Классификация организмов по механизмам гомеостатирования

Гомойотермия.В процессе эволюции у высших животных и человека выработались механизмы, способные поддерживать температуру тела на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Гомойотермные: температура тела, несмотря на колебания температуры окружающей среды, поддерживается на относительно постоянном уровне (изотермия). Гомойо – человек, собака, кошка. Температура внутренних органов у них колеблется в пределах 36—38°С, способствуя оптимальному течению метаболических процессов, катализируя большинство ферментативных реакций и влияя в определенных границах на их скорость.

Постоянная температура необходима и для поддержания нормальных физико-химических показателей — вязкости крови, ее поверхностного натяжения, коллоидно-осмотического давления и др. Температура влияет и -на процессы возбуждения, скорость и интенсивность сокращения мышц, процессы секреции, всасывания и защитные реакции клеток и тканей.

Гомойотермные организмы выработали регуляторные механизмы, делающие их менее зависимыми от окружающих условий. Они способны избегать перегревания при слишком высокой и переохлаждения при слишком низкой температуре воздуха.

Оптимальная температура тела у человека составляет 37° С; верхняя летальная температура — 43,4 °С. При более высокой температуре начинается внутриклеточная денатурация белка и необратимая гибель; нижняя летальная температура составляет 24 °С.

Из всех животных самыми жароустойчивыми являются курица и воробей — их верхняя летальная температура 47°С, а самыми «холодоустойчивыми» — кошка и морская свинка, нижняя летальная температура которых составляет 18 С.

В экстремальных условиях,резких изменений окружающей температуры гомойотермные животные реагируют реакцией стресса (температурный — тепловой или холодовой — стресс). С помощью этих реакций такие животные поддерживают оптимальный уровень температуры тела. Гомойотермия у человека вырабатывается в течение жизни.

Пойкилотермия.У беспозвоночных и низших позвоночных животных, а также у новорожденных детей отсутствуют совершенные механизмы поддержания температуры тела. В значительной степени она определяется температурой внешней среды и колеблется в соответствии с ее изменениями, в том числе сезонными. Вместе с тем существуют некие механизмы, способные повышать температуру тела пойкилотермных организмов по сравнению с внешней температурой (рак, моллюск, черепаха, лягушка).

У рептилий важнейшее значение в температурной адаптации имеет поведение. Многие ящерицы и змеи, греясь на солнце, поглощают огромное количество его излучения, а также тепло от нагретых скал и песка. У ящериц, обитающих на большой высоте над уровнем моря, после пребывания на солнце температура тела может достигать 26 °С при температуре воздуха —5 °С. Между кольцами питона, высиживающего яйца, регистрировали температуру 33,5 °С при температуре воздуха 31 °С. У пустынной игуаны в естественных условиях температура тела может достигать 42 °С при температуре окружающего воздуха 30 °С. Оказывается, игуана не просто греется на солнце, а принимает такие позы, при которых на ее тело попадает максимальное количество солнечных лучей.

В условиях пониженной температуры пойкилотермные животные впадают в особое состояние, называемое анабиозом, при котором резко снижается активность ферментов и на минимальном уровне находится интенсивность обменных процессов.

У разных видов пойкилотермных организмов температурный оптимум, совместимый с их жизнедеятельностью, варьирует в широких пределах. Некоторые микроорганизмы могут существовать в толще льдов при температуре от 0 до —60 °С; другие нормально развиваются при таких высоких температурах, которые для других животных губительны. К ним относятся организмы, живущие в горячих источниках при температуре от 50 до 70 °С, а также спорообразующие термофильные бактерии, которые выдерживают нагревание при 120 °С в течение 20 мин.

Пойкилотермные животные в экстремальных температурных условиях реагируют реакциями гипо- и анабиоза, в основе которых лежит снижение обмена веществ и энерготрат. За счет этого пойкилотермы переживают температурный стресс и другие экстремальные ситуации.

Гетеротермия.– тип регуляции температуры тела, при котором ее суточные и сезонные колебания превышают границы, характерные для гомойотермных организмов. Т.е. это несовершенство функционирования терморегуляторных механизмов у гомойотермных животных – например, в раннем онтогенезе, в состоянии зимней спячки в периоды перехода от сна к бодрствованию и наоборот и др.

Существует группа животных с переходными формами температурных реакций. В определенных условиях они проявляют свойства и пойкило-, и гомойотермии. Например, для летучей мыши, находящейся в полете, характерна гомойотермия, а в вертикальном подвешенном состоя­нии во время спячки — пойкилотермия. К факультативным пойкилотермам относятся и зимнеспящие животные, и грызуны, и некоторые мелкие птицы (колибри). Температура их тела в период двигательной активностизменяется в очень широких пределах: у суслика, например, от 30 до 39 °С, в покое же она резко падает. Анабиотические механизмы защиты сохрани­лись и у высших животных; они проявляются в определенных условиях, на­пример при гипобиозе.

Холодовая адаптация обитателей Земли.

Однако большинство организмов могут противостоять температурным воздействиям окружающей среды – организмы регуляторы (бушмены пустыни Калохари, женщины-«ама»- ныряльшицы за жемчугом.