Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Температура,
°С
Потребление O2, мкл/(гч)
Температурные интервалы, 0G
<3ю
7
61
10
81
7—10
2,57
15
126
10—15
2,41
20
200
15—20
2,52
25
290
20—25
2,10
30
362
25—30
1,56
Очевидно, что для нахождения Qi0 нет необходимости измерять скорости при температурах с интервалом ровно 10°. Можно
Рис. 7.3. Потребление кислорода колорадским жуком возрастает с увеличением температуры (сплошная линия). Пунктиром показано, какой вид имела бы кривая, если бы величина Qi0 была постоянна и равна 2,5. Данные взяты из табл. 7.1.
взять любые две температуры, лишь бы они достаточно разнились между собой для надежности измерения температурного эффекта. Чтобы вычислить Qio из скоростей при двух разных температурах,
Влияние изменений температуры 303
можно преобразовать уравнение и использовать одну из двух его форм:
IgQi0=(IgK8-IgAi)- T2-T1-
или
?„-$-)^.
Далее вычисляют Qi0 для интервала между T2 и Т\. Однако очень часто Qio не остается постоянным на всем диапазоне температур, совместимым с жизнью животного, и потому необходимо точно указывать, в каких условиях производились измерения.
Рассмотрим реальный пример. В табл. 7.1 приведены данные о потреблении кислорода колорадским жуком в интервале от 0 до 3O0C На всем этом интервале потребление O2 с повышением температуры возрастает, и в среднем Q10 для данного интервала
Рис. 7.4. Если потребление кислорода колорадским жуком отложить по оси ординат в виде логарифма, то зависимость этого процесса от температуры в диапазоне от 7 до 20 0C отобразится прямой. Прн температурах выше 20 0C фактический прирост меньше, чем следовало бы ожидать при Qi0=2,5 (пунктирная линия). Данные взяты из табл. 7.1.
равно 2,17. Но если мы вычислим Qio для более узких температурных интервалов, использованных в опыте, то мы увидим, что до 200C Qio остается достаточно постоянным, составляя примерно 2,5, но при дальнейшем повышении температуры Qio падает (табл. 7.1,
304 Глава 7. Влияние температуры
последний столбец). Если мы представим эти данные графически (рис. 7.3), то мы ясно увидим, что полученные результаты для температур выше 200C отклоняются от правильной экспоненциальной функции.
На практике довольно хлопотно вычислять Qio для каждой серии определений; кроме того, неудобно строить экспоненциальную кривую в арифметических координатах для сопоставления с экспериментальными данными. Если вместо этого мы отложим наши цифры на логарифмической шкале, мы получим прямую для тех интервалов, в которых эффект температуры остается постоянным и Qio не меняется (рис. 7.4). Прямая соответствует величине Qi0, равной 2,50, и можно видеть, что данные, полученные для температур до 20 °С, полностью укладываются на эту прямую. Однако при температурах выше 20 °С кривая потребления кислорода все больше и больше отклоняется от прямой линии (т. е. потребление O2 все еще возрастает с температурой, но величина температурного эффекта снижается). При дальнейшем повышении температуры это отклонение становится еще более резким, и в конце концов достигается верхний температурный предел для жизни.
ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ; ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРЕДЕЛЫ ДЛЯ ЖИЗНИ
Животные значительно различаются в отношении диапазона переносимых температур. Одни могут существовать только в очень узком диапазоне, для других этот диапазон намного шире. Кроме того, температурная толерантность иногда меняется с течением времени, и в этом отношении возможна некоторая адаптация: после длительного пребывания животного в условиях, близких к пределу его толерантности, этот предел может сдвинуться. Некоторые животные особенно чувствительны к крайним температурам в определенные периоды жизни, особенно на ранних стадиях развития.
Обсуждая вопрос о толерантности к крайним температурам, следует различать ту температуру, при которой данный организм может выжить, и ту, при которой он может пройти весь жизненный цикл. Следует также осознать, что нельзя точно определить, какая температура для данного организма летальна, так как большое значение имеет время температурного воздействия. Так, например, животное может выносить какую-то высокую температуру в течение нескольких минут, но погибнет, если ее воздействие" продлится несколько часов.
Важно еще заметить, что речь идет о температуре тела самого животного, а не о температуре окружающей среды. Для подавляющего большинства водных организмов эти две величины почти равны между собой, но для наземных, как уже говорилось, они могут сильно различаться. У ящерицы, сидящей на солнце, тем-
Экстремальные температуры; пределы для жизни 30
пература тела благодаря нагреву солнечными лучами может на 10—20° превышать температуру окружающего воздуха. Так называемые теплокровные животные — млекопитающие и птицы,— как правило, способны переносить лишь небольшие колебания температуры тела, но в то же время они способны существовать в очень широком диапазоне внешних температур — от Арктики до самых жарких пустынь.
