Внешние проявления обратимой гипотермии состоят в том, что животные снижают температуру тела практически до уровня температуры окружающей среды и впадают в оцепенение.

Обратимая гипотермия. Стратегии теплообмена. .

Физическая терморегуляция.

К физическим механизмам терморегуляции относятся теплоизолирующие покровы (мех, перья, жировой слой), деятельность потовых желёз, испарение влаги при дыхании, сосудистая регуляция кровообращения. У наиболее высокоорганизованных животных эти механизмы работают очень чётко и играют большую роль в их жизни. Установлено, что при снижении температуры среды до 5-6 С интенсивность обмена веществ возрастает у собак всего лишь в 0,7 – 0,8 раза, а у ежей в 4 – 5 раз.

Большое значение в регуляции температуры тела имеют особенности поведения животных:

активное перемещение с места с более благоприятными температурами,

создание убежищ с определённым микроклиматом,

рассредоточение или скучиванье их,

изменение активности жизнедеятельности в разное время суток.

У пойкилотермных животных интенсивность обмена веществ до определённых пределов прямо пропорциональна внешней температуре, то у гомойотермных, наоборот, при понижении её возрастают потери тепла и, следовательно, активизируются обменные процессы, повышается теплопродукция.

Гомотермные животные строят свой теплообмен на базе собственной теплопродукции. Комплекс механизмов активной терморегуляции, контролируемых ЦНС, делает внутренние процессы независимыми от колебаний внешней температуры.

В результате темпера­турный диапазон активной жизнедеятельности практически совпада­ет с диапазоном переносимых температур. Однако бывают исключения из этого правила. В экологически напряженных условиях, когда эффективная терморегуляция затруднена, ряд видов млекопитающих и птиц способны впадать в состояние оцепенения, внешне сходное с Холодовым оцепенением пойкилотермных животных. Некоторые ученые выделяют такие виды в отдельную группу гетеротермных(от греческого слова heteros — иной, другой). Однако основные свойства этих видов и их таксономическая принадлежность позволяют их все- гаки относить в гомотермам, обладающим свойством обратимой гипотермии. Они могут снижать и вновь восстанавливать регулируемую температуру тела.

При этом они обычно находятся в укрытиях лежат неподвижно, без признаков жизни. Дыхание редкое, часто незаметное. Уровень ме­таболизма существенно снижен, экскреты не выделяются. Уровень обмена прямо зависит от температуры среды, то есть происходит по пойкилотермному типу. После выхода из оцепенения животные пол­ностью восстанавливают гомотермный тип реакции.

Существуют три основные формы обратимой гипотермии:

1) Нерегулярное оцепенение, связанное с резкими похолоданиями, дождями, снегом. При восстановлении нормальных условий тем­пература тела и ее активная регуляция восстанавливаются. Такая форма характерна для стрижей, ласточек, грызунов, некоторых сумчатых.

2) Суточные циклы смены активности и оцепенения, характерны для колибри (дневная активность), летучих мышей (ночная актив­ность).

3) Сезонные циклы — зимняя или летняя спячка.

Зимняя спячка ха­рактерна для некоторых грызунов (сурков, сусликов, хомяков, бу­рундуков), ежей, летучих мышей, сумчатых.

Зимний сон медведей физиологически принципиально не отличается от спячки. Среди птиц описана зимняя спячка у одного из видов американских козодоев.

Летняя спячка характерна главным образом для жителей сухих пустынь. Внешне и физиологически летняя спячка сходна с зимней, то есть наблюдается глубокое снижение уровня метаболизма.

В основе спячки — эндогенные биоритмы. Температура тела в спячке зависит от среды лишь в определенной степени. Многие виды при снижении температуры пробуждаются, разогреваются, а затем вновь засыпают. Спячка регулируется гипоталамусом. Ее биологический смысл связан с экономией энергии в условиях недостатка корма.

В эволюции органического мира температурные адаптации развивались двумя разными путями.

Для большинства животных характерен тип теплообмена, при котором приспособления к температурным воздействиям в основном осуществляются по отношению к средним режимам температур, сохраняющимся длительное время (географические и сезонные адапта ции). Адаптации происходят в первую очередь на клеточно-тканевом уровне.Приспособления к конкретным, лабильным температурным условиям носят по преимуществу характер простых поведенческих реакций.

Принципиально иной тип приспособления к температурному факто ру свойственен 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 животных.

Обе вышеописанные эволюционные стратегии обеспечивают широкое расселение и занятие многообразных экологических ниш. В первом случае это достигается на базе общей температурной толерантности (стратегия Во втором - на основе поддержания теплового гомеостаза внутренней среды теплообмена

С изменением температуры воздуха изменяется и температура почвы. Изменение же температуры воздуха и почвы влечёт за собой изменение влажности, приводит в движение воздух, а ветер увеличивает испарение.

Ввлияние воды и минеральных солей на организм

Содержание воды в различных организмах, % к массе тела (из Б.С. Кубанцева, 1973)

Во всех проявлениях жизнедеятельности первостепенное значение имеет водный обмен между организмом и внешней средой.

Влажность среды часто является фактором, лимитирующим численность и распространение организмов по земному шару.

Например, бук может жить на сравнительно сухой почве, но очень чувствителен к влажности воздуха.

Освоение наземно-воздушной среды живыми организмами.

Исключительную влажность приобретает сезонное распределение влаги в течение года, а также суточное колебание её. Влажность воздуха обуславливает периодичность активной жизни организмов, сезонную динамику протекания жизненных циклов, влияет на продолжительность развития, плодовитость и смертность их.

Таким образом, водный режим, т.е. последовательные изменения в поступлении, состоянии и содержании воды во внешней среде (дождь, снег, туман, уровень грунтовых вод, насыщение водяными парами воздуха, влажность почвы), оказывает существенное влияние на жизнедеятельность живых организмов.