживают более выраженные колебания температуры. Эго может быть полезным для организма, поскольку при такой ситуации снижается температурный градиент на границе организма и среды, что делает возможным поддержание теплового гомеостаза «ядра» организма с меньшими расходами энергии.[ ...]
Выделение энергии в виде тепла сопровождает функциональную нагрузку всех органов и тканей (табл. 4.2) и свойственно всем живым организмам. Специфика гомойотермных животных состоит в том, что изменение теплопродукции как реакция на меняющуюся температуру представляет у них специальную реакцию организма, не влияющую на уровень функционирования основных физиологических систем.[ ...]
ГОМЕОСТАЗ ЛАНДШАФТА способность ландшафта сохранять в основных чертах свою структуру и характер связей между элементами несмотря на внешние воздействия [57]. ГОМОЙОТЕРМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ [от гр. Иотоюз — подобный, одинаковый и (Иегтз — тепло], теплокровные животные — животные, температура тела которых поддерживается постоянной вне зависимости от температуры окружающей среды за счет энергии, высвобождаемой в процессе метаболизма (птицы и млекопитающие).[ ...]
Влияние температуры окружающей среды. Существеннейшее значение В развитии и жизнедеятельности тканей, органов и организма в целом имеет постоянство температуры тела, (гомойотерм-ность) животных. Гомойотермные животные отличаются эволюционно развившейся способностью изменять величину теплоотдачи (физическая терморегуляция) путем регуляции кровообращения в поверхностных тканях и испарением из организма влаги, а также изменять теплообразование (химическая терморегуляция) при сохранении постоянной температуры тканей и всего тела. Относительное постоянство температуры тела домашних животных поддерживается сложными, нервно-гуморальными регуляциями процессов теплообразования и теплоотдачи. При охлаждении тела в организме усиливаются обменные процессы и теплообразование увеличивается, а теплоотдача уменьшается; при нагревании, наоборот, теплопродукция уменьшается, а теплоотдача увеличивается.[ ...]
Видовые различия в величине температурного порога, за пределами которого нарушается нормальное функционирование аппарата движения спермиев, особенно ярко выраженные при сравнении спермиев пойкилотермных и гомойотермных животных, могут быть объяснены по-разному (Holwill, 1969). Во-первых, у разных организмов возможно наличие вариаций в структуре энзима, количестве и типе связей, повреждающихся при тепловой денатурации его молекул. Во-вторых, энзим у исследованных видов животных может быть идентичен, и различия в границах температур, при которых наблюдается его денатурация, вероятно, обусловлены несходством окружающих условий (pH, концентрация ионов и др.).[ ...]
Воздух как среда жизни обладает определенными особенностями:, направляющими общие пути эволюции обитателей этой среды. Так, высокое содержание кислорода (около 21 % в атмосферном воздухе, несколько меньше — в воздухе, заполняющем дыхательную систему животных) определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метаболизма. Не случайно именно в этой среде возникли гомойотермные животные, отличающиеся высоким уровнем энергетики организма, большой степенью автономности от внешних воздействий и высокой биологической активностью в экосистемах. С другой стороны, атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью. Это обстоятельство во многом лимитировало возможности освоения воздушной среды, а у обитателей ее направляло эволюцию фундаментальных свойств системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания.[ ...]
Вторым важным экологическим преимуществом для обитателей живых организмов является их защищенность от непосредственного воздействия факторов внешней среды. Внутри хозяина они практически не встречаются с опасностью высыхания, резкими колебаниями температур, значительными изменениями солевого и осмотического режимов и т. п. Так, в особенно стабильных условиях существуют внутренние обитатели гомойотермных животных. Колебания условий внешней среды сказываются на внутренних паразитах и симбионтах лишь опосредованно, через организм хозяев.[ ...]
Человек как вид, принципиально отличающийся от всех предыдущих видов, возник в процессе эволюции под воздействием законов, общих для всех живых существ в результате фундаментального генетически закрепленного открытия в процессе эволюции организмов биосферы. Такие кардинальные открытия, приводящие к возникновению принципиально новых видов, происходили и до возникновения человека. Так, возникли многоклеточные организмы, позвоночные животные, гомойотермные животные с постоянной температурой тела.[ ...]
Перечисленные примеры далеко не исчерпывают все формы приспособительного поведения. Сюда следует добавить способность многих птиц и млекопитающих к активному сооружению гнезд, нор и других убежищ с благоприятным микроклиматом, использование поз, экономящих расход энергии, сезонные перемещения, адаптивный характер суточной активности и т. п. Весь комплекс адаптивных поведенческих реакций, уменьшая напряженность энергообмена, расширяет экологические возможности гомойотермных животных.[ ...]
Усвоенная энергия, за вычетом энергии, содержащейся в выведенных из организма экскретах (фекалии, моча и др.), составляет мета-болизироватую энергию. Часть ее выделяется в виде теша в процессе переваривания пищи и либо рассеивается, либо используется на терморегуляцию. Оставшаяся энергия подразделяется на энергию существования, которая немедленно расходуется нарааличные формы жизнедеятельности (по существу, это тоже «расход на дыхание»), и продуктивную энергию, которая аккумулируется (хотя бы временно) в ввде массы нарастающих тканей, энергетических резервов, половых продуктов (рис. 3.1). Энергия существования складывается из затрат на фундаментальные жизненные процессы основной обмен, или базальный метаболизм) и энергии, расходуемой на различные формы деятельности. У гомойотермных животных к этому добавляются расходы энергии на терморегуляцию. Все эти энергозатраты заканчиваются рассеиванием энергии в виде тепла —опять-таки в силу того, что ни одна функция не работает с КПД, равным 100 %. Энергия, накопленная в тканях тела гетеротрофа, составляет вторичную продукцию экосистемы, которая может быть использована в пищу консументами высших порядков.[ ...]