Температура та обмін речовин

Температура та обмін речовин
А. Для завершення розвитку вийшовших з діапаузи яєць коника Austroicetes cruciata потрібно 70 градусо-днів (фізіологічний поріг розвитку рівний 16°С); описувана залежність відхиляється від лінійної лише при найнижчих і найвищих температурах. Б. Для завершення розвитку личинки метелика Pieris rapae від вилуплення з яйця до утворення лялечки потрібно 174 градусо-дні (температурний поріг рівний 10,5°С).

Незважаючи на існування міжвидових відмінностей, вплив різних температур на ектотермні організми підпорядковується певному загальному правилу. По суті, цікаві три температурні інтервали: температури загрозливо низькі, загрозливо високі і проміжні.

У проміжному інтервалі з підвищенням температури швидкості метаболічних реакцій зростають. Очевидний наслідок полягає в тому, що при низьких температурах ектотермні організми поглинають ресурси і включають їх до обміну дуже і дуже повільно, а при високих температурах — набагато швидше. Ще один наслідок полягає в тому, що деякі фізіологічні процеси (такі, наприклад, як дихання) проходять в усьому температурному інтервалі (нехай навіть з різними швидкостями), тоді як інші (які потребують, можливо, більш інтенсивного і стійкого потоку речовини і енергії) — лише при відносно високих температурах. Розмноження у ектотермів зазвичай відбувається в більш вузькому інтервалі температур, ніж ріст, а ріст в свою чергу — в більш вузькому, ніж просте виживання.

Фізіологічний час: концепція «градусо-днів»

Можна стверджувати, що найважливіший з екологічної точки зору аспект впливу температури (в тому інтервалі, в якому вона не смертельна) на ектотермів — це її вплив на швидкості їх росту і розвитку. На рисунку наведено два типових приклади, і їх найважливіша особливість виділяється надзвичайно яскраво: якщо по вертикальній осі відкладені значення швидкості розвитку, а по горизонтальній — значення температури тіла, то на широкому інтервалі значень температури залежність швидкості розвитку від температури лінійна. Більше того, при найбільш низьких температурах відхилення залежності від лінійної досить невелике, що ж до високотемпературного інтервалу нелінійності, то, як правило, життя організмів протікає при температурах, які не досягають цього інтервалу. З цих причин часто приймається просте допущення: при температурах, які перевищують «поріг розвитку», швидкість розвитку організму лінійно зростає з підвищенням температури.

Рисунок пояснює також найбільш істотний наслідок співвідношення між температурою і швидкістю розвитку. Наприклад, як видно з графіку А, при 20°С (тобто при 4°С вище порогу) розвиток яйця до моменту вилуплення займає 17,5 доби, а при 30°С (тобто при 14°С вище порогу) — тільки 5 діб. Отже, при обох температурах для завершення розвитку потрібно 70 градусо-днів (або, точніше «градусо-днів понад порогом розвитку»): 17,5∙4=70 і 5∙14=70. Стільки ж потрібно для розвитку коника при інших нелетальних температурах. Метеликам (графік Б) для завершення розвитку необхідно 174 градусо-днів понад відповідним порогом. Таким чином, про ектотермів на відміну, наприклад, від нас з вами, зокрема, і від ендотермів взагалі не можна сказати, що для розвитку їм потрібен певний проміжок часу. Те, що їм потрібно — це певна комбінація часу і температури, яку часто називають фізіологічним часом. Інакше кажучи, час для ектотермів залежить від температури, і якщо температура впаде нижче порогу розвитку, то він може «зупинитись».

Значення концепції градусо-днів (або, в загальному випадку, «температуро-часу») полягає в тому, що вона допомагає нам зрозуміти часову приуроченість подій і, отже, динаміку популяцій ектотермних організмів. У природі масове народження коників і метеликів, згаданих на рисунку, в різні роки зазвичай припадає на різні дати, але незмінно відбувається тоді, коли з моменту початку розвитку (взимку) накопичується приблизно одна й та ж кількість градусо-днів понад порогом. Отже, зрозуміти причини їх появи, а тим більше передбачити її можна лише на основі уявлень про фізіологічну шкалу часу.

Практичне визначення шкали фізіологічного часу для даного організму може виявитись досить складним — особливо з врахуванням наслідків коливань температури; до того ж сама по собі лінійна залежність швидкості розвитку від температури — не більш ніж апроксимація, та й визначення фактичної температури тіла організму в природних умовах завжди пов'язане з відомими труднощами. Але взагалі концепцію фізіологічного часу варто хоча б мати на увазі. Кожен еколог зобов'язаний вчитись бачити світ очима живої істоти, яка ним вивчається.

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також

Дозвіл на експорт, реекспорт і імпорт зразків тварин і рослин, включених в Додатки I, II і III CITES, видається Адміністративним органом CITES за умови позитивного висновку Наукового органу CITES. Додатки CITES кожні три роки уточнюються Конференцією Сторін – країн-учасниць Конвенції.

X

Вхід

Завантажую...