Пойкилотермные (холоднокровные) организмы

К пойкилотермным (от греч. poikilos – изменчивый, меняющийся) организмам относят все таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных – птиц и млекопитающих. Название подчёркивает одно из наиболее заметных свойств представителей этой группы: неустойчивость температуры их тела, меняющейся в широких пределах в зависимости от изменений температуры окружающей среды.

Температура тела. Прямая зависимость температуры тела пойкилотермных животных от температуры среды обусловлена низкой интенсивностью метаболизма. Главным источником поступления тепловой энергии у них является внешнее тепло.

Скорость изменений температуры тела пойкилотермов связана обратной зависимостью с их размерами. Это, прежде всего, определяется соотношением массы и поверхности: у более крупных форм относительная поверхность тела уменьшается. Это имеет большое экологическое значение, определяя для разных видов возможность заселения географических районов или биотопов с определёнными режимами температур. Именно крупные размеры тела позволяют животным проникать в более холодные районы.

Скорость метаболизма. Скорость потребления кислорода, в частности при быстрых изменениях температуры следует за этими изменениями, увеличиваясь при повышении её и уменьшаясь при снижении. То же относится к другим физиологическим функциям: частота сердцебиений, интенсивность пищеварения и т.д. У растений в зависимости от температуры изменяются темпы поступления воды и питательных веществ через корни. Показано, что при понижении температуры от +20 до 0°С поглощение воды корнями уменьшается на 60-70%. Как и у животных, повышение температуры (до определённых пределов) вызывает у растений усиление дыхания.

Влияние температуры не прямолинейно: по достижении определённого порога стимуляция процесса сменяется его подавлением. Это общее правило, объясняющееся приближением к зоне порога нормальной жизни.

Температура и развитие. В наиболее генерализованной форме влияние температуры на обменные процессы прослеживается при изучении онтогенетического развития пойкилотермных организмов. Так развитие икры форели при +2°С продолжается 205 суток, при +5°С – 82, при +10°С – 41 сутки.

Этот пример идеально отвечает общей закономерности, представленной правилом температурной константы развития:

T(t – to) = K,

где Т – продолжительность развития, (t — to) – эффективная температура, К – термальная константа развития, которая представляет собой сумму эффективных температур, необходимую для прохождения процессов развития данного вида.

Эффективными температурами называют температуры выше того минимального значения, при котором процессы развития вообще возможны; эту пороговую величину называют биологическим нулём развития, (to).

Закономерности развития, связанные с температурой, используются в сельском хозяйстве для прогнозов урожая, сроков вылета вредителей, числа их генераций в течение летнего сезона и т.п. Так, установлено, что яблоневая плодожорка Laspeiresia pomonella в северной Украине при годовой сумме эффективных температур 930°С даёт лишь одно поколение, в лесостепной части Украины – два, а на юге, где сумма эффективных температур достигает 1870°С, возможны три генерации за лето.

Пассивная устойчивость. За границами температурного диапазона активной жизнедеятельности у многих организмов проявляются реакции оцепенения, характеризующиеся резким снижением уровня обменных процессов. В таком пассивном состоянии пойкилотермные организмы могут переносить достаточно сильное повышение либо ещё более выраженное понижение температуры без патологических последствий.

Основа такой температурной толерантности заключена в высокой степени тканевой устойчивости, свойственной всем видам пойкилотермных и часто поддерживаемой сильным обезвоживанием (семена, споры, некоторые мелкие животные).

Состояние оцепенения следует рассматривать как адаптивную реакцию. Тем не мене при переходе температуры за пределы толерантности наступает гибель организма.

Активные формы температурных адаптаций (элементы терморегуляции) у пойкилотермных организмов проявляются в способности поддерживать высокую температуру тела за счёт двигательной активности. Хорошо известен способ общественной регуляции температуры в пчелином улье путём трепетания крыльев большого числа особей. Широко распространено использование охлаждающего действия испарения влаги.

Для животных характерно адаптивное поведение: активный выбор мест с наиболее благоприятным микроклиматом и смена поз.