Климатические факторы Тепло Тепло как экологический фактор

Климатические факторы Тепло

Тепло как экологический фактор n n n Распределение тепла по поверхности Земного шара и по месяцам года не равномерно, что связано с перераспределением солнечной энергии. В отдельных участках земной коры происходит разгрузка эндогенного тепла (термальные источники на суше и в океане) Экотопы с поступлением антропогенного тепла (тепловые и атомные электростанции)

Группы организмов по отношению к теплу Стенотермные (термофильные, мегатермные) виды Примеры: рачок Thermosbaena mirabilis обитает в теплых источниках при температуре 45 -480 и не ниже +300 Насекомые эктопаразиты млекопитающих и птиц Стенотермные психрофильные (микротермные) виды Пример: ногохвостка Chiona (вид фауны снегов Гималаев) активна при температуре < 00 вплоть до - 100 Эвритермные виды (жаба обыкновенная, амурский тигр и др. )

Тепловой преферендум n n n Тепловой преферендум – предпочитаемые температуры Примеры: Комнатная муха - + 42 0 Тепловой преферендум изменяется с переходом от одной стадии развития к другой

Стратегии теплообмена n n 1. 2. 3. Гомойотермные животные Пойкилотермные Циклотермные – температура совпадает с окружающей средой Хемойотермные повышают температуру за счет высокой мышечной активности (бражники) Гелиотермные (рептилии, насекомые греются на солнце)

Влияние тепла на скорость развития n У пойкилотермных животных скорость развития и число генераций в году зависит от температуры

Влияние тепла на скорость развития Сумма эффективных температур S = (T – K) D K – температура, ниже которой скорость развития вида равна 0, называется нулем развития (T – K) разность между температурой Т, в которой находится животное, и нулем развития К называют эффективной температурой S – константная величина соответствует сумме эффективных температур, необходимых для развития животного D – продолжительность развития n

Влияние тепла на скорость развития n n Зная константную величину S и температуру местообитания, можно вычислить продолжительность развития при любой температуре. Если: n 1 – продолжительность развития яйца, n 2 – личиночное развитие, n 3 – продолжительность развития нимфы S= (T-K) x (n 1 + n 2 + n 3)

Влияние тепла на скорость развития Пример: 0 n Плодовая муха 26 и 70% относительной влажности проходит развитие за 20 дней, при 19, 50 – за 41, 7 дня Нулем развития (К) для этого вида является температура 13, 50 1). S = (26 – 13, 5) x 20 = 250 2). S = (19, 5 – 13, 5) x 41, 7 = 250, 2 n

Изменение числа поколений в году n n Пойкилотермные животные тропических областей растут быстрее и дают большее число поколений за год, чем близкие им виды умеренных широт. Плодовая муха Ceratitis capitata дает: 11 -12 поколений в Гонолулу 9 поколений в Каире 5 поколений в Алжире 2 поколений в Париже

Адаптации к экстремальным температурам n Адаптации к высоким температурам – увеличение теплоотдачи за счет усиления испарения - снижение обмена веществ (у растений сокращение листовой поверхности) - состояние покоя - этологические реакции животных - миграции

Адаптации к экстремальным температурам Адаптации к низким температурам Растения: - Накопление сахаров в клеточном соке, что снижает температуру замерзания - Листопад - Поверхностные ткани являются плохими проводниками тепла (одревесневшие, кроющие почечные чешуи, опушение) - Стелющиеся жизненные формы

Адаптации к экстремальным температурам Животные Морфологические адаптации Правило Бергмана – В наиболее холодных климатах при прочих сходных экологических условиях виды гомойотермных животных, принадлежащих к определенной систематической группе, имеют более крупные размеры. Чем крупнее животное и чем меньше отношение поверхность/объем, тем меньше потери тепла через теплоотдачу. Наиболее выгодна форма шара. n

Адаптации к экстремальным температурам Примеры: Пингвины – Самый крупный вид Aptenodytes forsteri имеет размеры 1, 2 м и 34 кг, обитает на побережье Антарктического материка, редко за пределами 610 ю. ш. - Самый мелкий вид Spheniscus mendiculus имеет размер 50 см, обитает на Галапагосских островах под самым экватором n

Адаптации к экстремальным температурам n Правило Аллена (следствие правила Бергмана) – у млекопитающих холодного климата уменьшается поверхность ушей и хвоста, шея и лапы становятся короче Пример: - лисица фенек (жаркие пустыни) - рыжая лисица (умеренные широты) - песец (полярные широты)

Адаптации к экстремальным температурам Физиологические адатапции Гомойотермные тропические животные (млекопитающие) При t = 250 усиливают обменные процессы t = 100 образование тепла утраивается t = 00 погибают Гомойотермные арктические животные (млекопитающие) При t = - 300, - 400 усиливают обмен веществ n

Адаптации пойкилотермных животных к низким температурам n n n Прогрессирующее обезвоживание и увеличение осмотического давления внутренних жидкостей тела, что снижает точку замерзания (хирономиды Арктики) Снижение уровня обменных процессов (насекомые): при 00 запасов хватает на 10 дней, при – 23 0 на 1000 дн. Накопление в организме животных веществ «антифризов» : у насекомых глицерин, образующийся из гликогена, снижает температуру замерзания до – 20 0 ; у рыб (треска) образуется триметиламин (тот же эффект)

Этологические адаптации к экстремальным температурам n n Клоп-солдатик весной концентрируется на участках пней, зданий и пр. Рыжий муравей Formica rufa затыкает на ночь входные отверстия в гнездо сосновыми иглами, что сохраняет температуру от 23 0 до 29 0 , т. е. на 10 0 выше, чем окружающая среда Изменение суточного ритма жизни (ночной образ) Миграции