Терморегуляция

На основе физиологических процессов многие орга­низмы могут в определенных пределах менять температуру своего тела. Эта способность называется терморегуляцией.

Обычно терморегуляция сводится к тому, что температура тела поддерживается на более постоянном уровне, чем температура окружающей среды. Более разнообразны по способностям к терморегуляции животные.

Все живот­ные делятся по этому признаку на пойкилотермных — с переменной температурой и гомойотермных — теплокров­ных животных.

Настоящие гомойотермные животные — большинство птиц и млекопитающих. Все остальные организмы пойкилотермные. Однако среди них некоторые способны к тер­морегуляции при определенных условиях. Шмели, браж­ники, крупные вараны, некоторые рыбы (например, тунцы) могут повышать температуру тела в периоды высо­кой мышечной активности.

Особенно совершенны механизмы терморегуляции у гомойотермных животных. Они способны к химической и физической терморегуляции.

Химическая терморегуля­ция — способность регулировать теплопродукцию за счет изменений обмена. У млекопитающих есть специальная ткань, «ответственная» за теплопродукцию, — бурый жир. В митохондриях клеток этой ткани при клеточном дыхании не синтезируется АТФ, а вся энергия рассеивается в виде тепла.

Физическая терморегуляция — способность регулиро­вать теплоотдачу. В ней участвуют изменения морфологии, поведение и физиологические реакции. Например, зимой у птиц увеличивается масса перьев. Многие животные к зиме накапливают жир, и подкожный жировой слой обес­печивает теплоизоляцию. В выступающих или поверхност­ных частях тела у ряда животных (например, в ластах китов, в лапах некоторых птиц) есть замечательное приспособле­ние — «чудесная сеть». Это сплетение сосудов, в котором вены тесно прижаты к артериям. Текущая по артериям кровь отдает тепло венам, оно возвращается к телу, а артериальная кровь поступает в конечности охлажденной. При этом конечности, по существу, пойкилотермны, зато температуру остального тела можно поддерживать с мень­шими затратами энергии.

Чтобы снизить температуру, животные используют ис­парение жидкости с поверхности тела. У человека для этого служит потоотделение, у собак и многих птиц — учащенное дыхание; некоторые сумчатые в жару обмазывают шкуру обильной слюной.

У животных есть разнообразные поведенческие адап­тации к температуре. Пожалуй, наибольшее значение они имеют для животных пустыни, где днем поверхность почвы может нагреваться до 60°-70°С. Днем насекомые, рептилии и млекопитающие проводят жаркое время, зарывшись в песок или спрятавшись в норы: в глубине почвы темпера­тура не так резко колеблется и не такая высокая.

Для наземных сообществ характерна широтная зональ­ность — закономерная смена одних сообществ другими при продвижении от экватора к полюсам. Экваториальную зону занимают вечнозеленые влажные леса. По мере удаления от экватора они сменяются саваннами, пустынями, затем следуют степи умеренного пояса, листопадные леса уме­ренного пояса, северные хвойные леса, зона тундр и, наконец, холодные пустыни.

Соответственно для каждой зоны характерна своя при­способленность к данным температурным показателям у растений. Меняются сроки опадения листвы и созревания плодов, качество древесины. Морозоустойчивость связана с биохимическими процессами, происходящими в клетках растений. Происходит замена воды сложными органичес­кими веществами, чтобы не полопались клетки от мороза.

У животных баланс между уровнем теплопродукции (образование энергии) и теплоотдачи контролирует центр терморегуляции, который является частью системы центров гипоталамуса. Центр терморегуляции воспринимает сигналы терморецепторов кожи и подкожных тканей и термочувствительных нейронов гипоталамуса и осущест­вляет коррекцию температуры тела. Раздражение перифе­рических холодовых терморецепторов сопровождается уве­личением теплопродукции, главным образом благодаря интенсивному обмену веществ, появлению холодовой дрожи и уменьшению теплоотдачи за счет сужения кожных и подкожных кровеносных сосудов. У млекопитающих в терморегуляции принимают участие железы внутренней секреции.

Рефлекторные механизмы терморегуляции. У человека существуют специальные нервные и гуморальные механиз­мы терморегуляции.

Химическая терморегуляция происходит благодаря не­посредственным влияниям нервных импульсов на уровень образования тепла в мышцах и внутренних органах. Парал­лельно с этим происходит и перераспределение крови - основного переносчика тепла в организме - путем расши­рения или сужения сосудов кожи, увеличения или умень­шения отделения пота.

Регуляция постоянства температуры тела и обмен ве­ществ осуществляется высшим отделом центральной нерв­ной системы — корой головного мозга. Наблюдения на людях показали, что изменения теплоотдачи могут возни­кать по сигналам из внешней среды, при некоторых пси­хических состояниях.

Регуляция постоянства температуры тела и обмен ве­ществ осуществляется высшим отделом центральной нерв­ной системы — корой головного мозга. Наблюдения на людях показали, что изменения теплоотдачи могут возни­кать по сигналам из внешней среды, при некоторых пси­хических состояниях.

  Поделись с друзьями:

Отзывы и комментарии

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить