อุณหภูมิที่อยู่อาศัยของสัตว์ นิเวศวิทยา. อุณหภูมิในอวกาศเป็นเท่าใด

อุณหภูมิเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญและมักจำกัด การกระจายพันธุ์และขนาดประชากรต่างๆ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นอย่างมาก อะไรคือสาเหตุของสิ่งนี้ และอะไรคือสาเหตุของการพึ่งพาอาศัยกันนี้?

ช่วงอุณหภูมิที่บันทึกไว้ในจักรวาลมีค่าเท่ากับหนึ่งพันองศา แต่ขีดจำกัดของการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตบนโลกนั้นแคบกว่ามาก โดยส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่ - 200 ° C ถึง + 100 ° C สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่มีช่วงอุณหภูมิที่แคบกว่ามาก โดยช่วงที่ใหญ่ที่สุดจะพบได้ในสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบต่ำที่สุด ได้แก่ จุลินทรีย์ โดยเฉพาะแบคทีเรีย แบคทีเรียมีความสามารถในการมีชีวิตอยู่ในสภาวะที่สิ่งมีชีวิตอื่นตาย ดังนั้นจึงพบได้ในน้ำพุร้อนที่อุณหภูมิประมาณ 90°C และแม้กระทั่ง 250°C ในขณะที่แมลงที่ต้านทานได้มากที่สุดจะตายหากอุณหภูมิโดยรอบเกิน 50°C การดำรงอยู่ของแบคทีเรียในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลายนั้นมั่นใจได้จากความสามารถในการเปลี่ยนรูปเป็นรูปแบบต่างๆ เช่น สปอร์ ซึ่งมีผนังเซลล์ที่แข็งแกร่งที่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยได้

โดยทั่วไปช่วงของความทนทานต่อสัตว์บกจะมากกว่าสัตว์น้ำ (ไม่นับจุลินทรีย์) ความแปรปรวนของอุณหภูมิ ช่วงเวลาและเชิงพื้นที่เป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน บางชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในอุณหภูมิคงที่หรือค่อนข้างคงที่ ในขณะที่บางชนิดสามารถปรับตัวให้เข้ากับความผันผวนของอุณหภูมิได้ดีกว่า

ผลกระทบของปัจจัยด้านอุณหภูมิต่อสิ่งมีชีวิตนั้นขึ้นอยู่กับผลกระทบต่ออัตราการเผาผลาญ หากเราดำเนินการตามกฎของปฏิกิริยาเคมีของ Van't Hoff เราควรสรุปว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะทำให้อัตราของกระบวนการเมแทบอลิซึมทางชีวเคมีเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน อย่างไรก็ตาม ในสิ่งมีชีวิต อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับกิจกรรมของเอนไซม์ซึ่งมีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด อัตราการเกิดปฏิกิริยาของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ไม่ใช่เชิงเส้น เมื่อพิจารณาถึงความหลากหลายของปฏิกิริยาของเอนไซม์ในสิ่งมีชีวิต ควรสรุปได้ว่าสถานการณ์ในระบบสิ่งมีชีวิตแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากปฏิกิริยาเคมีที่ค่อนข้างง่าย (เกิดขึ้นในระบบที่ไม่มีชีวิต)

เมื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ โฮโฮเทอร์มิกและโพอิคิโลเทอร์มิก. หมวดนี้ใช้กับสัตว์โลก บางครั้งสัตว์ก็ถูกแบ่งออกเป็น เลือดอุ่นและเลือดเย็น.

สิ่งมีชีวิตที่ให้ความร้อนภายในบ้านมีอุณหภูมิคงที่และรักษาอุณหภูมิไว้ได้แม้ว่าอุณหภูมิในสิ่งแวดล้อมจะเปลี่ยนแปลงก็ตาม ในทางตรงกันข้าม สิ่งมีชีวิตที่ให้ความร้อนแบบ poikilothermic จะไม่ใช้พลังงานเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ และจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ

การแบ่งส่วนนี้ค่อนข้างจะเป็นไปตามอำเภอใจ เนื่องจากสิ่งมีชีวิตหลายชนิดไม่ได้มีปฏิกิริยาแบบ poikilothermic หรือแบบ homeothermic เลย สัตว์เลื้อยคลาน ปลา และแมลงหลายชนิด (ผึ้ง ผีเสื้อ แมลงปอ) สามารถควบคุมอุณหภูมิร่างกายของพวกมันได้ในช่วงเวลาหนึ่ง และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่อุณหภูมิต่ำผิดปกติจะอ่อนลงหรือระงับการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายแบบดูดความร้อน ดังนั้น แม้ในสัตว์ที่ให้ความร้อน “คลาสสิก” เช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม อุณหภูมิของร่างกายจะลดลงในระหว่างการจำศีล

แม้จะมีธรรมเนียมที่รู้จักกันดีในการแบ่งสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อาศัยอยู่บนโลกออกเป็นสองกลุ่มใหญ่นี้ แต่ก็แสดงให้เห็นว่ามีสองทางเลือกเชิงกลยุทธ์สำหรับการปรับตัวให้เข้ากับสภาพอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม พวกมันพัฒนาขึ้นในระหว่างการวิวัฒนาการและมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติพื้นฐานหลายประการ: ในระดับและความเสถียรของอุณหภูมิร่างกาย, ในแหล่งพลังงานความร้อน, ในกลไกการควบคุมอุณหภูมิ

สัตว์ที่มีภาวะ Poikilothermic เป็นสัตว์ที่มีอุณหภูมิภายนอกและมีอัตราการเผาผลาญค่อนข้างต่ำ อุณหภูมิของร่างกาย ความเร็วของกระบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมี และกิจกรรมทั่วไป ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมโดยตรง การปรับตัว (การชดเชย) ในสิ่งมีชีวิต poikilothermic เกิดขึ้นที่ระดับกระบวนการเผาผลาญ: กิจกรรมของเอนไซม์ที่เหมาะสมจะสอดคล้องกับระบอบอุณหภูมิ

กลยุทธ์ poikilothermy คือสิ่งมีชีวิตจะไม่สิ้นเปลืองพลังงานไปกับการควบคุมอุณหภูมิแบบแอคทีฟ และรับประกันความเสถียรในช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยที่คงอยู่เป็นเวลานาน เมื่อพารามิเตอร์อุณหภูมิเกินขีดจำกัด สิ่งมีชีวิตจะหยุดกิจกรรมของมัน การปรับตัวให้เข้ากับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงไปในสัตว์เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะ

สิ่งมีชีวิตที่ให้ความร้อนภายในบ้านมีความซับซ้อนในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม การปรับตัวตามความร้อนสัมพันธ์กับการรักษาระดับอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่และ ต้มลงไปเพื่อให้ได้พลังงานเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเผาผลาญในระดับสูง ความเข้มของอย่างหลังคือ 1 - 2 ลำดับความสำคัญที่สูงกว่าใน poikilotherms กระบวนการทางสรีรวิทยาและชีวเคมีเกิดขึ้นภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่เหมาะสม ความสมดุลทางความร้อนขึ้นอยู่กับการใช้การผลิตความร้อนของตัวเอง จึงเป็นเหตุให้พวกมันถูกจัดประเภทเป็นสิ่งมีชีวิตที่ดูดความร้อน ระบบประสาทมีบทบาทในการกำกับดูแลในการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่

กลยุทธ์การบำบัดแบบ Homeothermy เกี่ยวข้องกับต้นทุนพลังงานที่สูงเพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ การบำบัดแบบ Homeothermy เป็นลักษณะของสิ่งมีชีวิตชั้นสูง ซึ่งรวมถึงสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นสูงสองประเภท: นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิวัฒนาการของกลุ่มเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการพึ่งพาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอกโดยการเพิ่มบทบาทของกลไกการกำกับดูแลส่วนกลาง โดยเฉพาะระบบประสาท สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่เป็นชนิด poikilothermic พวกมันกระจายอยู่ทั่วไปบนโลกและครอบครองระบบนิเวศน์ที่หลากหลาย

การตอบสนองของสัตว์บางชนิดต่ออุณหภูมิไม่คงที่และอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเวลาที่สัมผัสกับอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมและเงื่อนไขอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง กล่าวอีกนัยหนึ่งร่างกายสามารถปรับตัวตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ หากอุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการลงทะเบียนภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการ มักจะเรียกกระบวนการนี้ เคยชินกับสภาพแวดล้อม,ถ้าเป็นไปตามธรรมชาติ - เคยชินกับสภาพอย่างไรก็ตามความแตกต่างระหว่างคำเหล่านี้ไม่ได้อยู่ที่การลงทะเบียนของปฏิกิริยา แต่ในสาระสำคัญ: ในกรณีแรกเรากำลังพูดถึงสิ่งที่เรียกว่าฟีโนไทป์และในครั้งที่สอง - การปรับตัวของจีโนไทป์นั่นคือ การปรับตัวทางพันธุกรรม ระดับ. หากร่างกายไม่สามารถปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ ร่างกายก็จะตาย สาเหตุของการเสียชีวิตของร่างกายที่อุณหภูมิสูงคือการละเมิดสภาวะสมดุลและอัตราการเผาผลาญ การสลายตัวของโปรตีนและการหยุดการทำงานของเอนไซม์ และการขาดน้ำ ความเสียหายต่อโครงสร้างโปรตีนที่ไม่สามารถรักษาให้หายได้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 60°C นี่เป็นเกณฑ์ของ "การตายจากความร้อน" ในโปรโตซัวจำนวนหนึ่งและสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ระดับล่างบางชนิด การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะแสดงออกมาในรูปแบบของการดำรงอยู่ เช่น ซีสต์ สปอร์ และเมล็ดพืช ในสัตว์ "การเสียชีวิตด้วยความร้อน" เกิดขึ้นก่อนที่โปรตีนจะสูญเสียสภาพธรรมชาติ เนื่องจากการรบกวนการทำงานของระบบประสาทและกลไกการควบคุมอื่นๆ

ที่อุณหภูมิต่ำเมแทบอลิซึมช้าลงหรือหยุดลงผลึกน้ำแข็งก่อตัวภายในเซลล์ซึ่งนำไปสู่การทำลายล้างการเพิ่มความเข้มข้นของเกลือในเซลล์การหยุดชะงักของสมดุลออสโมติกและการสูญเสียโปรตีน พืชที่ทนต่อความเย็นจัดสามารถทนต่อการแช่แข็งในฤดูหนาวได้อย่างสมบูรณ์ด้วยการจัดเรียงโครงสร้างใหม่โดยมุ่งเป้าไปที่เซลล์ที่ขาดน้ำ เมล็ดสามารถทนต่ออุณหภูมิได้ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์

อุณหภูมิเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญที่สุด อุณหภูมิมีผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตสิ่งมีชีวิตในหลายๆ ด้าน ภูมิศาสตร์ของการกระจาย การสืบพันธุ์ และคุณสมบัติทางชีวภาพอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิต ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเป็นหลัก ช่วงเช่น อุณหภูมิสูงสุดที่สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้อยู่ระหว่างประมาณ -200°C ถึง +100°C และบางครั้งพบว่ามีแบคทีเรียอยู่ในน้ำพุร้อนที่อุณหภูมิ 250°C ในความเป็นจริง สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่สามารถอยู่รอดได้ในช่วงอุณหภูมิที่แคบลง

จุลินทรีย์บางชนิด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแบคทีเรียและสาหร่าย สามารถดำรงชีวิตและสืบพันธุ์ได้ในบ่อน้ำพุร้อนที่อุณหภูมิใกล้จุดเดือด อุณหภูมิสูงสุดสำหรับแบคทีเรียในบ่อน้ำพุร้อนคือประมาณ 90°C ความแปรปรวนของอุณหภูมิมีความสำคัญมากจากมุมมองของสิ่งแวดล้อม

สัตว์ทุกชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้เฉพาะในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น ซึ่งเรียกว่าอุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดที่ทำให้ถึงตาย นอกเหนือจากอุณหภูมิสุดขั้ววิกฤตเหล่านี้ ความเย็นหรือความร้อน การตายของสิ่งมีชีวิตก็เกิดขึ้น มีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดระหว่างนั้นซึ่งมีกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตโดยรวม

ขึ้นอยู่กับความทนทานของสิ่งมีชีวิตต่อสภาวะอุณหภูมิพวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นยูริเทอร์มิกและสเตนเทอร์มิกเช่น สามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิภายในขอบเขตกว้างหรือแคบ ตัวอย่างเช่น ไลเคนและแบคทีเรียหลายชนิดสามารถมีชีวิตอยู่ได้ในอุณหภูมิที่แตกต่างกัน หรือกล้วยไม้และพืชที่ชอบความร้อนอื่นๆ ในเขตร้อนจะมีอุณหภูมิคงที่

สัตว์บางชนิดสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่ได้ ไม่ว่าอุณหภูมิโดยรอบจะเป็นอย่างไร สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าโฮมเทอร์มิก ในสัตว์อื่นๆ อุณหภูมิของร่างกายจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ พวกมันถูกเรียกว่าโพอิคิโลเทอร์มิก ขึ้นอยู่กับวิธีการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาวะอุณหภูมิพวกมันถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่มทางนิเวศวิทยา: ไครโอฟิล - สิ่งมีชีวิตที่ปรับให้เข้ากับความเย็นถึงอุณหภูมิต่ำ; thermophiles - หรือรักความร้อน

กฎของอัลเลน- กฎเชิงนิเวศภูมิศาสตร์ที่ก่อตั้งโดย D. Allen ในปี 1877 ตามกฎนี้ ในบรรดารูปแบบที่เกี่ยวข้องของสัตว์ที่ให้ความร้อน (เลือดอุ่น) ซึ่งมีวิถีชีวิตคล้ายกัน สัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศที่เย็นกว่าจะมีส่วนต่างๆ ของร่างกายที่ยื่นออกมาค่อนข้างเล็ก เช่น หู ขา หาง ฯลฯ

การลดส่วนที่ยื่นออกมาของร่างกายทำให้พื้นผิวสัมพัทธ์ของร่างกายลดลงและช่วยประหยัดความร้อน

ตัวอย่างของกฎนี้คือตัวแทนของครอบครัว Canine จากภูมิภาคต่างๆ หูที่เล็กที่สุด (สัมพันธ์กับความยาวลำตัว) และปากกระบอกปืนที่ยาวน้อยกว่าในวงศ์นี้พบได้ในสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก (พื้นที่: อาร์กติก) และหูที่ใหญ่ที่สุดและปากกระบอกปืนแคบและยาวจะพบได้ในสุนัขจิ้งจอกเฟนเนก (พื้นที่: ซาฮารา)

กฎนี้ยังใช้กับประชากรมนุษย์ด้วย จมูก แขน และขาที่สั้นที่สุด (เทียบกับขนาดร่างกาย) เป็นลักษณะเฉพาะของชาวเอสกิโม-อเลอุต (เอสกิโม, เอสกิโม, เอสกิโม) และแขนและขาที่ยาวที่สุดมีไว้สำหรับกลุ่มขนสัตว์และทุตซิส

กฎของเบิร์กแมน- กฎเชิงนิเวศภูมิศาสตร์ซึ่งกำหนดขึ้นในปี พ.ศ. 2390 โดยนักชีววิทยาชาวเยอรมัน Karl Bergmann กฎระบุว่าในบรรดาสัตว์ที่ให้ความร้อน (เลือดอุ่น) รูปแบบที่คล้ายกัน สัตว์ที่ใหญ่ที่สุดคือสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศที่เย็นกว่า - ในละติจูดสูงหรือบนภูเขา หากมีสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด (เช่น สปีชีส์ในสกุลเดียวกัน) ที่ไม่มีรูปแบบการให้อาหารและวิถีชีวิตที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ สปีชีส์ที่ใหญ่กว่าก็จะพบได้ในสภาพอากาศที่รุนแรง (เย็น) เช่นกัน

กฎนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่าการผลิตความร้อนทั้งหมดในชนิดดูดความร้อนนั้นขึ้นอยู่กับปริมาตรของร่างกาย และอัตราการถ่ายเทความร้อนขึ้นอยู่กับพื้นที่ผิวของมัน เมื่อขนาดของสิ่งมีชีวิตเพิ่มขึ้น ปริมาตรของร่างกายก็จะเติบโตเร็วกว่าพื้นผิวของมัน กฎนี้ได้รับการทดสอบครั้งแรกกับสุนัขที่มีขนาดต่างกัน ปรากฎว่าการผลิตความร้อนในสุนัขตัวเล็กนั้นสูงกว่าต่อมวลหน่วย แต่ไม่ว่าขนาดจะคงที่เท่าใดต่อหน่วยพื้นที่ผิว

อันที่จริง กฎของเบิร์กมันน์มักจะสำเร็จทั้งภายในสายพันธุ์เดียวกันและในสายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด เช่น เสือพันธุ์อามูร์จากตะวันออกไกลมีขนาดใหญ่กว่าเสือพันธุ์สุมาตราจากอินโดนีเซีย โดยเฉลี่ยแล้วสายพันธุ์ย่อยของหมาป่าภาคเหนือจะใหญ่กว่าสายพันธุ์ทางใต้โดยเฉลี่ย ในบรรดาสายพันธุ์หมีที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด ชนิดที่ใหญ่ที่สุดอาศัยอยู่ในละติจูดทางตอนเหนือ (หมีขั้วโลก หมีสีน้ำตาลจากเกาะ Kodiak) และสายพันธุ์ที่เล็กที่สุด (เช่น หมีแวววาว) อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่มีอากาศอบอุ่น

ในเวลาเดียวกัน กฎนี้มักถูกวิพากษ์วิจารณ์; มีข้อสังเกตว่าไม่สามารถมีลักษณะทั่วไปได้ เนื่องจากขนาดของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกได้รับอิทธิพลจากปัจจัยอื่นๆ อีกหลายอย่างนอกเหนือจากอุณหภูมิ นอกจากนี้ การปรับตัวให้เข้ากับสภาพอากาศที่รุนแรงในระดับประชากรและสายพันธุ์มักไม่ได้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงขนาดร่างกาย แต่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดของอวัยวะภายใน (การเพิ่มขนาดของหัวใจและปอด) หรือโดยการปรับตัวทางชีวเคมี เมื่อพิจารณาถึงคำวิพากษ์วิจารณ์นี้ จำเป็นต้องเน้นย้ำว่ากฎของเบิร์กแมนมีลักษณะเป็นสถิติและแสดงให้เห็นผลอย่างชัดเจน ส่วนสิ่งอื่นๆ ทั้งหมดเท่าเทียมกัน

อันที่จริงมีข้อยกเว้นมากมายสำหรับกฎนี้ ดังนั้น แมมมอธขนยาวที่เล็กที่สุดจึงเป็นที่รู้จักจากเกาะแรงเกลที่ขั้วโลก หมาป่าป่าหลายชนิดมีขนาดใหญ่กว่าหมาป่าทุนดรา (ตัวอย่างเช่น ชนิดย่อยที่สูญพันธุ์ไปแล้วจากคาบสมุทรเคไน สันนิษฐานว่าขนาดใหญ่ของพวกมันอาจทำให้หมาป่าเหล่านี้ได้เปรียบเมื่อล่ากวางมูสขนาดใหญ่ที่อาศัยอยู่ในคาบสมุทร) ชนิดย่อยของเสือดาวตะวันออกไกลที่อาศัยอยู่บนอามูร์นั้นมีขนาดเล็กกว่าเสือดาวในแอฟริกาอย่างมาก ในตัวอย่างที่ให้มา รูปแบบที่เปรียบเทียบจะแตกต่างกันไปตามวิถีชีวิต (ประชากรเกาะและทวีป สายพันธุ์ย่อยทุนดรา การกินเหยื่อที่มีขนาดเล็กกว่า และชนิดย่อยในป่า การกินเหยื่อที่มีขนาดใหญ่กว่า)

ในความสัมพันธ์กับมนุษย์ กฎนี้มีผลใช้บังคับในระดับหนึ่ง (เช่น ชนเผ่าแคระปรากฏตัวซ้ำแล้วซ้ำเล่าและเป็นอิสระในพื้นที่ต่างๆ ที่มีภูมิอากาศแบบเขตร้อน) อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในเรื่องอาหารและประเพณีในท้องถิ่น การอพยพ และการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมระหว่างประชากรทำให้เกิดข้อจำกัดในการบังคับใช้กฎนี้

กฎของโกลเกอร์คือในบรรดารูปแบบที่เกี่ยวข้อง (เชื้อชาติหรือชนิดย่อยของสายพันธุ์เดียวกัน สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้อง) ของสัตว์ที่ให้ความร้อน (เลือดอุ่น) สัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศอบอุ่นและชื้นจะมีสีสว่างกว่าสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพอากาศเย็นและแห้ง ก่อตั้งในปี 1833 โดย Konstantin Gloger (Gloger C. W. L.; 1803-1863) นักปักษีวิทยาชาวโปแลนด์และเยอรมัน

ตัวอย่างเช่น นกทะเลทรายสายพันธุ์ส่วนใหญ่จะมีสีคล้ำกว่านกที่มาจากป่ากึ่งเขตร้อนและป่าเขตร้อน กฎของโกลเกอร์สามารถอธิบายได้ทั้งจากการพิจารณาการพรางตัวและอิทธิพลของสภาพภูมิอากาศที่มีต่อการสังเคราะห์เม็ดสี กฎของ Gloger ยังใช้กับสัตว์ที่มีภาวะอุณหภูมิต่ำ (เลือดเย็น) โดยเฉพาะแมลงในระดับหนึ่ง

ความชื้นเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

เริ่มแรกสิ่งมีชีวิตทั้งหมดอยู่ในน้ำ เมื่อยึดครองดินแดนแล้วก็ไม่สูญเสียการพึ่งพาน้ำ น้ำเป็นส่วนสำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ หากไม่มีความชื้นหรือน้ำก็ไม่มีชีวิต

ความชื้นเป็นพารามิเตอร์ที่แสดงลักษณะของไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมพัทธ์คือปริมาณไอน้ำในอากาศและขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน จำนวนนี้เรียกว่าความชื้นสัมพัทธ์ (เช่นอัตราส่วนของปริมาณไอน้ำในอากาศต่อปริมาณไออิ่มตัวภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันบางอย่าง)

ในธรรมชาติมีความชื้นเป็นจังหวะทุกวัน ความชื้นผันผวนในแนวตั้งและแนวนอน ปัจจัยนี้พร้อมด้วยแสงและอุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกิจกรรมของสิ่งมีชีวิตและการแพร่กระจายของพวกมัน ความชื้นยังปรับเปลี่ยนผลกระทบของอุณหภูมิด้วย

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญคือการทำให้แห้งด้วยอากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตบนบก ผลการทำให้อากาศแห้งมีความสำคัญอย่างยิ่ง สัตว์ต่างๆ ปรับตัวโดยการย้ายไปยังสถานที่คุ้มครองและใช้ชีวิตอย่างกระฉับกระเฉงในเวลากลางคืน

พืชดูดซับน้ำจากดินและเกือบทั้งหมด (97-99%) ระเหยผ่านใบ กระบวนการนี้เรียกว่าการคายน้ำ การระเหยทำให้ใบเย็นลง ด้วยการระเหย ไอออนจึงถูกขนส่งผ่านดินไปยังราก ไอออนถูกขนส่งระหว่างเซลล์ ฯลฯ

ความชื้นจำนวนหนึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตบนบก หลายคนต้องการความชื้นสัมพัทธ์ 100% สำหรับการทำงานปกติและในทางกลับกันสิ่งมีชีวิตในสภาวะปกติไม่สามารถมีชีวิตอยู่ในอากาศแห้งสนิทเป็นเวลานานได้เพราะมันสูญเสียน้ำอยู่ตลอดเวลา น้ำเป็นส่วนสำคัญของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นการสูญเสียน้ำในปริมาณหนึ่งจึงทำให้เสียชีวิตได้

พืชในสภาพอากาศแห้งจะปรับตัวผ่านการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาและการลดจำนวนอวัยวะของพืช โดยเฉพาะใบ

สัตว์บกก็ปรับตัวเช่นกัน หลายคนดื่มน้ำ บ้างก็ดูดซึมผ่านร่างกายในรูปของเหลวหรือไอ ตัวอย่างเช่น สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำส่วนใหญ่ แมลงและไรบางชนิด สัตว์ทะเลทรายส่วนใหญ่ไม่ดื่มเลย พวกมันตอบสนองความต้องการด้วยน้ำที่เตรียมมากับอาหาร สัตว์อื่นๆ ได้รับน้ำโดยกระบวนการออกซิเดชันของไขมัน

น้ำเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับสิ่งมีชีวิต ดังนั้นสิ่งมีชีวิตจึงแพร่กระจายไปทั่วแหล่งที่อยู่อาศัยขึ้นอยู่กับความต้องการ: สิ่งมีชีวิตในน้ำอาศัยอยู่ในน้ำตลอดเวลา ไฮโดรไฟต์สามารถอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงเท่านั้น

จากมุมมองของความจุทางนิเวศวิทยา hydrophytes และ hygrophytes อยู่ในกลุ่มของ stenogyrs ความชื้นส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น ความชื้นสัมพัทธ์ 70% เอื้ออำนวยต่อการเจริญเต็มที่ของสนามและความอุดมสมบูรณ์ของตั๊กแตนอพยพตัวเมีย เมื่อขยายพันธุ์ได้สำเร็จจะทำให้เกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจอย่างใหญ่หลวงต่อพืชผลในหลายประเทศ

สำหรับการประเมินทางนิเวศวิทยาของการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต จะใช้ตัวบ่งชี้ความแห้งแล้งของสภาพภูมิอากาศ ความแห้งกร้านทำหน้าที่เป็นปัจจัยคัดเลือกสำหรับการจำแนกประเภททางนิเวศวิทยาของสิ่งมีชีวิต

ดังนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะความชื้นของสภาพอากาศในท้องถิ่น สิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ จึงถูกกระจายออกเป็นกลุ่มนิเวศวิทยา:

1. ไฮดาโตไฟต์เป็นพืชน้ำ

2. Hydrophytes เป็นพืชบกและน้ำ

3. Hygrophytes - พืชบกที่อาศัยอยู่ในสภาพที่มีความชื้นสูง

4. Mesophytes เป็นพืชที่เติบโตโดยมีความชื้นปานกลาง

5. Xerophytes เป็นพืชที่เจริญเติบโตโดยมีความชื้นไม่เพียงพอ ในที่สุดก็แบ่งออกเป็น: succulents - พืชฉ่ำ (cacti); สเกลโรไฟต์เป็นพืชที่มีใบแคบและเล็ก ม้วนเป็นท่อ พวกมันยังแบ่งออกเป็นยูเซโรไฟต์และสไตแพกเซโรไฟต์ Euxerophytes เป็นพืชบริภาษ Stypaxerophytes เป็นกลุ่มของหญ้าสนามหญ้าใบแคบ (หญ้าขนนก ต้น fescue tonkonogo ฯลฯ ) ในทางกลับกัน mesophytes ก็แบ่งออกเป็น mesohygrophytes, mesoxerophytes เป็นต้น

แม้ว่าจะมีความสำคัญน้อยกว่าในเรื่องอุณหภูมิ แต่ความชื้นก็ยังเป็นหนึ่งในปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลัก ในประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่ของธรรมชาติที่มีชีวิต โลกอินทรีย์มีสิ่งมีชีวิตในน้ำเท่านั้น องค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่คือน้ำ และเกือบทั้งหมดต้องการสภาพแวดล้อมทางน้ำในการสืบพันธุ์หรือหลอมรวมเซลล์สืบพันธุ์ สัตว์บกถูกบังคับให้สร้างสภาพแวดล้อมทางน้ำเทียมในร่างกายเพื่อการปฏิสนธิ และสิ่งนี้นำไปสู่การกลายเป็นสิ่งภายใน

ความชื้นคือปริมาณไอน้ำในอากาศ สามารถแสดงเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร

แสงเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม บทบาทของแสงในชีวิตของสิ่งมีชีวิต

แสงถือเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่ง ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์หรือกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานสามารถเปลี่ยนจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่งได้ ตามกฎหมายนี้ สิ่งมีชีวิตเป็นระบบเทอร์โมไดนามิกส์ที่แลกเปลี่ยนพลังงานและสสารกับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง สิ่งมีชีวิตบนพื้นผิวโลกสัมผัสกับการไหลของพลังงาน ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลังงานแสงอาทิตย์ เช่นเดียวกับการแผ่รังสีความร้อนคลื่นยาวจากวัตถุในจักรวาล

ปัจจัยทั้งสองนี้จะกำหนดสภาพภูมิอากาศของสภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ อัตราการระเหยของน้ำ การเคลื่อนที่ของอากาศและน้ำ) แสงแดดที่มีพลังงาน 2 แคลตกกระทบกับชีวมณฑลจากอวกาศ 1 ซม. 2 ใน 1 นาที นี่คือสิ่งที่เรียกว่าค่าคงที่แสงอาทิตย์ แสงที่ผ่านชั้นบรรยากาศนี้จะลดลงและพลังงานไม่เกิน 67% สามารถเข้าถึงพื้นผิวโลกในเวลาเที่ยงวันที่ชัดเจน กล่าวคือ 1.34 แคลอรี่ ต่อ ซม. 2 ใน 1 นาที เมื่อผ่านเมฆที่ปกคลุม น้ำ และพืชพรรณ แสงแดดจะอ่อนลงอีก และการกระจายพลังงานในนั้นไปยังส่วนต่างๆ ของสเปกตรัมจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก

ระดับที่แสงอาทิตย์และรังสีคอสมิกถูกลดทอนนั้นขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (ความถี่) ของแสง รังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 0.3 ไมครอนแทบจะไม่ผ่านชั้นโอโซน (ที่ระดับความสูงประมาณ 25 กม.) การแผ่รังสีดังกล่าวเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะโปรโตพลาสซึม

ในธรรมชาติที่มีชีวิต แสงเป็นเพียงแหล่งพลังงานเดียว พืชทุกชนิด ยกเว้นแบคทีเรีย สังเคราะห์แสงได้ เช่น สังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ (เช่น จากน้ำ เกลือแร่ และ CO-ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต แสงเป็นแหล่งพลังงานเพียงแหล่งเดียว พืชทุกชนิดยกเว้นแบคทีเรีย 2 - ใช้พลังงานรังสีในกระบวนการดูดซึม) สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องอาศัยสารอาหารจากสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงบนบก เช่น พืชที่มีคลอโรฟิลล์

แสงในฐานะปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมแบ่งออกเป็นอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่น 0.40 - 0.75 ไมครอนและอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นมากกว่าขนาดนี้

การกระทำของปัจจัยเหล่านี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทได้รับการปรับให้เข้ากับความยาวคลื่นของแสงโดยเฉพาะ สิ่งมีชีวิตบางประเภทได้ปรับตัวเข้ากับรังสีอัลตราไวโอเลต ในขณะที่สิ่งมีชีวิตบางชนิดได้ปรับตัวเข้ากับรังสีอินฟราเรด

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถแยกแยะความยาวคลื่นได้ พวกเขามีระบบการรับรู้แสงและการมองเห็นสีแบบพิเศษซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของพวกเขา แมลงหลายชนิดไวต่อรังสีคลื่นสั้นซึ่งมนุษย์ไม่สามารถรับรู้ได้ ผีเสื้อกลางคืนรับรู้รังสีอัลตราไวโอเลตได้ดี ผึ้งและนกสามารถระบุตำแหน่งและตำแหน่งของพวกมันได้อย่างแม่นยำ นำทางภูมิประเทศแม้ในเวลากลางคืน

สิ่งมีชีวิตยังทำปฏิกิริยาอย่างรุนแรงต่อความเข้มของแสง ตามลักษณะเหล่านี้ พืชจะถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่มทางนิเวศวิทยา:

1. ชอบแสง ชอบแสงแดด หรือ เฮลิโอไฟต์ ซึ่งสามารถเจริญเติบโตได้ตามปกติภายใต้แสงแดดเท่านั้น

2. พืชที่ชอบร่มเงาหรือไซโอไฟต์เป็นพืชที่อยู่ชั้นล่างของป่าและพืชใต้ทะเลลึก เช่น ดอกลิลลี่แห่งหุบเขาและอื่นๆ

เมื่อความเข้มของแสงลดลง การสังเคราะห์ด้วยแสงก็ช้าลงเช่นกัน สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีความไวตามเกณฑ์ต่อความเข้มของแสง เช่นเดียวกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันมีความไวต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น แสงจ้าจัดขัดขวางการพัฒนาของแมลงวันดรอสโซฟิล่า กระทั่งทำให้แมลงวันตายได้ แมลงสาบและแมลงอื่นๆ ไม่ชอบแสง ในพืชสังเคราะห์แสงส่วนใหญ่ ที่ความเข้มแสงน้อย การสังเคราะห์โปรตีนจะถูกยับยั้ง และในสัตว์ กระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพจะถูกยับยั้ง

3. เฮลิโอไฟต์ที่ทนต่อร่มเงาหรือแบบปัญญา พืชที่เจริญเติบโตได้ดีทั้งในที่ร่มและแสง ในสัตว์คุณสมบัติของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกว่าการรักแสง (โฟโตไฟล์), รักที่ร่ม (โฟโตโฟบิก), ยูริโฟบิก - สตีโนโฟบิก

ความจุทางสิ่งแวดล้อม

ระดับของการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อม อี.วี. แสดงถึงคุณสมบัติของสายพันธุ์ โดยแสดงออกมาในเชิงปริมาณตามช่วงของการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสามารถดำเนินชีวิตได้ตามปกติ อี.วี. สามารถพิจารณาได้ทั้งในแง่ของปฏิกิริยาของสายพันธุ์ต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมส่วนบุคคลและสัมพันธ์กับปัจจัยที่ซับซ้อน

ในกรณีแรก สปีชีส์ที่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงในวงกว้างในความแข็งแกร่งของปัจจัยที่มีอิทธิพลนั้นถูกกำหนดโดยคำที่ประกอบด้วยชื่อของปัจจัยนี้พร้อมคำนำหน้าว่า "eury" (eurythermal - สัมพันธ์กับอิทธิพลของอุณหภูมิ, euryhaline - สัมพันธ์กัน ถึงความเค็ม eurybatherous - สัมพันธ์กับความลึก ฯลฯ ); ชนิดพันธุ์ที่ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในปัจจัยนี้จะถูกกำหนดโดยใช้คำที่คล้ายกันกับคำนำหน้า "steno" (stenothermic, stenohaline ฯลฯ) พันธุ์ที่มี E.v. กว้าง เมื่อสัมพันธ์กับปัจจัยที่ซับซ้อน พวกมันถูกเรียกว่า eurybionts (ดู Eurybionts) ตรงกันข้ามกับ stenobionts (ดู Stenobionts) ซึ่งมีความสามารถในการปรับตัวต่ำ เนื่องจากยูรีไบโอติกซิตี้ทำให้สามารถอาศัยอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยได้หลากหลาย และความเป็นสโตโนไบโอติกทำให้ขอบเขตแหล่งที่อยู่อาศัยที่เหมาะสมสำหรับชนิดพันธุ์แคบลงอย่างมาก ทั้งสองกลุ่มนี้จึงมักถูกเรียกว่ายูรีหรือสเตโนโทปิก ตามลำดับ

ยูริเบียนต์สิ่งมีชีวิตในสัตว์และพืชสามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ผู้อยู่อาศัยในเขตชายฝั่งทะเลต้องทนต่อการแห้งปกติในช่วงน้ำลง ความร้อนแรงในฤดูร้อน และการเย็นลงและบางครั้งก็กลายเป็นน้ำแข็งในฤดูหนาว (สัตว์ยูริเทอร์มอล) ชาวปากแม่น้ำสามารถทนได้ ความผันผวนของความเค็มของน้ำ (สัตว์ยูริฮาลีน); สัตว์จำนวนหนึ่งดำรงอยู่ในแรงดันอุทกสถิต (ยูริเบต) ที่หลากหลาย ผู้อาศัยบนบกจำนวนมากในละติจูดพอสมควรสามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิตามฤดูกาลได้อย่างมาก

eurybiontism ของสายพันธุ์เพิ่มขึ้นโดยความสามารถในการทนต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยในสภาวะ anabiosis (แบคทีเรียจำนวนมากสปอร์และเมล็ดพืชหลายชนิดไม้ยืนต้นผู้ใหญ่ในละติจูดที่เย็นและเย็นตาฤดูหนาวของฟองน้ำน้ำจืดและไบรโอซัวไข่ของกิ่งก้าน สัตว์จำพวกครัสเตเชียน สัตว์จำพวกทาร์ดิเกรดที่โตเต็มวัย และโรติเฟอร์บางชนิด เป็นต้น) หรือการจำศีล (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิด)

กฎของเชตเวริคอฟตามกฎแล้วตาม Krom โดยธรรมชาติแล้วสิ่งมีชีวิตทุกประเภทไม่ได้เป็นตัวแทนโดยบุคคลที่แยกจากกัน แต่อยู่ในรูปแบบของการรวมตัวของตัวเลข (บางครั้งก็มีขนาดใหญ่มาก) ของประชากรแต่ละบุคคล ผสมพันธุ์โดย S. S. Chetverikov (1903)

ดู- นี่คือกลุ่มประชากรส่วนบุคคลที่จัดตั้งขึ้นในอดีตซึ่งมีคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาคล้ายคลึงกันสามารถผสมข้ามพันธุ์กันได้อย่างอิสระและให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์โดยครอบครองพื้นที่หนึ่ง สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดสามารถอธิบายได้ด้วยชุดคุณลักษณะและคุณสมบัติซึ่งเรียกว่าลักษณะของชนิด ลักษณะของสปีชีส์ที่สามารถแยกแยะสปีชีส์หนึ่งจากอีกสปีชีส์หนึ่งได้เรียกว่าเกณฑ์ของสปีชีส์

ที่ใช้กันมากที่สุดคือเกณฑ์ทั่วไปเจ็ดประการของแบบฟอร์ม:

1. ประเภทองค์กรเฉพาะ: ชุดคุณลักษณะเฉพาะที่ทำให้สามารถแยกแยะบุคคลในสายพันธุ์ที่กำหนดจากบุคคลอื่นได้

2. ความแน่นอนทางภูมิศาสตร์: การมีอยู่ของบุคคลในสายพันธุ์ในสถานที่เฉพาะบนโลก พิสัย - พื้นที่ที่บุคคลในสายพันธุ์ที่กำหนดอาศัยอยู่

3. ความแน่นอนทางนิเวศวิทยา: แต่ละสายพันธุ์อาศัยอยู่ในค่าเฉพาะของปัจจัยสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน เป็นต้น

4. ความแตกต่าง: สปีชีส์ประกอบด้วยกลุ่มบุคคลขนาดเล็ก

5. ความรอบคอบ: บุคคลในสายพันธุ์ที่กำหนดจะถูกแยกออกจากบุคคลอื่นด้วยช่องว่าง - ช่องว่าง ช่องว่างถูกกำหนดโดยการกระทำของกลไกการแยกเช่นความแตกต่างในเวลาของการสืบพันธุ์การใช้ปฏิกิริยาพฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจงความเป็นหมันของลูกผสม ฯลฯ

6. การสืบพันธุ์: การสืบพันธุ์ของแต่ละบุคคลสามารถทำได้แบบไม่อาศัยเพศ (ระดับความแปรปรวนต่ำ) และทางเพศ (ระดับความแปรปรวนสูง เนื่องจากสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดรวมลักษณะของพ่อและแม่เข้าด้วยกัน)

7. ตัวเลขระดับหนึ่ง: ตัวเลขมีการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ (คลื่นชีวิต) และการเปลี่ยนแปลงแบบไม่เป็นระยะ

แต่ละสายพันธุ์มีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในอวกาศ ตัวอย่างเช่นตำแยที่กัดในระยะนั้นพบได้เฉพาะในสถานที่ชื้นและร่มรื่นด้วยดินที่อุดมสมบูรณ์ก่อตัวเป็นพุ่มในที่ราบน้ำท่วมถึงแม่น้ำลำธารรอบทะเลสาบตามขอบหนองน้ำในป่าเบญจพรรณและพุ่มไม้พุ่ม อาณานิคมของตุ่นยุโรปซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนบนเนินดินพบได้ตามขอบป่าทุ่งหญ้าและทุ่งนา เหมาะสมกับการดำเนินชีวิต
แม้ว่าแหล่งที่อยู่อาศัยมักพบภายในขอบเขต แต่ก็ไม่ได้ครอบคลุมทั้งขอบเขต ดังนั้นจึงไม่พบบุคคลในสายพันธุ์นี้ในส่วนอื่นๆ ของขอบเขต ไม่มีประโยชน์ที่จะมองหาตำแยในป่าสนหรือตัวตุ่นในหนองน้ำ

ดังนั้นการกระจายสปีชีส์ในอวกาศที่ไม่สม่ำเสมอจึงแสดงออกมาในรูปแบบของ "เกาะแห่งความหนาแน่น" "การควบแน่น" พื้นที่ที่มีการกระจายพันธุ์ค่อนข้างสูงสลับกับพื้นที่ที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ำ “ศูนย์ความหนาแน่น” ของประชากรแต่ละชนิดเรียกว่าประชากร ประชากรคือกลุ่มของบุคคลในสายพันธุ์ที่กำหนด ซึ่งอาศัยอยู่ในพื้นที่หนึ่ง (ส่วนหนึ่งของขอบเขตของมัน) เป็นเวลานาน (หลายชั่วอายุคน) และแยกออกจากประชากรอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน

การข้ามสายฟรี (panmixia) เกิดขึ้นจริงในประชากร กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประชากรคือกลุ่มบุคคลที่รวมตัวกันอย่างอิสระ อาศัยอยู่ในดินแดนหนึ่งเป็นเวลานาน และค่อนข้างโดดเดี่ยวจากกลุ่มอื่นที่คล้ายคลึงกัน ดังนั้น สปีชีส์คือกลุ่มของประชากร และประชากรคือหน่วยโครงสร้างของสปีชีส์

ความแตกต่างระหว่างประชากรและสายพันธุ์:

1) บุคคลที่มีประชากรต่างกันผสมพันธุ์กันอย่างอิสระ

2) บุคคลที่มีประชากรต่างกันมีความแตกต่างกันเล็กน้อย

3) ไม่มีช่องว่างระหว่างสองประชากรที่อยู่ใกล้เคียงนั่นคือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไประหว่างพวกเขา

กระบวนการเก็งกำไร ให้เราสมมติว่าสปีชีส์ที่กำหนดนั้นครอบครองถิ่นที่อยู่ที่กำหนดโดยรูปแบบการกินอาหารของมัน ผลจากความแตกต่างระหว่างบุคคล ระยะจึงเพิ่มขึ้น แหล่งที่อยู่อาศัยใหม่จะประกอบด้วยพื้นที่ที่มีพืชอาหารแตกต่างกัน คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ฯลฯ บุคคลที่พบว่าตนเองอยู่ในส่วนต่างๆ ของแหล่งที่อยู่อาศัยมาจากประชากร ในอนาคต ผลจากความแตกต่างที่เพิ่มขึ้นระหว่างบุคคลในประชากร จะชัดเจนมากขึ้นว่าบุคคลในประชากรหนึ่งแตกต่างจากบุคคลในประชากรอื่นในทางใดทางหนึ่ง กระบวนการสร้างความแตกต่างของประชากรกำลังเกิดขึ้น การกลายพันธุ์สะสมอยู่ในแต่ละสิ่ง

ตัวแทนของสายพันธุ์ใด ๆ ในพื้นที่เป็นส่วนหนึ่งของประชากรท้องถิ่น จำนวนทั้งสิ้นของประชากรในท้องถิ่นที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่อยู่อาศัยที่เป็นเนื้อเดียวกันในแง่ของสภาพความเป็นอยู่ถือเป็นประชากรในระบบนิเวศ ดังนั้น หากสิ่งมีชีวิตชนิดใดอาศัยอยู่ในทุ่งหญ้าและป่า พวกมันก็จะพูดถึงจำนวนเหงือกและทุ่งหญ้าของมัน ประชากรภายในช่วงของชนิดพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับขอบเขตทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงเรียกว่าประชากรทางภูมิศาสตร์
ขนาดและขอบเขตของประชากรสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก ในระหว่างการระบาดของการสืบพันธุ์จำนวนมาก สายพันธุ์นี้จะแพร่กระจายอย่างกว้างขวางและมีประชากรขนาดยักษ์เกิดขึ้น

กลุ่มประชากรทางภูมิศาสตร์ที่มีลักษณะคงที่ ความสามารถในการผสมพันธุ์และให้กำเนิดลูกหลานที่อุดมสมบูรณ์เรียกว่าสายพันธุ์ย่อย ดาร์วินกล่าวว่าการก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่เกิดขึ้นผ่านพันธุ์ (ชนิดย่อย)

อย่างไรก็ตาม ควรจำไว้ว่าในธรรมชาติมักมีองค์ประกอบบางอย่างหายไป
การกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นในแต่ละชนิดย่อยไม่สามารถนำไปสู่การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่ได้ด้วยตัวเอง เหตุผลก็คือความจริงที่ว่าการกลายพันธุ์นี้จะแพร่กระจายไปทั่วประชากร เนื่องจากดังที่เราทราบ แต่ละชนิดย่อยไม่ได้ถูกแยกออกจากระบบสืบพันธุ์ ถ้าการกลายพันธุ์เป็นประโยชน์ มันจะเพิ่มความหลากหลายในประชากร ถ้าเป็นอันตราย ก็จะถูกปฏิเสธโดยการคัดเลือก

ผลจากกระบวนการกลายพันธุ์ที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและการผสมข้ามพันธุ์อย่างอิสระ การกลายพันธุ์จึงสะสมในประชากร ตามทฤษฎีของ I. I. Shmalhausen มีการสร้างความแปรปรวนทางพันธุกรรมสำรองไว้นั่นคือการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นนั้นเป็นแบบถอยและไม่แสดงลักษณะทางฟีโนไทป์ เมื่อถึงความเข้มข้นสูงของการกลายพันธุ์ในสถานะเฮเทอโรไซกัส การผสมข้ามพันธุ์ของบุคคลที่มียีนด้อยก็เป็นไปได้ ในกรณีนี้บุคคลที่เป็นโฮโมไซกัสจะปรากฏขึ้นโดยมีการกลายพันธุ์ที่แสดงออกทางฟีโนไทป์อยู่แล้ว ในกรณีเหล่านี้ การกลายพันธุ์อยู่ภายใต้การควบคุมของการคัดเลือกโดยธรรมชาติอยู่แล้ว
แต่กระบวนการนี้ยังไม่แน่ชัดสำหรับกระบวนการเก็งกำไร เนื่องจากประชากรตามธรรมชาติเปิดกว้างและมีการนำยีนต่างประเทศจากประชากรใกล้เคียงเข้ามาอย่างต่อเนื่อง

มีการไหลของยีนเพียงพอที่จะรักษาความคล้ายคลึงกันในระดับสูงของกลุ่มยีน (จำนวนรวมของจีโนไทป์ทั้งหมด) ของประชากรในท้องถิ่นทั้งหมด มีการประมาณกันว่าการเติมเต็มของกลุ่มยีนเนื่องจากยีนแปลกปลอมในประชากรที่ประกอบด้วย 200 ตัว ซึ่งแต่ละตัวมี 100,000 ตำแหน่ง นั้นมากกว่าเนื่องจากการกลายพันธุ์ถึง 100 เท่า ด้วยเหตุนี้ จึงไม่มีประชากรคนใดสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากตราบใดที่อยู่ภายใต้อิทธิพลของการไหลของยีนที่เป็นปกติ การต้านทานของประชากรต่อการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรมภายใต้อิทธิพลของการคัดเลือกเรียกว่าสภาวะสมดุลทางพันธุกรรม

เนื่องจากสภาวะสมดุลทางพันธุกรรมในประชากร การก่อตัวของสายพันธุ์ใหม่จึงเป็นเรื่องยากมาก ต้องตามเงื่อนไขอีกข้อ! กล่าวคือ จำเป็นต้องแยกกลุ่มยีนของประชากรลูกสาวออกจากกลุ่มยีนของมารดา การแยกตัวออกมาได้สองรูปแบบ: เชิงพื้นที่และเชิงเวลา การแยกตัวเชิงพื้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากอุปสรรคทางภูมิศาสตร์ต่างๆ เช่น ทะเลทราย ป่าไม้ แม่น้ำ เนินทราย และที่ราบน้ำท่วมถึง บ่อยครั้งที่การแยกเชิงพื้นที่เกิดขึ้นเนื่องจากการลดลงอย่างรวดเร็วในช่วงต่อเนื่องและการแตกตัวออกเป็นช่องหรือช่องที่แยกจากกัน

บ่อยครั้งที่ประชากรถูกโดดเดี่ยวอันเป็นผลมาจากการย้ายถิ่น ในกรณีนี้ จะเกิดประชากรที่แยกตัวออกมา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากจำนวนบุคคลในประชากรที่แยกเดี่ยวมักจะมีน้อย จึงมีความเสี่ยงจากการผสมพันธุ์แบบผสมพันธุ์ - ความเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับการผสมพันธุ์แบบผสมพันธุ์ การระบุลักษณะตามการแยกเชิงพื้นที่เรียกว่าภูมิศาสตร์

รูปแบบการแยกชั่วคราวรวมถึงการเปลี่ยนแปลงระยะเวลาของการสืบพันธุ์และการเปลี่ยนแปลงในวงจรชีวิตทั้งหมด การแยกพันธุ์ตามการแยกชั่วคราวเรียกว่าระบบนิเวศ
สิ่งสำคัญในทั้งสองกรณีคือการสร้างระบบพันธุกรรมใหม่ที่ไม่เข้ากันกับระบบพันธุกรรมแบบเก่า วิวัฒนาการเกิดขึ้นได้จากการเก็งกำไร ซึ่งเป็นสาเหตุที่พวกเขากล่าวว่าสายพันธุ์เป็นระบบวิวัฒนาการเบื้องต้น ประชากรเป็นหน่วยวิวัฒนาการเบื้องต้น!

ลักษณะทางสถิติและพลวัตของประชากร

ชนิดของสิ่งมีชีวิตเข้าสู่ biocenosis ไม่ใช่เป็นรายบุคคล แต่เป็นประชากรหรือบางส่วน ประชากรเป็นส่วนหนึ่งของสายพันธุ์ (ประกอบด้วยบุคคลที่เป็นสายพันธุ์เดียวกัน) ครอบครองพื้นที่ที่ค่อนข้างเป็นเนื้อเดียวกันและสามารถควบคุมตนเองและรักษาจำนวนที่แน่นอนได้ แต่ละสปีชีส์ภายในดินแดนที่ถูกยึดครองแบ่งออกเป็นประชากร หากเราพิจารณาผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ในระดับหนึ่งของปัจจัย (เช่น อุณหภูมิ) บุคคลที่อยู่ระหว่างการศึกษาจะรอดหรือตาย ภาพเปลี่ยนไปเมื่อศึกษาผลกระทบของปัจจัยเดียวกันต่อกลุ่มสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน

บุคคลบางคนจะตายหรือลดกิจกรรมที่สำคัญของตนที่อุณหภูมิหนึ่ง คนอื่น ๆ - ที่อุณหภูมิต่ำกว่า และคนอื่น ๆ - ที่อุณหภูมิสูงกว่า ดังนั้น เราสามารถให้คำจำกัดความของประชากรอีกแบบหนึ่งได้: สิ่งมีชีวิตทั้งหมดเพื่อความอยู่รอดและผลิตผล ลูกหลานจะต้องมีปัจจัยอยู่ในรูปแบบของกลุ่มหรือประชากรภายใต้สภาพแวดล้อมแบบไดนามิกเช่น กลุ่มบุคคลที่อยู่ร่วมกันซึ่งมีพันธุกรรมคล้ายคลึงกัน ลักษณะสำคัญที่สุดของประชากรคืออาณาเขตทั้งหมดที่ประชากรครอบครอง แต่ภายในประชากรอาจมีกลุ่มที่แยกตัวไม่มากก็น้อยด้วยเหตุผลหลายประการ

ดังนั้นจึงเป็นการยากที่จะให้คำจำกัดความประชากรอย่างละเอียดถี่ถ้วนเนื่องจากขอบเขตที่ไม่ชัดเจนระหว่างกลุ่มบุคคลแต่ละกลุ่ม แต่ละสปีชีส์ประกอบด้วยประชากรตั้งแต่หนึ่งกลุ่มขึ้นไป และประชากรจึงเป็นรูปแบบการดำรงอยู่ของสปีชีส์หนึ่ง ซึ่งเป็นหน่วยวิวัฒนาการที่เล็กที่สุด สำหรับประชากรของสายพันธุ์ต่างๆ มีข้อจำกัดที่ยอมรับได้ในการลดจำนวนบุคคล ซึ่งเกินกว่านั้นการดำรงอยู่ของประชากรจะเป็นไปไม่ได้ ไม่มีข้อมูลที่แน่นอนเกี่ยวกับค่าวิกฤตของจำนวนประชากรในวรรณคดี ค่าที่กำหนดขัดแย้งกัน อย่างไรก็ตามข้อเท็จจริงยังคงไม่ต้องสงสัยเลยว่ายิ่งบุคคลมีขนาดเล็กเท่าใดค่าวิกฤตของตัวเลขก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น สำหรับจุลินทรีย์นี่คือผู้คนหลายล้านคน สำหรับแมลงนับหมื่นและหลายแสน และสำหรับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่ - หลายโหล

จำนวนไม่ควรลดลงต่ำกว่าขีด จำกัด ซึ่งความน่าจะเป็นในการพบปะคู่นอนลดลงอย่างรวดเร็ว จำนวนวิกฤตยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ ด้วย ตัวอย่างเช่น สำหรับสิ่งมีชีวิตบางชนิด วิถีชีวิตแบบกลุ่ม (อาณานิคม ฝูงแกะ ฝูงสัตว์) มีความเฉพาะเจาะจง กลุ่มภายในประชากรค่อนข้างโดดเดี่ยว อาจมีบางกรณีที่ประชากรโดยรวมยังมีค่อนข้างมาก และจำนวนของแต่ละกลุ่มลดลงต่ำกว่าขีดจำกัดวิกฤต

ตัวอย่างเช่นอาณานิคม (กลุ่ม) ของนกกาน้ำเปรูควรมีประชากรอย่างน้อย 10,000 คนและฝูงกวางเรนเดียร์ 300 - 400 ตัว เพื่อให้เข้าใจกลไกการทำงานและแก้ไขปัญหาการใช้ประชากร ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของประชากรจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง มีเพศ อายุ อาณาเขต และโครงสร้างประเภทอื่นๆ ในแง่ทฤษฎีและประยุกต์ ข้อมูลที่สำคัญที่สุดคือโครงสร้างอายุ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของบุคคล (มักรวมกันเป็นกลุ่ม) ที่มีอายุต่างกัน

สัตว์แบ่งออกเป็นกลุ่มอายุดังต่อไปนี้:

กลุ่มเยาวชน (เด็ก) กลุ่มวัยชรา (กลุ่มวัยชราไม่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์)

กลุ่มผู้ใหญ่ (บุคคลที่เกี่ยวข้องกับการสืบพันธุ์)

โดยทั่วไปแล้ว ประชากรปกติจะมีลักษณะพิเศษคือมีความมีชีวิตได้มากที่สุด โดยที่ทุกช่วงอายุจะถูกนำเสนออย่างเท่าเทียมกัน ในประชากรที่ถดถอย (ใกล้สูญพันธุ์) บุคคลวัยชรามีอำนาจเหนือกว่าซึ่งบ่งชี้ว่ามีปัจจัยลบที่ขัดขวางการทำงานของระบบสืบพันธุ์ จำเป็นต้องมีมาตรการเร่งด่วนเพื่อระบุและกำจัดสาเหตุของภาวะนี้ ประชากรที่บุกรุก (รุกราน) ส่วนใหญ่เป็นคนหนุ่มสาว ความมีชีวิตชีวาของพวกเขามักจะไม่ก่อให้เกิดความกังวล แต่มีความเป็นไปได้สูงที่จะมีการระบาดของบุคคลจำนวนมากเกินไป เนื่องจากไม่มีการสร้างความสัมพันธ์ทางโภชนาการและอื่น ๆ ในประชากรดังกล่าว

เป็นอันตรายอย่างยิ่งหากเป็นประชากรของสายพันธุ์ที่ไม่เคยหายไปจากพื้นที่มาก่อน ในกรณีนี้ประชากรมักจะค้นหาและครอบครองช่องนิเวศน์วิทยาที่เป็นอิสระและตระหนักถึงศักยภาพในการสืบพันธุ์ของพวกเขาโดยเพิ่มจำนวนอย่างเข้มข้น หากประชากรอยู่ในสภาวะปกติหรือใกล้เคียงกับสภาวะปกติบุคคลสามารถลบจำนวนบุคคลออกจากมันได้ (ในสัตว์ ) หรือชีวมวล (ในพืช) ซึ่งเพิ่มขึ้นตามระยะเวลาระหว่างการถอนออก ประการแรก ควรกำจัดบุคคลที่อยู่ในวัยหลังเจริญพันธุ์ (ซึ่งผ่านการสืบพันธุ์แล้ว) ออก หากเป้าหมายคือการได้รับผลิตภัณฑ์บางอย่าง อายุ เพศ และลักษณะอื่น ๆ ของประชากรจะถูกปรับโดยคำนึงถึงงาน

การแสวงประโยชน์จากประชากรในชุมชนพืช (เช่น เพื่อการผลิตไม้) มักจะเกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาของการเจริญเติบโตที่ช้าลงตามอายุ (การสะสมผลิตภัณฑ์) ช่วงเวลานี้มักจะเกิดขึ้นพร้อมกับการสะสมมวลไม้สูงสุดต่อหน่วยพื้นที่ ประชากรยังมีอัตราส่วนทางเพศที่แน่นอน และอัตราส่วนของชายและหญิงไม่เท่ากับ 1:1 มีหลายกรณีที่มีการครอบงำอย่างชัดเจนของเพศใดเพศหนึ่ง การสลับรุ่นโดยไม่มีเพศชาย ประชากรแต่ละรายอาจมีโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่ซับซ้อน (แบ่งออกเป็นกลุ่มลำดับชั้นขนาดใหญ่ไม่มากก็น้อย - ตั้งแต่ทางภูมิศาสตร์ไปจนถึงระดับประถมศึกษา (ประชากรขนาดเล็ก)

ดังนั้น หากอัตราการเสียชีวิตไม่ได้ขึ้นอยู่กับอายุของแต่ละบุคคล เส้นโค้งการอยู่รอดจะเป็นเส้นที่ลดลง (ดูรูป ประเภท I) นั่นคือการเสียชีวิตของบุคคลประเภทนี้เกิดขึ้นเท่า ๆ กัน อัตราการเสียชีวิตจะคงที่ตลอดชีวิต เส้นโค้งการเอาชีวิตรอดดังกล่าวเป็นลักษณะของสายพันธุ์ที่มีการพัฒนาเกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงและมีความเสถียรเพียงพอของลูกหลานที่เกิดมา ประเภทนี้มักเรียกว่าประเภทไฮดรา - มีลักษณะเป็นเส้นโค้งการเอาตัวรอดที่เข้าใกล้เส้นตรง ในสายพันธุ์ที่บทบาทของปัจจัยภายนอกต่ออัตราการตายมีน้อย เส้นกราฟการเอาชีวิตรอดจะมีลักษณะลดลงเล็กน้อยจนถึงช่วงอายุหนึ่ง หลังจากนั้นก็ลดลงอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการตายตามธรรมชาติ (ทางสรีรวิทยา)

ประเภท II ในภาพ ธรรมชาติของเส้นโค้งการเอาชีวิตรอดที่ใกล้เคียงกับประเภทนี้เป็นลักษณะเฉพาะของมนุษย์ (แม้ว่าเส้นโค้งการเอาชีวิตรอดของมนุษย์จะค่อนข้างราบเรียบกว่า และดังนั้นจึงอยู่ระหว่างประเภท I และ II) ประเภทนี้เรียกว่าแมลงหวี่ชนิดดรอสโซฟิล่า: เป็นสิ่งที่แมลงวันผลไม้พบในห้องปฏิบัติการ (ผู้ล่าไม่กิน) หลายชนิดมีลักษณะพิเศษคืออัตราการตายสูงในระยะแรกของการสร้างเซลล์ ในสายพันธุ์ดังกล่าว เส้นการเอาชีวิตรอดมีลักษณะเฉพาะคือช่วงอายุที่น้อยกว่าลดลงอย่างรวดเร็ว บุคคลที่รอดชีวิตจากวัย “วิกฤต” มักมีอัตราการเสียชีวิตต่ำและมีชีวิตอยู่จนถึงวัยสูงอายุ ชนิดนั้นเรียกว่าชนิดหอยนางรม ประเภทที่ 3 ในภาพ การศึกษาเส้นโค้งการเอาชีวิตรอดเป็นที่สนใจของนักนิเวศวิทยาเป็นอย่างมาก ช่วยให้เราสามารถตัดสินได้ว่าสายพันธุ์ใดมีความเสี่ยงมากที่สุดในช่วงอายุใด หากผลกระทบของสาเหตุที่สามารถเปลี่ยนภาวะเจริญพันธุ์หรือการเสียชีวิตเกิดขึ้นในระยะที่เปราะบางที่สุด อิทธิพลที่มีต่อการพัฒนาประชากรในภายหลังจะยิ่งใหญ่ที่สุด ต้องคำนึงถึงรูปแบบนี้เมื่อจัดการล่าสัตว์หรือควบคุมสัตว์รบกวน

โครงสร้างอายุและเพศของประชากร

ประชากรใดๆ ก็ตามจะมีลักษณะเฉพาะโดยองค์กรใดองค์กรหนึ่ง การกระจายตัวของบุคคลทั่วอาณาเขต อัตราส่วนของกลุ่มบุคคลตามเพศ อายุ สัณฐานวิทยา สรีรวิทยา พฤติกรรม และลักษณะทางพันธุกรรม สะท้อนถึงลักษณะที่สอดคล้องกัน โครงสร้างประชากร : เชิงพื้นที่ เพศ อายุ ฯลฯ ในด้านหนึ่งโครงสร้างถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของคุณสมบัติทางชีวภาพทั่วไปของสายพันธุ์และอีกด้านหนึ่งภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิตและประชากรของสายพันธุ์อื่น

โครงสร้างประชากรจึงมีการปรับตัวตามธรรมชาติ ประชากรที่แตกต่างกันของสายพันธุ์เดียวกันมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันและโดดเด่นซึ่งแสดงถึงสภาพแวดล้อมเฉพาะในแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมัน

โดยทั่วไป นอกเหนือจากความสามารถในการปรับตัวของแต่ละบุคคลแล้ว ในบางพื้นที่ คุณลักษณะการปรับตัวของการปรับตัวแบบกลุ่มของประชากรในรูปแบบระบบเหนือปัจเจกบุคคลได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าคุณลักษณะการปรับตัวของประชากรนั้นสูงกว่าของบุคคลมาก เขียนมัน

องค์ประกอบอายุ- มีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของประชากร อายุขัยเฉลี่ยของสิ่งมีชีวิตและอัตราส่วนของจำนวน (หรือชีวมวล) ของบุคคลที่มีอายุต่างกันนั้นมีลักษณะเฉพาะตามโครงสร้างอายุของประชากร การก่อตัวของโครงสร้างอายุเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของกระบวนการสืบพันธุ์และการตาย

ในประชากรใด ๆ กลุ่มระบบนิเวศอายุ 3 กลุ่มมีความโดดเด่นตามอัตภาพ:

ก่อนการเจริญพันธุ์;

เจริญพันธุ์;

หลังการเจริญพันธุ์

กลุ่มก่อนการเจริญพันธุ์ ได้แก่ บุคคลที่ยังไม่สามารถสืบพันธุ์ได้ การสืบพันธุ์ - บุคคลที่สามารถสืบพันธุ์ได้ หลังการสืบพันธุ์ - บุคคลที่สูญเสียความสามารถในการสืบพันธุ์ ระยะเวลาของช่วงเวลาเหล่านี้จะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับประเภทของสิ่งมีชีวิต

ภายใต้เงื่อนไขที่เอื้ออำนวย ประชากรจะประกอบด้วยทุกกลุ่มอายุและรักษาองค์ประกอบอายุให้คงที่ไม่มากก็น้อย ในจำนวนประชากรที่เติบโตอย่างรวดเร็ว คนอายุน้อยจะมีชัยเหนือกว่า ในขณะที่จำนวนประชากรลดลง คนสูงอายุจะไม่สามารถสืบพันธุ์ได้อย่างเข้มข้นอีกต่อไป ประชากรดังกล่าวไม่มีประสิทธิผลและไม่มั่นคงเพียงพอ

มีหลายประเภทด้วย โครงสร้างอายุที่เรียบง่าย ประชากรที่ประกอบด้วยบุคคลที่มีอายุใกล้เคียงกัน

ตัวอย่างเช่น พืชประจำปีทั้งหมดของประชากรกลุ่มเดียวกันจะอยู่ในช่วงต้นกล้าในฤดูใบไม้ผลิ จากนั้นจะบานสะพรั่งเกือบจะพร้อมๆ กัน และผลิตเมล็ดในฤดูใบไม้ร่วง

ในสายพันธุ์ด้วย โครงสร้างอายุที่ซับซ้อน ประชากรมีหลายชั่วอายุคนอาศัยอยู่ในเวลาเดียวกัน

ตัวอย่างเช่น ช้างมีประวัติเกี่ยวกับสัตว์อายุน้อย โตเต็มที่ และแก่ชรา

ประชากรที่มีหลายรุ่น (กลุ่มอายุที่แตกต่างกัน) จะมีเสถียรภาพมากขึ้นและอ่อนแอต่ออิทธิพลของปัจจัยที่ส่งผลต่อการสืบพันธุ์หรือการเสียชีวิตในปีหนึ่งๆ น้อยลง สภาวะที่รุนแรงสามารถนำไปสู่การเสียชีวิตของกลุ่มอายุที่อ่อนแอที่สุด แต่กลุ่มอายุที่มีความยืดหยุ่นมากที่สุดจะอยู่รอดและให้กำเนิดคนรุ่นใหม่

ตัวอย่างเช่น บุคคลถือเป็นสายพันธุ์ทางชีวภาพที่มีโครงสร้างอายุที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น เสถียรภาพของประชากรของสายพันธุ์นี้แสดงให้เห็นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง

ในการศึกษาโครงสร้างอายุของประชากร มีการใช้เทคนิคกราฟิก เช่น ปิรามิดอายุประชากร ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษาประชากรศาสตร์ (รูปที่ 3.9)

รูปที่.3.9. ปิรามิดอายุประชากร

A - การสืบพันธุ์จำนวนมาก, B - ประชากรคงที่, C - ประชากรที่ลดลง

ความมั่นคงของประชากรชนิดพันธุ์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ โครงสร้างทางเพศ , เช่น. อัตราส่วนของบุคคลที่มีเพศต่างกัน กลุ่มทางเพศภายในประชากรเกิดขึ้นบนพื้นฐานของความแตกต่างทางสัณฐานวิทยา (รูปร่างและโครงสร้างของร่างกาย) และนิเวศวิทยาของเพศต่างๆ

ตัวอย่างเช่น ในแมลงบางชนิด ตัวผู้จะมีปีก แต่ตัวเมียไม่มี ปีกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดตัวผู้จะมีเขา แต่ตัวเมียไม่มี นกตัวผู้จะมีขนนกสีสดใส ในขณะที่ตัวเมียมีเขาที่พรางตัว

ความแตกต่างทางนิเวศวิทยาสะท้อนให้เห็นในความชอบด้านอาหาร (ยุงตัวเมียจำนวนมากดูดเลือด ในขณะที่ตัวผู้กินน้ำหวาน)

กลไกทางพันธุกรรมทำให้มั่นใจได้ว่าอัตราส่วนของบุคคลทั้งสองเพศตั้งแต่แรกเกิดจะเท่ากันโดยประมาณ อย่างไรก็ตาม อัตราส่วนเริ่มต้นจะหยุดชะงักในไม่ช้าอันเป็นผลมาจากความแตกต่างทางสรีรวิทยา พฤติกรรม และสิ่งแวดล้อมระหว่างชายและหญิง ส่งผลให้อัตราการเสียชีวิตไม่สม่ำเสมอ

การวิเคราะห์โครงสร้างอายุและเพศของประชากรทำให้สามารถทำนายจำนวนดังกล่าวสำหรับรุ่นและปีต่อๆ ไป นี่เป็นสิ่งสำคัญในการประเมินความเป็นไปได้ของการตกปลา การยิงสัตว์ การอนุรักษ์พืชผลจากการโจมตีของตั๊กแตน และในกรณีอื่นๆ

สถาบันการศึกษางบประมาณของรัฐบาลกลางด้านการศึกษาวิชาชีพระดับสูง "มหาวิทยาลัยเกษตรกรรมแห่งรัฐโนโวซีบีร์สค์"

สถาบันการศึกษาทางไปรษณีย์และการฝึกอบรมขั้นสูง

ภาควิชาเทคโนโลยีก้าวหน้าในการผลิตทางการเกษตร

วินัย: "นิเวศวิทยา"

หัวข้อ: “อุณหภูมิและบทบาทในชีวิตของสิ่งมีชีวิต”

นักศึกษานอกเวลา

เชเลเมเทวา เอคาเทรินา อิวานอฟนา

โนโวซีบีสค์ 2014

การแนะนำ

1. ที่อยู่อาศัย

2. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

3. รูปแบบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

4. อุณหภูมิ

5. การปรับอุณหภูมิ

5.1 การปรับอุณหภูมิในพืช

5.2 การปรับตัวทางความร้อนของสัตว์

6. วิธีหลักในการปรับอุณหภูมิ

บรรณานุกรม

การแนะนำ

สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลกมีความหลากหลายมากและก่อตัวเป็นอาณาจักรและอาณาจักรย่อยทั้งหมด ซึ่งรวมถึงพืช สัตว์ เห็ดรา แบคทีเรีย โปรโตซัว อาร์เคแบคทีเรีย และไซยาโนแบคทีเรีย

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดนี้อาศัยอยู่ในสภาพที่แตกต่างกันและครอบครองพื้นที่อยู่อาศัยที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด แต่ละคนต้องการสภาพแวดล้อมบางประการเพื่อการพัฒนาและการสืบพันธุ์ตามปกติ

ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ผลกระทบของถิ่นที่อยู่ต่อโครงสร้าง กิจกรรมชีวิต และพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพที่อยู่อาศัยกับความเป็นอยู่ที่ดีของประชากร เป็นต้น ศึกษาวิทยาศาสตร์นิเวศวิทยา

นิเวศวิทยาเป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิต (บุคคล ประชากร biocenoses ฯลฯ) กับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ และกับสภาพแวดล้อมที่มีลักษณะเป็นอนินทรีย์ กฎทั่วไปของการทำงานของระบบนิเวศในระดับลำดับชั้นต่างๆ และที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต (รวมถึงมนุษย์ด้วย)

ในเรียงความของฉัน เราจะดูว่าที่อยู่อาศัยคืออะไร และอุณหภูมิมีบทบาทอย่างไรในชีวิตของสิ่งมีชีวิต

1. ที่อยู่อาศัย

ที่อยู่อาศัยเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติที่ล้อมรอบสิ่งมีชีวิตและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตโดยตรง

สิ่งแวดล้อม คือ คุณสมบัติทางกายภาพของพื้นที่โดยรอบพืช สัตว์ หรือบุคคล กล่าวคือ อุณหภูมิ การส่องสว่าง ความดัน ระดับรังสี การเคลื่อนที่ของอนุภาค

สภาพแวดล้อมแรกที่สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นและแพร่กระจายคือสภาพแวดล้อมทางน้ำ สิ่งมีชีวิตค่อยๆ เชี่ยวชาญสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศ สร้างและเติมลงในดิน และสิ่งมีชีวิตเองก็กลายเป็นสภาพแวดล้อมการดำรงชีวิตที่เฉพาะเจาะจง

ในที่อยู่อาศัยมักมีองค์ประกอบที่สำคัญมากซึ่งขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตและมีองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมที่ไม่แยแสกับสิ่งมีชีวิตที่กำหนด

ดังนั้น นอกเหนือจากแนวคิดเรื่อง “ที่อยู่อาศัย” แล้ว นิเวศวิทยายังได้พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมและสภาพการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอีกด้วย

2. ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

องค์ประกอบของสภาพแวดล้อมที่มีผลกระทบเชิงบวกหรือเชิงลบต่อการดำรงอยู่และการกระจายทางภูมิศาสตร์ของสิ่งมีชีวิตถูกกำหนดให้เป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

ตามอัตภาพ ปัจจัยทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม: abiotic, biotic, anthropogenic

ปัจจัยที่ไม่มีชีวิตล้วนเป็นคุณสมบัติของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อสิ่งมีชีวิต ได้แก่ อุณหภูมิ แสง ความดัน ความชื้น ฯลฯ

ภายในกรอบของหัวข้อนี้ เราจะพิจารณาเฉพาะปัจจัยที่ไม่มีชีวิต และโดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหภูมิและบทบาทของมันในชีวิตของสิ่งมีชีวิต

อุณหภูมิเป็นปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่แปรผันอย่างมากในอวกาศและเวลา ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิจะแตกต่างกันอย่างมากบนพื้นผิวโลก แต่เกือบจะคงที่บนพื้นมหาสมุทรและลึกเข้าไปในถ้ำ

รูปแบบบางอย่างสามารถระบุได้ในธรรมชาติของผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตและในการตอบสนองของพวกมัน

3. รูปแบบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

กฎข้อที่หนึ่งคือกฎแห่งความเหมาะสม แต่ละปัจจัยมีขีดจำกัดของอิทธิพลเชิงบวกต่อสิ่งมีชีวิต ขีดจำกัดของผลประโยชน์ต่อร่างกายเรียกว่ากฎแห่งความเหมาะสม

ค่าสูงสุดและต่ำสุดที่สามารถโอนได้ของปัจจัยคือจุดวิกฤต ซึ่งเกินกว่าการดำรงอยู่นั้นเป็นไปไม่ได้

แผนภาพผลกระทบของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อสิ่งมีชีวิตแสดงไว้ในรูปที่ 1

รูปที่ 1 - แผนผังการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่อสิ่งมีชีวิต

สิ่งมีชีวิตแต่ละประเภทมีข้อ จำกัด ของความอดทนและค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ดังนั้นสุนัขจิ้งจอกอาร์กติกในทุ่งทุนดราจึงสามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิอากาศได้ประมาณ 80 ° C (จาก +30 ถึง -50° กับ)

รูปแบบที่สองคือความคลุมเครือของผลกระทบของปัจจัยต่อการทำงานของร่างกายต่างๆ ปัจจัยเดียวกันนี้ส่งผลต่อการทำงานของร่างกายต่างกัน

ดังนั้นอุณหภูมิของอากาศจึงอยู่ระหว่าง +40 ถึง +50 ° C ในสัตว์เลือดเย็นจะเพิ่มอัตรากระบวนการเผาผลาญอย่างมาก แต่ยับยั้งการทำงานของมอเตอร์ และสัตว์จะตกอยู่ในอาการมึนงงจากความร้อน (anabiosis) หมีสีน้ำตาลนอนหลับที่อุณหภูมิหนึ่ง แต่สำหรับการเคลื่อนไหวอย่างกระฉับกระเฉง การค้นหาอาหาร และการสืบพันธุ์ หมีจะต้องมีอุณหภูมิที่แตกต่างออกไป

รูปแบบที่สามคือผลกระทบของปัจจัยต่อร่างกาย ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมไม่ได้กระทำเป็นรายบุคคล แต่ร่วมกัน (ตารางที่ 1) ปฏิสัมพันธ์คือการเปลี่ยนแปลงความรุนแรงของหนึ่งในนั้นสามารถจำกัดขีดจำกัดของความอดทนให้แคบลงเป็นปัจจัยอื่นหรือในทางกลับกันเพิ่มขึ้นได้

ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิที่เหมาะสมจะเพิ่มความทนทานต่อการขาดความชื้นและอาหาร น้ำค้างแข็งรุนแรงโดยไม่มีลมจะทนได้ง่ายกว่าและในสภาพอากาศที่มีลมแรงและมีน้ำค้างแข็งรุนแรงมีโอกาสเกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองสูง

ตารางที่ 1 - ปฏิสัมพันธ์ของปัจจัย

อุณหภูมิ, ° ความชื้น, % การเคลื่อนที่ของอากาศ, m/s17.7 22.4 25100 70 200.0 0.5 2.5

ความรู้สึกของสิ่งมีชีวิตจะเหมือนกันเมื่อมีปัจจัยสามประการรวมกัน

กฎข้อที่สี่คือกฎปัจจัยจำกัด หากผลกระทบของปัจจัยหนึ่งไปไกลกว่าจุดวิกฤต - ขีดจำกัดของความอดทน การดำรงอยู่ของสายพันธุ์ก็จะเป็นไปไม่ได้ ตัวอย่างเช่นการขาดความร้อนช่วยป้องกันการแพร่กระจายของพืชผลไม้บางชนิดไปทางเหนือ (ลูกพีช, วอลนัท)

ตามทฤษฎีของชาร์ลส์ ดาร์วิน สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงได้และสามารถปรับตัวได้

การปรับตัวเป็นระบบสำหรับควบคุมกระบวนการเผาผลาญและลักษณะทางสรีรวิทยาที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้สูงสุด

4. อุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นขีดจำกัดของการดำรงอยู่ของชีวิต โดยเฉลี่ยจะมีตั้งแต่ 0 ° จาก +50 ° C. อย่างไรก็ตาม สัตว์บางชนิดได้รับการปรับให้เข้ากับการดำรงอยู่ที่อุณหภูมิเกินขีดจำกัดเหล่านี้

สัตว์ที่ชอบความเย็น (ไครโอไฟล์) ยังคงใช้งานได้จนถึง -10 ° C. แบคทีเรีย เชื้อรา ไลเคน มอส และสัตว์ขาปล้องสามารถทนต่อภาวะอุณหภูมิต่ำได้ ต้นไม้และพืชยังสามารถเอาชนะภาวะอุณหภูมิต่ำได้

มีสิ่งมีชีวิตกลุ่มหนึ่งที่ชอบอุณหภูมิสูง - เทอร์โมไฟล์ ได้แก่ หนอน แมลง ไรที่อาศัยอยู่ในทะเลทราย และแบคทีเรีย สิ่งมีชีวิตแฝง (สปอร์ของแบคทีเรียบางชนิด เมล็ดพืช ฯลฯ) สามารถทนต่อความร้อนสูงเกินไปได้ถึง 180° กับ.

สัตว์ปรับอุณหภูมิแบบ abiotic

5. การปรับอุณหภูมิ

1 การปรับอุณหภูมิในพืช

พืชเป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ดังนั้นพวกมันจึงถูกบังคับให้ปรับตัวตามความผันผวนของอุณหภูมิ มีระบบพิเศษที่ป้องกันอุณหภูมิหรือความร้อนสูงเกินไป ตัวอย่างเช่น การคายน้ำคือระบบการระเหยของน้ำโดยพืชผ่านอุปกรณ์ปากใบ พืชบางชนิดสามารถต้านทานไฟได้ - เรียกว่าไพโรไฟต์ ดังนั้นต้นสะวันนาจึงมีเปลือกหนาที่ชุบด้วยสารทนไฟ

5.2 การปรับตัวทางความร้อนของสัตว์

สัตว์มีความสามารถในการปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้ดีกว่าพืช พวกเขาสามารถเคลื่อนไหว มีกล้ามเนื้อของตัวเอง และผลิตความร้อนของตัวเองได้

ขึ้นอยู่กับกลไกในการรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่มีดังนี้:

-สัตว์เลือดเย็น (สัตว์เลือดเย็น);

-สัตว์ที่ให้ความร้อน (เลือดอุ่น)

สัตว์เลือดเย็น ได้แก่ แมลง ปลา สัตว์เลื้อยคลาน และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ อุณหภูมิร่างกายเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิโดยรอบ

สัตว์เลือดอุ่นเป็นสัตว์ที่มีอุณหภูมิร่างกายคงที่ สามารถรักษาอุณหภูมิไว้ได้แม้อุณหภูมิภายนอกจะผันผวนอย่างรุนแรง เหล่านี้เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก

6. วิธีหลักในการปรับอุณหภูมิ

เพื่อที่จะมีชีวิตอยู่และสืบพันธุ์ในสภาพแวดล้อมบางอย่าง สัตว์และพืชที่อยู่ในกระบวนการวิวัฒนาการได้พัฒนาการปรับตัวและระบบต่างๆ มากมายเพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมนี้

มีวิธีการปรับอุณหภูมิดังนี้:

-การควบคุมอุณหภูมิด้วยสารเคมี - การผลิตความร้อนเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการลดลงของอุณหภูมิโดยรอบ

-การควบคุมอุณหภูมิทางกายภาพ - ความสามารถในการกักเก็บความร้อนเนื่องจากเส้นผมและขนนก, การกระจายตัวของไขมันสำรอง, ความเป็นไปได้ของการถ่ายเทความร้อนแบบระเหย ฯลฯ

-การควบคุมอุณหภูมิเชิงพฤติกรรม - ความสามารถในการเคลื่อนย้ายจากสถานที่ที่มีอุณหภูมิสูงมากไปยังสถานที่ที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด นี่เป็นวิธีหลักในการควบคุมอุณหภูมิในสัตว์ที่มีโพอิคิโลเทอร์มิก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พวกมันมักจะเปลี่ยนตำแหน่งหรือซ่อนตัวอยู่ในเงามืดในหลุม ผึ้ง ปลวก และมดสร้างรังโดยมีอุณหภูมิภายในรังที่ได้รับการควบคุมอย่างดี

เพื่อแสดงให้เห็นถึงความสมบูรณ์แบบของการควบคุมอุณหภูมิในสัตว์และมนุษย์ชั้นสูง สามารถยกตัวอย่างต่อไปนี้ได้ ประมาณ 200 ปีที่แล้ว ดร. ซี. บลัคเดนในอังกฤษได้ทำการทดลองดังต่อไปนี้ เขากับเพื่อนฝูงและสุนัขใช้เวลา 45 นาที ในห้องแห้งที่อุณหภูมิ +126 °C โดยไม่มีผลกระทบต่อสุขภาพ ผู้ชื่นชอบซาวน่าแบบฟินแลนด์รู้ดีว่าคุณสามารถใช้เวลาในห้องซาวน่าที่มีอุณหภูมิสูงกว่า +100 °C (สำหรับแต่ละคน) ได้ ซึ่งดีต่อสุขภาพ แต่เรายังรู้ด้วยว่าหากคุณถือชิ้นเนื้อที่อุณหภูมินี้ เนื้อก็จะสุกได้

เมื่อสัมผัสกับสัตว์เลือดอุ่นเย็นจะทำให้กระบวนการออกซิเดชั่นรุนแรงขึ้น โดยเฉพาะในกล้ามเนื้อ การควบคุมอุณหภูมิด้วยสารเคมีเข้ามามีบทบาท สังเกตอาการสั่นของกล้ามเนื้อ ส่งผลให้มีการปล่อยความร้อนเพิ่มเติม การเผาผลาญไขมันจะเพิ่มขึ้นเป็นพิเศษ เนื่องจากไขมันเป็นแหล่งพลังงานเคมีที่สำคัญ ดังนั้นการสะสมของไขมันสำรองจึงช่วยให้การควบคุมอุณหภูมิดีขึ้น

การผลิตความร้อนที่เพิ่มขึ้นจะมาพร้อมกับการบริโภคอาหารจำนวนมาก ดังนั้น นกที่อยู่ช่วงฤดูหนาวจึงต้องการอาหารจำนวนมาก พวกมันไม่กลัวน้ำค้างแข็ง แต่กลัวขาดอาหาร เมื่อการเก็บเกี่ยวดี ต้นสนและต้นสนจะฟักลูกไก่แม้ในฤดูหนาว ผู้คน - ผู้อาศัยอยู่ในไซบีเรียหรือพื้นที่ทางตอนเหนือ - ได้พัฒนาเมนูแคลอรี่สูงจากรุ่นสู่รุ่น - เกี๊ยวแบบดั้งเดิมและอาหารแคลอรี่สูงอื่น ๆ ดังนั้น ก่อนที่จะปฏิบัติตามอาหารตะวันตกที่ทันสมัยและปฏิเสธอาหารของบรรพบุรุษของเรา เราต้องคำนึงถึงความได้เปรียบที่มีอยู่ในธรรมชาติ ซึ่งเป็นรากฐานของประเพณีที่มีมายาวนานของผู้คน

กลไกที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนในสัตว์ เช่นเดียวกับในพืช คือการระเหยของน้ำโดยการขับเหงื่อหรือผ่านทางเยื่อเมือกของปากและทางเดินหายใจส่วนบน นี่คือตัวอย่างของการควบคุมอุณหภูมิทางกายภาพ คนที่มีความร้อนจัดสามารถผลิตเหงื่อได้มากถึง 12 ลิตรต่อวัน ซึ่งกระจายความร้อนได้มากกว่าปกติถึง 10 เท่า น้ำที่ถูกขับออกมาจะต้องถูกส่งคืนบางส่วนผ่านการดื่ม

สัตว์เลือดอุ่น เช่น สัตว์เลือดเย็น มีลักษณะเฉพาะโดยการควบคุมอุณหภูมิทางพฤติกรรม ในโพรงของสัตว์ที่อาศัยอยู่ใต้ดิน ความผันผวนของอุณหภูมิจะน้อยลงและโพรงจะลึกมากขึ้น ในรังผึ้งที่สร้างขึ้นอย่างชำนาญจะมีสภาพปากน้ำที่สม่ำเสมอและเอื้ออำนวย

สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือพฤติกรรมกลุ่มของสัตว์ ตัวอย่างเช่นในน้ำค้างแข็งและพายุหิมะที่รุนแรงนกเพนกวินจะก่อตัวเป็น "เต่า" ซึ่งเป็นกองหนาแน่น ผู้ที่พบว่าตัวเองอยู่ริมขอบจะค่อยๆ เดินเข้าไปข้างใน โดยจะรักษาอุณหภูมิไว้ที่ประมาณ +37 °C ที่นั่นลูกก็ถูกวางไว้ข้างในด้วย

ดังนั้นถิ่นที่อยู่จึงเป็นหนึ่งในแนวคิดสำคัญของระบบนิเวศ เมื่อประเมินอิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อสิ่งมีชีวิต ความรุนแรงของการกระทำเป็นสิ่งสำคัญ: ในสภาวะที่เอื้ออำนวยพวกเขาพูดถึงสิ่งที่ดีที่สุดและในกรณีที่เกินหรือขาด ผลกระทบที่จำกัดของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม (ขีดจำกัดความอดทน)

ในระหว่างวิวัฒนาการและภายใต้อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง ธรรมชาติที่มีชีวิตมีความหลากหลายอย่างมาก แต่กระบวนการไม่ได้หยุดลง: สภาพธรรมชาติเปลี่ยนแปลง สิ่งมีชีวิตปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง และพัฒนาระบบการปรับตัวเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปรับตัวเข้ากับสภาพความเป็นอยู่ได้อย่างมาก ความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมเป็นคุณสมบัติทางนิเวศที่สำคัญที่สุดที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตและสภาพแวดล้อมมีความสอดคล้องกัน

บรรณานุกรม

วรรณกรรมการศึกษา

ส่งใบสมัครของคุณโดยระบุหัวข้อตอนนี้เพื่อค้นหาความเป็นไปได้ในการรับคำปรึกษา

พืชและสัตว์ส่วนใหญ่ได้รับการปรับให้เข้ากับช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ สิ่งมีชีวิตบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะพักหรือเคลื่อนไหวชั่วคราว สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำได้ ความผันผวนของอุณหภูมิในน้ำมักจะน้อยกว่าบนบก ดังนั้นขีดจำกัดในการทนต่ออุณหภูมิของสิ่งมีชีวิตในน้ำจึงแย่กว่าขีดจำกัดของสิ่งมีชีวิตบนบก ความเข้มข้นของการเผาผลาญขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ที่อุณหภูมิ 0 ถึง +50 บนพื้นผิวทรายในทะเลทรายและสูงถึง -70 ในบางพื้นที่ของไซบีเรียตะวันออก ช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ระหว่าง +50 ถึง –50 ในแหล่งที่อยู่อาศัยบนโลก และตั้งแต่ +2 ถึง +27 ในมหาสมุทร ตัวอย่างเช่น จุลินทรีย์สามารถทนต่อความเย็นได้ถึง –200 แบคทีเรียและสาหร่ายบางชนิดสามารถอาศัยและสืบพันธุ์ในน้ำพุร้อนได้ที่อุณหภูมิ +80, +88

แยกแยะ สิ่งมีชีวิตของสัตว์:

อ่านเพิ่มเติม:

พืชและสัตว์ส่วนใหญ่ได้รับการปรับให้เข้ากับช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ สิ่งมีชีวิตบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาวะพักหรือเคลื่อนไหวชั่วคราว สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ค่อนข้างต่ำได้ ความผันผวนของอุณหภูมิในน้ำมักจะน้อยกว่าบนบก ดังนั้นขีดจำกัดในการทนต่ออุณหภูมิของสิ่งมีชีวิตในน้ำจึงแย่กว่าขีดจำกัดของสิ่งมีชีวิตบนบก ความเข้มข้นของการเผาผลาญขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ที่อุณหภูมิ 0 ถึง +50 บนพื้นผิวทรายในทะเลทรายและสูงถึง -70 ในบางพื้นที่ของไซบีเรียตะวันออก ช่วงอุณหภูมิเฉลี่ยอยู่ระหว่าง +50 ถึง –50 ในแหล่งที่อยู่อาศัยบนโลก และตั้งแต่ +2 ถึง +27 ในมหาสมุทร

ตัวอย่างเช่น จุลินทรีย์สามารถทนต่อความเย็นได้ถึง –200 แบคทีเรียและสาหร่ายบางชนิดสามารถอาศัยและสืบพันธุ์ในน้ำพุร้อนได้ที่อุณหภูมิ +80, +88

แยกแยะ สิ่งมีชีวิตของสัตว์:

1. ด้วยอุณหภูมิร่างกายคงที่ (เลือดอุ่น);
2. ด้วยอุณหภูมิร่างกายไม่คงที่ (เลือดเย็น)

สิ่งมีชีวิตที่มีอุณหภูมิร่างกายไม่คงที่ (ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน)

ในธรรมชาติอุณหภูมิไม่คงที่ สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในละติจูดเขตอบอุ่นและต้องเผชิญกับความผันผวนของอุณหภูมิจะไม่สามารถทนต่ออุณหภูมิคงที่ได้ ความผันผวนอย่างรุนแรง - ความร้อน, น้ำค้างแข็ง - ไม่เป็นผลดีต่อสิ่งมีชีวิต สัตว์ได้พัฒนาการปรับตัวเพื่อรับมือกับความเย็นและความร้อนสูงเกินไป ตัวอย่างเช่น เมื่อเริ่มต้นฤดูหนาว พืชและสัตว์ที่มีอุณหภูมิร่างกายไม่คงที่จะเข้าสู่สภาวะการพักตัวในฤดูหนาว อัตราการเผาผลาญลดลงอย่างรวดเร็ว ในการเตรียมตัวสำหรับฤดูหนาว ไขมันและคาร์โบไฮเดรตจำนวนมากจะถูกเก็บไว้ในเนื้อเยื่อของสัตว์ ปริมาณน้ำในเส้นใยจะลดลง น้ำตาลและกลีเซอรีนสะสมซึ่งป้องกันการแช่แข็ง สิ่งนี้จะเพิ่มความต้านทานต่อน้ำค้างแข็งของสิ่งมีชีวิตในฤดูหนาว

ในฤดูร้อนกลไกทางสรีรวิทยาจะเปิดใช้งานเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป ในพืชความชื้นจะระเหยผ่านปากใบเพิ่มขึ้นซึ่งทำให้อุณหภูมิใบลดลง ในสัตว์ การระเหยของน้ำจะเพิ่มขึ้นผ่านระบบทางเดินหายใจและผิวหนัง

สิ่งมีชีวิตที่มีอุณหภูมิร่างกายคงที่ (นก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม)

สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในของอวัยวะซึ่งส่งผลให้ปรับตัวเข้ากับอุณหภูมิของร่างกายที่คงที่ ตัวอย่างเช่นนี่คือหัวใจ 4 ห้องและมีส่วนโค้งของหลอดเลือดแดงหนึ่งส่วนทำให้มั่นใจได้ว่าการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำจะแยกออกจากกันอย่างสมบูรณ์การเผาผลาญอย่างเข้มข้นเนื่องจากการจัดหาเนื้อเยื่อที่มีเลือดแดงอิ่มตัวด้วยออกซิเจนขนหรือขนที่ปกคลุมร่างกาย ซึ่งช่วยกักเก็บความร้อน พัฒนากิจกรรมทางประสาทได้ดี) ทั้งหมดนี้ทำให้ตัวแทนของนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังคงเคลื่อนไหวได้ในช่วงที่อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงกะทันหัน และสามารถควบคุมแหล่งที่อยู่อาศัยทั้งหมดได้

ในสภาพธรรมชาติ อุณหภูมิแทบจะไม่คงอยู่ในระดับที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตเลย ดังนั้นพืชและสัตว์จึงพัฒนาการปรับตัวแบบพิเศษเพื่อลดความผันผวนของอุณหภูมิอย่างกะทันหัน สัตว์ต่างๆ เช่น ช้าง มีหูที่ใหญ่กว่าบรรพบุรุษของมัน ซึ่งก็คือแมมมอธ ซึ่งอาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็น นอกจากอวัยวะในการได้ยินแล้ว ใบหูยังทำหน้าที่เป็นเทอร์โมสตัทอีกด้วย เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป พืชจึงสร้างสารเคลือบขี้ผึ้งและหนังกำพร้าหนา

อ่านเพิ่มเติม:

อุณหภูมิร่างกายต่ำ (อุณหภูมิร่างกาย)- ภาวะที่แสดงลักษณะอุณหภูมิร่างกายของสัตว์ลดลงต่ำกว่า 37.0 C° อันเป็นผลมาจากกระบวนการถ่ายเทความร้อนออกจากร่างกายมากกว่ากระบวนการผลิตความร้อน

สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากสาเหตุหลายประการ เช่น การสัมผัสกับสภาวะที่มีอุณหภูมิต่ำ น้ำเย็น ภาวะช็อก (บาดแผล ความเจ็บปวด ภาวะช็อกแบบแอนาฟิแล็กติก การช็อกประเภท hypovolemic เป็นเวลานาน) โรคติดเชื้อ โรคเบาหวาน กลไกการควบคุมอุณหภูมิที่ไม่สมบูรณ์ (เช่น , ในลูกสุนัข), ความผิดปกติของฮอร์โมน

อาการทางคลินิก

เมื่ออุณหภูมิลดลงสัตว์จะไม่ลุกขึ้นและประสบกับภาวะซึมเศร้าโดยทั่วไปซึ่งเกิดจากความผิดปกติของการเผาผลาญและพลังงานที่รุนแรงอย่างยิ่งในเซลล์ตลอดจนความผิดปกติของการทำงานของอวัยวะสำคัญ สัตว์มักจะนอนลงในที่อบอุ่นและขดตัวเป็นลูกบอล ขนจะขึ้นฟู ซึ่งจะเพิ่มช่องว่างอากาศระหว่างอากาศภายนอกกับผิวหนัง อาการกล้ามเนื้อสั่นปรากฏขึ้น ส่งผลให้เกิดความร้อนเพิ่มขึ้น มีการตีบของหลอดเลือดบนพื้นผิวของร่างกาย (vasospasm อุปกรณ์ต่อพ่วง) ซึ่งช่วยลดการสูญเสียความร้อนจากพื้นผิว ในเวลาเดียวกัน ผิวหนังและเยื่อเมือกที่มองเห็นได้จะมีสีซีดลงและเย็นลง เมื่ออุณหภูมิลดลง สัตว์จะหยุดสั่นและชีพจรจะอ่อนลงหรือหายไป การหายใจตื้นและหายาก การเต้นของหัวใจนั้นตรวจพบได้ยากและความถี่ของการเต้นของหัวใจก็ลดลงอย่างรวดเร็ว การรบกวนจังหวะการเต้นของหัวใจอย่างรุนแรงเกิดขึ้น อุณหภูมิที่ลดลงอีกจะมาพร้อมกับความผิดปกติอย่างรุนแรงของการทำงานของร่างกายและการตายของมัน

การดูแลอย่างเร่งด่วน

การเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายให้เป็นปกติเป็นเป้าหมายหลักในการรักษาสัตว์ที่มีอาการอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ โดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของอุณหภูมิที่ลดลง

อุณหภูมิ

ทำได้โดยวิธีการต่อไปนี้:

1. วิธีการแบบพาสซีฟ คลุมสัตว์ด้วยผ้าห่มเพื่อลดการสูญเสียความร้อน ซึ่งจะช่วยในเรื่องอุณหภูมิร่างกายเล็กน้อย
2. ภาวะโลกร้อนภายนอกที่ใช้งานอยู่ สำหรับวิธีนี้ ต้องใช้แผ่นทำความร้อน เครื่องเป่าผม และผ้าห่มอุ่นลม ยิ่งไปกว่านั้น เพื่อประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น ไม่จำเป็นต้องอุ่นอุ้งเท้า แต่ต้องอุ่นร่างกายของสัตว์ด้วย
3. ภาวะโลกร้อนภายในที่ใช้งานอยู่ ใช้ในกรณีที่วิธีอื่นไม่ได้ผล ประกอบด้วยการให้สัตว์ด้วยของเหลวอุ่น (เช่น สารละลายโซเดียมคลอไรด์ 0.9%) ฉีดเข้าเส้นเลือดดำ หรือทำการล้างไตในช่องท้องด้วยสารละลายเดียวกัน วิธีนี้ทำได้โดยแพทย์ที่มีคุณสมบัติเหมาะสมในสถานพยาบาลเท่านั้น

จำเป็นต้องวัดอุณหภูมิร่างกายของสัตว์เป็นระยะ ในกรณีของภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำกว่าอย่างรุนแรง นอกเหนือจากการทำให้ร่างกายอบอุ่นขึ้น สัตว์ที่ได้รับบาดเจ็บยังต้องการการบำบัดอย่างเข้มข้น โดยไม่เพียงแต่มุ่งแก้ไขความผิดปกติที่มีอยู่ของการทำงานของอวัยวะและระบบต่างๆ เท่านั้น แต่ยังป้องกันภาวะแทรกซ้อนที่อาจเกิดขึ้นอีกด้วย ความพยายามหลักมุ่งเน้นไปที่การรักษาการหายใจที่เพียงพอ การไหลเวียนของเลือดที่มีประสิทธิภาพ การเผาผลาญที่เหมาะสม ป้องกันความเย็นเพิ่มเติม และการทำให้ร่างกายอบอุ่นอย่างค่อยเป็นค่อยไป

การป้องกัน

1. อย่าทิ้งสัตว์ของคุณไว้ในห้องเย็นเป็นเวลานาน
2. หากคุณเป็นเจ้าของสุนัขขนสั้น โปรดจำไว้ว่าในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง การเดินกับสัตว์ควรเป็นเวลาสั้นๆ
3. ซื้อรองเท้าบูทและชุดคลุมให้ความอบอุ่นสำหรับสุนัขของคุณสำหรับฤดูหนาว

สิ่งมีชีวิต Poikilothermic และ Homeothermicตัวแทนของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ไม่มีความสามารถในการควบคุมอุณหภูมิร่างกายอย่างแข็งขัน กิจกรรมของพวกเขาขึ้นอยู่กับความร้อนที่มาจากภายนอกเป็นหลัก และอุณหภูมิของร่างกายขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่า poikilothermic (ectothermic) Poikilothermy เป็นลักษณะของจุลินทรีย์ พืช สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง และคอร์ดส่วนใหญ่

เฉพาะในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเท่านั้นที่ความร้อนที่เกิดขึ้นในกระบวนการเมแทบอลิซึมอย่างเข้มข้นทำหน้าที่เป็นแหล่งที่เชื่อถือได้ในการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายและการรักษา ของเธอในระดับคงที่โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิโดยรอบ สิ่งนี้อำนวยความสะดวกด้วยฉนวนกันความร้อนที่ดีที่เกิดจากขน ขนหนาทึบ และชั้นไขมันใต้ผิวหนังหนา สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่า โฮเทอร์มิก (ดูดความร้อนหรือเลือดอุ่น)คุณสมบัติของการให้ความร้อนช่วยให้สัตว์หลายชนิด (หมีขั้วโลก สัตว์พินนิเพด นกเพนกวิน ฯลฯ) มีวิถีชีวิตที่กระฉับกระเฉงที่อุณหภูมิต่ำ

กรณีพิเศษของ homoYothermy - เฮเทอโรเทอร์มี- ลักษณะของสัตว์ที่เข้าสู่โหมดจำศีลหรืออาการมึนงงชั่วคราวในช่วงเวลาที่ไม่เอื้ออำนวยของปี (โกเฟอร์ เม่น ค้างคาว หอพัก ฯลฯ) ในสภาวะแอคทีฟพวกเขาจะรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้สูงและในกรณีที่มีกิจกรรมของร่างกายต่ำอุณหภูมิที่ต่ำกว่าซึ่งมาพร้อมกับกระบวนการเผาผลาญที่ช้าลงและเป็นผลให้มีการถ่ายเทความร้อนต่ำ

การปรับอุณหภูมิของพืช อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับพืชบนบกส่วนใหญ่คือ +25-30°C และสำหรับพืชที่ต้องการความร้อน เช่น ข้าวโพด ถั่ว ถั่วเหลือง และพันธุ์พืชเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนอื่นๆ - +30-35°C ควรระลึกไว้ว่าในแต่ละระยะและระยะของการพัฒนาพืชนั้นมีทั้งระบอบอุณหภูมิที่เหมาะสมและขีด จำกัด บนและล่าง

เมื่อพืชสัมผัสกับอุณหภูมิสูงภาวะขาดน้ำและการผึ่งให้แห้งอย่างรุนแรงเกิดขึ้น การเผาไหม้ การทำลายของคลอโรฟิลล์ ความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจที่ไม่สามารถรักษาให้หายขาด และสุดท้ายคือการสูญเสียสภาพธรรมชาติของโปรตีน การแข็งตัวของไซโตพลาสซึม และการเสียชีวิต

พืชสามารถทนต่ออิทธิพลที่เป็นอันตรายของอุณหภูมิที่สูงมากเนื่องจากการคายน้ำที่เพิ่มขึ้น การสะสมของสารป้องกัน (เมือก กรดอินทรีย์ ฯลฯ) ในไซโตพลาสซึม การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดของกิจกรรมของเอนไซม์ที่สำคัญที่สุด การเปลี่ยนไปสู่ สภาวะของการพักตัวลึกตลอดจนการยึดครองที่อยู่อาศัยชั่วคราวที่ได้รับการปกป้องจากความร้อนสูงเกินไป ซึ่งหมายความว่าสำหรับพืชบางชนิด ฤดูปลูกทั้งหมดจะเปลี่ยนไปเป็นฤดูกาลที่มีสภาวะความร้อนที่ดีกว่า ดังนั้นในทะเลทรายและที่ราบกว้างใหญ่จึงมีพืชหลายชนิดที่เริ่มฤดูปลูกในช่วงต้นฤดูใบไม้ผลิและจัดการให้เสร็จก่อนเริ่มฤดูร้อน พวกมันรอดจากสภาวะเหล่านี้ได้ในสภาวะพักตัวในฤดูร้อน - เมล็ดสุกแล้วหรือมีอวัยวะใต้ดินปรากฏขึ้น - หัว, หัว, เหง้า (ทิวลิป, ดอกดิน, กระเปาะบลูแกรสส์ ฯลฯ )

การปรับเปลี่ยนทางสัณฐานวิทยาที่ป้องกันความร้อนสูงเกินไปนั้นเป็นแบบเดียวกับที่ใช้กับพืชเพื่อลดการไหลของรังสีจากแสงอาทิตย์ นี่คือพื้นผิวมันวาวและมีขนหนาแน่นทำให้ใบมีสีอ่อนและเพิ่มการสะท้อนของรังสีดวงอาทิตย์ ตำแหน่งแนวตั้งของใบ การพับใบ (ในธัญพืช) การลดลงของผิวใบ ฯลฯ เหล่านี้เหมือนกัน คุณสมบัติทางโครงสร้างของพืชในเวลาเดียวกันทำให้สามารถลดการสูญเสียน้ำได้ ดังนั้นผลกระทบที่ซับซ้อนของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อร่างกายจึงสะท้อนให้เห็นในลักษณะที่ซับซ้อนของการปรับตัว

อันตรายจากอุณหภูมิต่ำสำหรับพืชนั้นมาจากความจริงที่ว่าน้ำแข็งตัวในช่องว่างระหว่างเซลล์และเซลล์และเป็นผลให้เกิดการขาดน้ำและความเสียหายทางกลต่อเซลล์เกิดขึ้น ตามด้วยการแข็งตัวของโปรตีนและการทำลายของไซโตพลาสซึม ความเย็นยับยั้งกระบวนการเจริญเติบโตของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง และการสร้างคลอโรฟิลล์ ลดประสิทธิภาพการใช้พลังงานในการหายใจ และทำให้อัตราการพัฒนาช้าลงอย่างรวดเร็ว

เพื่อที่จะทนต่อสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยในช่วงเย็นของปีจึงมีการเตรียมพืชไว้ล่วงหน้า: ใบไม้ร่วงหล่นและในรูปแบบไม้ล้มลุก - อวัยวะเหนือพื้นดินมีเกล็ดตาแตกหน่อเกิดขึ้นฤดูหนาวของตา (ในต้นสน) การก่อตัวของหนังกำพร้าหนา ชั้นไม้ก๊อกหนา ฯลฯ

ในบรรดาการปรับตัวทางสัณฐานวิทยาของพืชให้เข้ากับชีวิตในละติจูดที่หนาวเย็น ขนาดที่เล็ก (แคระแกร็น) และรูปแบบการเจริญเติบโตแบบพิเศษมีความสำคัญ ความสูงของต้นแคระ (ต้นเบิร์ชแคระ ต้นหลิวแคระ ฯลฯ ) มักจะสอดคล้องกับความลึกของหิมะปกคลุมซึ่งพืชอยู่เหนือฤดูหนาว เนื่องจากทุกส่วนที่ยื่นออกมาเหนือหิมะจะตายจากการแช่แข็ง การป้องกันที่คล้ายกันจากความหนาวเย็นก็เป็นลักษณะของรูปแบบคืบคลานเช่นกัน - ต้นไม้เอลฟิน (ซีดาร์, จูนิเปอร์, เถ้าภูเขา ฯลฯ ) และรูปแบบรูปทรงเบาะซึ่งเกิดขึ้นจากการแตกแขนงที่เพิ่มขึ้นและการเติบโตของหน่อที่ช้ามาก

ตัวอย่างของการปรับตัวทางสรีรวิทยาของพืชที่ป้องกันการแช่แข็งของน้ำในช่องว่างระหว่างเซลล์และเซลล์การคายน้ำและความเสียหายทางกลคือการเพิ่มความเข้มข้นของคาร์โบไฮเดรตที่ละลายน้ำได้ในน้ำนมของเซลล์ซึ่งช่วยลดจุดเยือกแข็ง

การปรับอุณหภูมิของสัตว์ เมื่อเปรียบเทียบกับพืช สัตว์มีความสามารถที่หลากหลายมากกว่าในการปรับตัวให้เข้ากับผลกระทบของอุณหภูมิที่ต่างกัน โดยทั่วไป การปรับอุณหภูมิมีสามวิธีหลัก: 1) การควบคุมอุณหภูมิด้วยสารเคมี (การผลิตความร้อนเพิ่มขึ้นเพื่อตอบสนองต่ออุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่ลดลง); 2) การควบคุมอุณหภูมิทางกายภาพ (การเปลี่ยนแปลงระดับการถ่ายเทความร้อนความสามารถในการกักเก็บความร้อนหรือในทางกลับกันการกระจายส่วนเกิน) 3) การควบคุมอุณหภูมิเชิงพฤติกรรม (หลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่ไม่เอื้ออำนวยโดยการเคลื่อนที่ในอวกาศหรือการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมในลักษณะที่ซับซ้อนมากขึ้น)

สัตว์ที่ให้ความร้อนแบบ Poikilothermic ต่างจากสัตว์ที่ให้ความร้อนแบบ Homeothermic โดยมีอัตราการเผาผลาญที่ต่ำกว่าแม้ที่อุณหภูมิร่างกายเท่ากัน ตัวอย่างเช่น อีกัวน่าทะเลทรายที่อุณหภูมิ +37°C จะใช้ออกซิเจนน้อยกว่าสัตว์ฟันแทะที่มีมวลเท่ากันถึง 7 เท่า ด้วยเหตุนี้ ความร้อนเพียงเล็กน้อยจึงถูกสร้างขึ้นในร่างกายของสัตว์ไอโออิคิโลเทอร์มิก และด้วยเหตุนี้ ความเป็นไปได้ของการควบคุมอุณหภูมิทางเคมีและทางกายภาพจึงมีน้อยมาก วิธีหลักในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายคือผ่านลักษณะพฤติกรรม - การเปลี่ยนท่าทาง, ค้นหาสภาพภูมิอากาศที่เอื้ออำนวย, เปลี่ยนแปลงแหล่งที่อยู่อาศัย, สร้างปากน้ำที่ต้องการอย่างอิสระ (สร้างรัง, ขุดหลุม ฯลฯ )

วัดอุณหภูมิร่างกายในสัตว์

ป.) ตัวอย่างเช่น ในสภาพอากาศร้อนจัด สัตว์ต่างๆ จะซ่อนตัวอยู่ในที่ร่ม ซ่อนตัวอยู่ในโพรง และกิ้งก่าและงูทะเลทรายบางสายพันธุ์จะปีนพุ่มไม้ โดยหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับพื้นผิวที่ร้อนของดิน

สัตว์บางชนิดสามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้เหมาะสมผ่านการทำงานของกล้ามเนื้อได้ ดังนั้น ผึ้งบัมเบิลบีจึงทำให้ร่างกายอบอุ่นโดยกระตุ้นการหดตัวของกล้ามเนื้อ (ตัวสั่น) ถึง +32 และ 33°C ซึ่งเปิดโอกาสให้พวกมันบินขึ้นและกินอาหารในสภาพอากาศเย็นได้

การบำบัดแบบ Homeothermy พัฒนามาจากการบำบัดแบบ poikilothermy โดยการทำให้กระบวนการเผาผลาญเข้มข้นขึ้น และปรับปรุงวิธีการควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนของสัตว์กับสิ่งแวดล้อม การควบคุมอินพุตและเอาต์พุตความร้อนที่มีประสิทธิภาพช่วยให้สัตว์ที่ให้ความร้อนตามธรรมชาติสามารถรักษาอุณหภูมิร่างกายที่เหมาะสมให้คงที่ได้ตลอดทั้งปี

เนื่องจากอัตราการเผาผลาญสูงและการผลิตความร้อนในปริมาณมาก สัตว์ที่ให้ความร้อนตามธรรมชาติจึงมีความโดดเด่นด้วยความสามารถสูงในการควบคุมอุณหภูมิด้วยสารเคมี ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อสัมผัสกับความเย็น อย่างไรก็ตาม การรักษาอุณหภูมิเนื่องจากการผลิตความร้อนที่เพิ่มขึ้นนั้นต้องใช้พลังงานจำนวนมาก ดังนั้นสัตว์ในฤดูหนาวจึงต้องการอาหารจำนวนมากหรือใช้ไขมันสำรองจำนวนมากที่สะสมไว้ก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่น นกที่ยังคงอยู่ในช่วงฤดูหนาวไม่กลัวน้ำค้างแข็งมากนักเนื่องจากขาดอาหาร หากมีการเก็บเกี่ยวเมล็ดสนและต้นสนที่ดี นกกางเขนจะฟักลูกไก่ในฤดูหนาวด้วย แต่เนื่องจากขาดอาหารในฤดูหนาว การควบคุมอุณหภูมิประเภทนี้จึงไม่ก่อให้เกิดประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้นจึงมีการพัฒนาได้ไม่ดีในสุนัขจิ้งจอกอาร์กติก วอลรัส แมวน้ำ หมีขั้วโลก และสัตว์อื่น ๆ ที่อาศัยอยู่ในอาร์กติกเซอร์เคิล

การควบคุมอุณหภูมิทางกายภาพซึ่งรับประกันการปรับตัวให้เข้ากับความเย็นไม่ได้เกิดจากการผลิตความร้อนเพิ่มเติม แต่เนื่องจากการสงวนไว้ในร่างกายของสัตว์นั้นทำได้โดยการสะท้อนให้แคบลงและขยายหลอดเลือดของผิวหนังเปลี่ยนค่าการนำความร้อนเปลี่ยนฉนวนความร้อน คุณสมบัติของขนและขนนก และควบคุมการถ่ายเทความร้อนแบบระเหย

ขนหนาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและขนที่ปกคลุมของนกทำให้สามารถรักษาชั้นอากาศรอบตัวให้มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิร่างกายของสัตว์ได้ และช่วยลดการถ่ายเทความร้อนสู่สภาพแวดล้อมภายนอก ผู้อาศัยอยู่ในสภาพอากาศหนาวเย็นมีชั้นเนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนังที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดี ซึ่งมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วร่างกายและเป็นฉนวนความร้อนที่ดี

กลไกที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนคือการระเหยของน้ำโดยการขับเหงื่อหรือผ่านเยื่อชื้นของช่องปาก (เช่น ในสุนัข) ดังนั้นคนที่อยู่ในที่ร้อนจัดสามารถหลั่งเหงื่อได้มากกว่า 10 ลิตรต่อวัน จึงช่วยให้ร่างกายเย็นลงได้

วิธีพฤติกรรมในการควบคุมการแลกเปลี่ยนความร้อนในสัตว์ที่ให้ความร้อนแบบโฮเทอร์มิกส์จะเหมือนกับวิธีในสัตว์ที่มีความร้อนแบบ poikilothermic

ดังนั้นการผสมผสานวิธีการควบคุมอุณหภูมิทางเคมี กายภาพ และพฤติกรรมที่มีประสิทธิภาพช่วยให้สัตว์เลือดอุ่นสามารถรักษาสมดุลทางความร้อนกับพื้นหลังของอุณหภูมิสิ่งแวดล้อมที่ผันผวนในวงกว้าง

⇐ ก่อนหน้า12345678

ดินเป็นตัวกลางระหว่างน้ำ (สภาวะอุณหภูมิ ปริมาณออกซิเจนต่ำ ความอิ่มตัวของไอน้ำ การมีอยู่ของน้ำและเกลือ) และอากาศ (ช่องอากาศ การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของความชื้นและอุณหภูมิในชั้นบน) สำหรับสัตว์ขาปล้องหลายชนิด ดินเป็นสื่อกลางในการเปลี่ยนจากสัตว์น้ำไปสู่วิถีชีวิตบนบก

ตัวชี้วัดหลักของคุณสมบัติของดินซึ่งสะท้อนถึงความสามารถในการทำหน้าที่เป็นที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต ได้แก่ ความชื้น อุณหภูมิ และโครงสร้างของดิน ตัวชี้วัดทั้งสามมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ค่าการนำความร้อนจะเพิ่มขึ้น และการเติมอากาศในดินจะลดลง ยิ่งอุณหภูมิสูงก็ยิ่งเกิดการระเหยมากขึ้น

กระบวนการทางสรีรวิทยาที่เกิดขึ้นในพืช กิจกรรมสำคัญของจุลินทรีย์และสัตว์ในดิน และกระบวนการทางเคมีในการเปลี่ยนแปลงของสารและพลังงานสามารถทำได้ภายในขีดจำกัดอุณหภูมิที่กำหนดเท่านั้น

ผลกระทบของอุณหภูมิดินต่อพืชเริ่มต้นตั้งแต่ระยะแรกของการเจริญเติบโตและการพัฒนา นอกจากนี้พืชแต่ละชนิดยังมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับสภาพอุณหภูมิของดิน นอกเหนือจากขีดจำกัดอุณหภูมิที่สูงที่สุดที่กำหนดลักษณะของอุณหภูมิต่ำสุดและสูงสุดสำหรับพืชแต่ละชนิดแล้ว ยังมีค่าที่เหมาะสมที่สุดอีกด้วย ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิของพืชบางชนิดเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเติบโตและพัฒนา

ค่าการนำความร้อนของดินคือปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านชั้นดินที่มีพื้นที่ 1 ซม. 2 และความหนา 1 ซม. ในทิศทางตั้งฉากกับดินโดยมีความแตกต่าง 1 ° C ทั้งสองด้านของชั้น การนำความร้อน เช่น ความจุความร้อน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบแกรนูเมตริกและองค์ประกอบทางเคมีของดินและปริมาณความชื้น ดินที่แห้งและมีฮิวแมนดีนำความร้อนได้ไม่ดี ดินที่ชื้นและมีน้ำหนักมากจะทำให้การนำความร้อนเพิ่มขึ้น

น้ำ (25-30%) ในดินมี 4 ประเภท: แรงโน้มถ่วง, ดูดความชื้น (ถูกผูกไว้), เส้นเลือดฝอยและไอ แรงโน้มถ่วง- น้ำเคลื่อนที่ซึ่งมีช่องว่างกว้างระหว่างอนุภาคดินไหลซึมตามน้ำหนักของมันเองจนถึงระดับน้ำใต้ดิน พืชดูดซึมได้ง่าย ดูดความชื้นหรือที่เกี่ยวข้อง- ดูดซับรอบๆ อนุภาคคอลลอยด์ (ดินเหนียว, ควอทซ์) ของดิน และคงอยู่ในรูปของฟิล์มบางๆ เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน มันถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิสูง (102-105°C) ไม่สามารถเข้าถึงพืชได้และไม่ระเหย เส้นเลือดฝอย- ยึดเกาะรอบๆ อนุภาคดินด้วยแรงตึงผิว ผ่านรูพรุนและช่องทางแคบ - เส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้นจากระดับน้ำใต้ดินหรือแยกออกจากโพรงด้วยน้ำแรงโน้มถ่วง ดินเหนียวจะถูกเก็บรักษาไว้ได้ดีกว่าและระเหยได้ง่าย พืชดูดซึมได้ง่าย