Чем отличаются теплокровные и холоднокровные животные? Пойкилотермные животные: примеры, особенности, плюсы и недостатки эктотермии.

ποικίλος - различный, переменчивый и θερμία - тепло; также эктотермность ; ранее использовался термин холоднокровность ) - эволюционная адаптация вида или (в медицине и физиологии) состояние организма, при котором температура тела живого существа меняется в широких пределах в зависимости от температуры внешней среды.

Пойкилотермия у живых существ

К пойкилотермным организмам относят все современные таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных – птиц и млекопитающих . Долгое время считалось, что все млекопитающие являются теплокровными , однако современные исследования показали, что голый землекоп - единственный известный на сегодняшний день холоднокровный представитель этого класса ; предполагалось также, что к пойкилотермным млекопитающим относился вымерший балеарский козёл . Дискуссионным также является вопрос о том, относились ли к холоднокровным животным динозавры , однако в последнее время учёные больше склоняются к версии их теплокровности, исходя из исследований изотопов кислорода , темпов роста и т.п. Кроме того, также постоянно растёт число находок динозавров с плотными перьеподобными покровами даже у тех видов, которые к полёту не имели никакого отношения. Считается, что теплокровность - базальный признак всех архозавров и теплокровными были даже многие крокодиломорфы , в том числе предки современных крокодилов . Нередко выделяемое понятие инерционной теплокровности или гигантотермии - когда организм прогревается на солнце, после чего за счёт больших размеров тела держит относительно постоянную температуру, как крупные современные крокодилы , не следует выносить из определения пойкилотермии, поскольку организм все также неспособен самостоятельно вырабатывать достаточное количество тепла.

Физиологическое описание

Механизмы терморегуляции у холоднокровных несовершенны, что объясняется пониженным уровнем обмена веществ , который примерно в 20-30 раз медленнее, чем у гомойотермных животных, и особенностями их нервной системы. Температура тела обычно на 1-2 °C выше температуры окружающей среды или равна ей. Повышение температуры происходит в результате поглощения солнечного тепла, тепла нагретых поверхностей (поведенческая терморегуляция) или работы мышц.

На выход температуры внешней среды за пределы предпочтительного диапазона (оптимума) холоднокровные реагируют вхождением в состояние анабиоза , и за счет снижения энергозатрат переживают температурный стресс.

Основным недостатком пойкилотермности является медлительность животных при температуре ниже оптимума.

См. также

Примечания

1. http://pdnr.ru/a19567.html (рус.)
2. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1467874&tool=pmcentrez (англ.)
   http://elementy.ru/news/430671 (рус.)
3. http://phys.org/news177755291.html (англ.)
4. [http://palaeo-electronica.org/1999_2/gigan/issue2_99.htm THERMOPHYSIOLOGY AND BIOLOGY OF GIGANOTOSAURUS: COMPARISON WITH TYRANNOSAURUS] (неопр.) . palaeo-electronica.org. Проверено 19 июля 2017.
5. Paul, G.S. (1988). Predatory Dinosaurs of the World . New York: Simon and Schuster. p. 155. ISBN .
6. Armand de Ricqlès, Kevin Padian, Fabien Knoll, John R. Horner. On the origin of high growth rates in archosaurs and their ancient relatives: Complementary histological studies on Triassic archosauriforms and the problem of a “phylogenetic signal” in bone histology // Annales de Paléontologie. - 2008-04-01. - Т. 94 , вып. 2 . - С. 57–76 . - DOI :10.1016/j.annpal.2008.03.002 .
7. Summers, A.P. (2005). "Evolution: Warm-hearted crocs". Nature . 434 (7035): 833–834.

Источник энергии, используемый животными является главным критерием, на основе которого животных разделяют на две группы: холоднокровных (пойкилотермия или эктотермия) и (гомойотермия или эндотермия).

Холоднокровные животные не могут самостоятельно регулировать внутреннее тепло, поэтому температура их тела не постоянна и меняется в зависимости от условий . В жаркой среде, их кровь может быть гораздо теплее, чем у теплокровных животных, в том же районе. Для того, чтобы регулировать температуру, пойкилотермные животные греются на открытом солнце или охлаждаются в тени.

Примеры холоднокровных животных

Характеристика пойкилотермных животных

В теплой среде обитания, холоднокровные животные более активны и могут перемещаться относительно быстро. Это происходит потому, что термоактивируемые реакции обеспечивают энергию для работы мышц. Если тепла недостаточно, то животное становится вялым и медленным. Поэтому холоднокровные, как правило, неактивны и отдыхают, когда холодно.

Поскольку пойкилотермные животные не нуждаются в большом количестве пищи, они тратят меньше времени на ее поиск. В таких местах, как , где пищи мало, ящерицы и змеи имеют преимущество. Большинство холоднокровных животных впадают в спячку, чтобы , или имеют короткую продолжительность жизни, как и в случае многих насекомых.

Перемещаются в более глубокие и теплые воды, в то время как насекомые прячутся под землей или в обогреваемых местах, чтобы избежать зимнего холода. Некоторые виды рыб имеют специальный белок в крови со свойствами антифриза.

Во избежания длительных периодов на дневной жаре многие холоднокровные животные спят в прохладных или затененных местах. Летняя спячка или летний сон отличается от зимней спячки тем, что длится только в течение дня.

Преимущества пойкилотермии

Так как холоднокровные не генерируют свое собственное тепло, отношение массы к площади поверхности тела не столь важно, как у теплокровных животных. Таким образом, пойкилотермные животные могут быть как маленькими (насекомые, улитки, ящерицы и т.п.), так и очень большими (крокодилы). Кроме того, температура их тела не является постоянной, поэтому они меньше страдают от болезней, чем теплокровные животные.

Так как холоднокровные не нуждаются в пище, чтобы генерировать тепло, они могут выжить без кормления в течение длительного времени, именно поэтому некоторые змеи питаются только один раз в месяц. В периоды дефицита пищи, пойкилотермные животные малоактивны и преимущественно отдыхают. Большая часть пищи, которую они употребляют преобразовывается в массу тела.

Недостатки пойкилотермии

Холоднокровные животные, как правило, распространены в более теплых регионах мира. Когда температура падает, их метаболизм замедляется. Если температура остается холодной в течение длительных периодов, пойкилотермные животные могут умереть.

ποικίλος - различный, переменчивый и θερμία - тепло; также эктотермность ; ранее использовался термин холоднокровность ) - эволюционная адаптация вида или (в медицине и физиологии) состояние организма, при котором температура тела живого существа меняется в широких пределах в зависимости от температуры внешней среды.

Пойкилотермия у живых существ

К пойкилотермным организмам относят все современные таксоны органического мира, кроме двух классов позвоночных животных – птиц и млекопитающих . Долгое время считалось, что все млекопитающие являются теплокровными , однако современные исследования показали, что голый землекоп - единственный известный на сегодняшний день холоднокровный представитель этого класса ; предполагалось также, что к пойкилотермным млекопитающим относился вымерший балеарский козёл . Дискуссионным также является вопрос о том, относились ли к холоднокровным животным динозавры , однако в последнее время учёные больше склоняются к версии их теплокровности, исходя из исследований изотопов кислорода , темпов роста и т.п. Кроме того, также постоянно растёт число находок динозавров с плотными перьеподобными покровами даже у тех видов, которые к полёту не имели никакого отношения. Считается, что теплокровность - базальный признак всех архозавров и теплокровными были даже многие крокодиломорфы , в том числе предки современных крокодилов . Нередко выделяемое понятие инерционной теплокровности или гигантотермии - когда организм прогревается на солнце, после чего за счёт больших размеров тела держит относительно постоянную температуру, как крупные современные крокодилы , не следует выносить из определения пойкилотермии, поскольку организм все также неспособен самостоятельно вырабатывать достаточное количество тепла.

Физиологическое описание

Механизмы терморегуляции у холоднокровных несовершенны, что объясняется пониженным уровнем обмена веществ , который примерно в 20-30 раз медленнее, чем у гомойотермных животных, и особенностями их нервной системы. Температура тела обычно на 1-2 °C выше температуры окружающей среды или равна ей. Повышение температуры происходит в результате поглощения солнечного тепла, тепла нагретых поверхностей (поведенческая терморегуляция) или работы мышц.

На выход температуры внешней среды за пределы предпочтительного диапазона (оптимума) холоднокровные реагируют вхождением в состояние анабиоза , и за счет снижения энергозатрат переживают температурный стресс.

Основным недостатком пойкилотермности является медлительность животных при температуре ниже оптимума.

См. также

Примечания

1. http://pdnr.ru/a19567.html (рус.)
2. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1467874&tool=pmcentrez (англ.)
   http://elementy.ru/news/430671 (рус.)
3. http://phys.org/news177755291.html (англ.)
4. [http://palaeo-electronica.org/1999_2/gigan/issue2_99.htm THERMOPHYSIOLOGY AND BIOLOGY OF GIGANOTOSAURUS: COMPARISON WITH TYRANNOSAURUS] (неопр.) . palaeo-electronica.org. Проверено 19 июля 2017.
5. Paul, G.S. (1988). Predatory Dinosaurs of the World . New York: Simon and Schuster. p. 155. ISBN .
6. Armand de Ricqlès, Kevin Padian, Fabien Knoll, John R. Horner. On the origin of high growth rates in archosaurs and their ancient relatives: Complementary histological studies on Triassic archosauriforms and the problem of a “phylogenetic signal” in bone histology // Annales de Paléontologie. - 2008-04-01. - Т. 94 , вып. 2 . - С. 57–76 . - DOI :10.1016/j.annpal.2008.03.002 .
7. Summers, A.P. (2005). "Evolution: Warm-hearted crocs". Nature . 434 (7035): 833–834.

Холоднокровные животные один из биологических видов отряда живых организмов природы.

Их особенность заключается в колебаниях температуры тела в зависимости от состояния окружающей их среды.

Представители отряда холоднокровных животных

Животные с переменчивой температурой тела, определяющейся температурой среды, в которой они находятся.

Иначе, пойкилотермные организмы, в основном низко организованный класс:

• беспозвоночные представители животного мира;
• некоторые виды позвоночных рыб;
• земноводные организмы;
• пресмыкающиеся животные.

Современные аспекты биологии выделили дополнительно в этот отряд один из видов млекопитающих – . Изменения температуры окружающей атмосферы вызывают состояние оцепенения животных, превышение оптимальных пределов состояния среды может закончиться их гибелью.

голый землекоп фото

У этих организмов отсутствует механизм терморегуляции, что характеризуется слабой нервной системой и несовершенным обменом веществ.

Образ жизни

Жизнедеятельность организмов с переменчивой температурой в силу своих особенностей, имеет наиболее высокую активность в теплый период времени года. С наступлением весны, затем, лета они активизируют свою жизнедеятельность.

лягушки фото

Холоднокровные организмы начинают спаривание, выводят потомство. Как правило, в воде и на берегах водных систем можно наблюдать весь жизненный цикл пойкилотермных животных. Ступени развития различных особей неодинаковы.

Лягушки, рыбы, пресмыкающиеся, обитающие в лесу, заливных лугах представляют многообразие поколений. Несмотря на стадию развития с приближением осенней поры, холоднокровные особи готовятся к зимовке, впадая в анабиоз.

змея фото

Чтобы в этом состоянии перенести зимовку в течение теплого периода эти организмы проводят закладку питательных веществ в организм. На протяжении всего теплого сезона состав их клеток постоянно изменяется, обеспечивая возможность использования полезных компонентов в течение всей зимней спячки.

Одновременно холоднокровные готовят место зимовки в ямах, дуплах, норах. Жизненный цикл пойкилотермных животных ежегодно повторяется.

Внешний вид пойкилотермных животных

Земноводные – один из видов холоднокровных животных могут жить в воде и на суше. Для них характерны:

• наличие двух пар конечностей;
• органы дыхания в виде легких и кожи;
• трехкамерное сердце;
• веки, обладающие подвижностью, ноздри, барабанные перепонки.

крокодил фото

Пресмыкающиеся, в основном ведут наземный образ жизни. Своеобразное строение этого вида холоднокровных определяется способом их существования. Они имеют:

• плотный, сухой кожный покров, образовавшийся в результате ороговения;
• скелет имеет четыре четко разделяющихся отдела: шейную часть, туловищный центр, крестовые и хвостовые позвонки; передние конечности аналогичные по строению земноводным организмам;
• дыхание легочное;
• сердце, также как у земноводных состоит из желудочка и предсердий;
• наличие выделительной системы, включающей почки, мочеточник, мочевой пузырь;
• наличие основных органов чувств, представленных зрением, обонянием, слухом, вкусовыми рефлексами, осязанием.

Размножение холоднокровных животных

Для многих животных отряда холоднокровных свойственно наличие двух противоположных полов – самцов и самок. Они спариваются и производят потомство с признаками своих родителей. Холоднокровные вида тлей, дафний, представляют один пол, это самки. Они обладают способностью к размножению, не привлекая к спариванию самцов.

ящерица фото

Отряд холоднокровных включает некоторые организмы, которые с изменением внешних условий могут изменить пол. Такие особи встречаются среди некоторых видов рыб и устриц. Плодовитость холоднокровных зависит от способов воспитания ими потомства.

Высокая плодовитость характерна для тех особей, потомство которых отличается значительной смертностью и служит пищей для других обитателей животного мира. Животные, проявляющие особенную заботу в воспитании потомства, как правило, имеют длительные жизненные сроки. Самцы и самки проявляют обоюдное участие в выращивании детенышей.

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Что такое позвоночник?

Позвоночник - часть скелета, состоящая из соединённых между собой позвонков; служит органом опоры и движения туловища, шеи и головы, защищает находящийся в позвоночном канале спинной мозг.

Вопрос 2. Каких животных называют зверями?

Звери - подкласс млекопитающих, объединяющий всех современных живородящих млекопитающих, которые рожают детёнышей без откладывания яиц.

Вопрос 1. Каких животных называют позвоночными?

Позвоночные - это группа животных, имеющих внутренний осевой скелет.

Вопрос 2. Каких животных называют холоднокровными, а каких - теплокровными? Приведите примеры.

Холоднокровными называют животных с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры окружающей среды. к холоднокровным относят рыб, земноводных, пресмыкающихся.

Теплокровными называют животных с постоянной высокой температурой тела, которая не зависит от температуры окружающей среды. к этой группе относятся птицы и млекопитающие.

1. Используя интернет-источники, научно-популярные журналы, книги, текст учебника, подготовьте сообщение об одной из групп позвоночных животных.

Земноводные, или амфибии, сильно отличаются от всех позвоночных. В жизни их нужно различать два периода: в молодости они сходны с рыбами, а затам постепенно превращаются в животных с легочным дыханием. Таким образом, в цикле развития земноводных имеет место превращение, которое почти не встречается у других позвоночных, и, наоборот, широко распространено у низших, беспозвоночных животных.

По образу жизни и по наружному виду земноводные имеют большое сходство, с одной стороны, с пресмыкающимися, а с другой, еще больше - с рыбами; личиночная стадия их составляет как бы переход между этими двумя отрядами.

Форма тела бывает очень различна. Хвостатые земноводные сходны более с рыбами, имеют сжатое с боков туловище и длинный весловидный хвост; у других туловище округлое или плоское, а хвост совсем отсутствует. Конечностей у некоторых амфибий совершенно нет, у других развиты они очень слабо, у третьих, наоборот, сильно развиты.

Из чувств более развиты зрение, слух и обоняние. Язык у большинства амфибий хорошо развит и у лягушек существенно отличается от языка других позвоночных тем, что прикреплен не задним, а передним концом и может выбрасываться изо рта.

Большинство амфибий ведут ночной образ жизни, начиная с заката солнца и до утра. Днем многие из них заползают куда-нибудь в трещины или под камни и сидят неподвижно, другие пользуются солнечной теплотой и проводят день в полудреме.

Пища земоноводных изменяются сообразно с возрастом. Личинки поедают всякие мелкие организмы, как растительные, так и животные: инфузорий, коловраток, микроскопических ракообразных и мелкие водоросли; по мере превращения у них более и более является потребность в живой пище. Взрослые амфибии - уже настоящие хищники и преследуют всех животных, которых могут осилить, начиная с червячков и насекомых и кончая мелкими позвоночными; они даже поедают личинки своего же вида, если в состоянии их проглотить. Большинство из них отличаются большой прожорливостью, которая возрастает с повышением температуры окружающей среды; так, весной лягушки едят меньше, чем летом, хотя пробуждаются после зимней спячки сильно исхудавшими; точно так же тропические виды прожорливее обитателей умеренных стран.

Лягушек известно около 140 видов, но все они более или менее сходны с нашей зеленой лягушкой (Rana esculenta). Длина ее, не считая ног, достигает 6 - 8 см; цвет кожи зеленый с черными пятнами и с тремя продольными желтыми полосами.

Представителем бесхвостых может служить обыкновенная зеленая лягушка, которую, наверное, всякий видел. Тело ее почти четырехугольное, неуклюжее, голова широкая, сплюснутая, с большой широкой пастью. Конечности хорошо развиты, в особенности задняя, кожа гладкая, скользкая. Глаза большие, очень подвижные, навыкате, хотя могут втягиваться далеко в глубь глазничных впадин. Ушные отверстия прикрыты наружной барабанной перепонкой.

Область обитания этих лягушек весьма обширна и заключает в себе почти всю Европу, северо-западную часть Африки и всю западную половину Азии. Животные эти встречаются обыкновенно в большом количестве в местах, подходящих для их жительства; таковыми являются маленькие озерки, в особенности окруженные кустарниками и поросшие водяными растениями; канавы хотя бы и пересыхающие, но на короткое время, болото, топи и трясины.

Днем они греются на солнышке, усевшись на берегу, или на широком листе водного растения, на каком-нибудь плавающем или выдающемся из воды предмете. Согреваемые яркими лучами солнца, лягушки погружаются в сладкую дремоту и могут оставаться в таком положении в течение нескольких часов, если их никто не потревожит. Такое состояние не мешает им, однако, моментально выбросить липкий язык на приблизившееся неосторожно насекомое и столь же быстро проглотить его. При малейшем шуме или при виде какой-либо опасности лягушка бросается в воду, плывет очень быстро, работая своими перепончатыми лапами, и зарывается в мягкий ил.

Нередко случается, что лягушка, при большой поспешности, попадает лапой в раскрытую раковину моллюска. Последний тотчас же захлопывает свои створки, и бедная лягушка мучится до тех пор, пока моллюску придет в голову снова открыть раковину и освободить ущемленную там лапу. Посидев некоторое время на дне, лягушка осторожно всплывает, высматривая, нельзя ли снова усесться на прежнее место. С приближением вечера лягушки собираются в стаи и в сумерки, разместившись поудобнее где-нибудь, на бережку между стеблями растений, начинают свой концерт, зрение, слух и обоняние у лягушек хорошо развиты; понятливость их видна из того, что они хорошо узнают своих врагов, а если их мало преследуют, то становятся очень доверчивыми. Зеленая лягушка может быть названа очень хищным животным; она питается только животными, пойманными ею самой. Чаще всего она пожирает насекомых, пауков и улиток, не дает также спуску молодым лягушкам и головастикам, даже собственного вида.

Уже в начале апреля, если этому благоприятствует погода, лягушки пробуждаются от зимней спячки; но кладка икры начинается у них лишь тогда, когда наступит теплая погода. Яйца лягушек светло-желтого цвета, окружеы толстым слоем студенистого вещества и соединены в гроздь довольно значительной величины, а иногда и в шнуры; откладывается их очень много. Первоначальное развитие происходит очень быстро: уже на четвертый день замечается движение зародыша, на пятый или, самое большое, в конце шестого дня (в зависимости от погоды: теплая- развитие происходит быстрее, холодная - медленнее) оболочка лопается, и появляется головастик. Если рассматривать его в увеличительное стекло, то в нем ясно можно различить глаза и рот. В течение первых дней его свободной жизни рост быстро увеличивается; голова утолщается, тело делается более округлым, хвост удлиняется. Точно также происходит изменение жабр наружных во внутренние, а на четырнадцатый день образуются уже легкие. Питается головастик наряду с растительными веществами и животными; так, он поедает более мелкие личинки тритонов и лягушек, рыбью икру и мелких водных насекомых.

На втором месяце жизни рост головастика замедляется; когда он, наконец, достигает в длину 6 - 7 см, то у него уже вполне сформировались ноги, но хвост все еще остается длиннее всего тела; после этого начинается постепенное укорачивание хвоста, который сделался теперь ненужным, а когда хвост совершенно отпадет, то молодой лягушонок оказывается меньше ростом, чем был головастик, из которого он только, что образовался. Ведь цикл превращения заканчивается в четыре месяца, но рост лягушки продолжается до 5 и даже более.

2. Рассмотрите рисунки 52, 53 и составьте план рассказа о приспособлениях птиц и зверей к местам обитания.

Приспособления птиц и зверей к местам обитания

1. Пингвин – птица, живущая в воде.

2. Хищные птицы и их сильные конечности.

3. Теплая шуба медведя – защита от непогоды.

4. Тушканчик – обитатель сухих и теплых земель.

ПОДУМАЙТЕ

Почему млекопитающие смогли широко расселиться на земном шаре?

Млекопитающие широко распространены на Земле потому, что имеют самое совершенное строение организма, они самые высокоразвитые животные.