Темперетура факторының жануарларға әсері
Жануарларға ең қажетті фактордың бірі –жылулық.
Ағзалардың температурасы оларды қоршаған ортаның темперетурасына байланысты болады. Өйткені ағзалардың тіршілігінің негізін қалайтын зат алмасу реакцияларының жылдамдығы мен бағыты сыртқы ортаның температурасына байланысты өзгеріп отырады. Ағзаның тіршілігінің барлық іс-әрекеті температураға тәуелді жүріледі. Жер шарының суық белдеуінде тіршілік ететін жануарлар қысқы мезгіл басталарда ұзақ ұйқыға кетуі, күздің аяғына қарай сүтқоректілер мен құстардың жүні мен қауырсынының қалыңдауы, құстардың жылы жаққа қайтуы, кеміргіштер қыстық азық қорын жинап, інінің аузын бітеуі, міне осының бәрі қыстың қытымыр суығынан қорғану үшін жасалады. Жаз басталасымен жануарлар түлеп, жұмыртқалап, төлдей бастауы –жылы мезгіл басталғанының белгісі.
Тірі ағзалардың көбі 0-55°С температураның аралығында тіршілік ете алады. 0°С-тан төмен немесе 55°С-тан жоғары температурада жасуша цитоплазмасындағы белоктар (ақуыздар) ұйып, белоктың құрылысы бұзылатындықтан ағзалар тіршілік ету мүмкіндігінен айрылады. Ағзаның денесінде су азайған сайын температураның қалыпты жағдайдан ауытқуына төзімділігі жоғарылайды. Өсімдіктің тұқымы, кейбір жәндіктердің споралары және бактериялар 120-140°С ыстыққа және -190-273°С суыққа төзе алады. Кейбір жайбасарлар (Tardigrada) мен кішкентай жұмырқұрттар 150°С ыстыққа да, -270°С суыққа да біраз уақыт төзетіні тәжірибе арқылы анықталған. Кейбір жұмырқұрттар да 81°С қайнар бұлақта, кейбір түрлі шыбынның дернәсілі 69°С ыстық арасында, ал ұлулар 47-50°С ыстық бұлақтарда тұрақты тіршілік етіп дамып жетіле алатыны белгіленген. Жануар зерттеуші австриялық ғалым Швейгер Турцияның Анатолия аймағындағы 41-42°С-қа жететін, күкіртті ыстық арасанда еркін жүзіп, бейғам тіршілік ететін балықтың түрін алғаш тауып анықтаған болатын.
Жер шарының ең суық өлкелерінде тіршілік ететін өте суық температуралық факторға төзуге бейімделген жануарлар да кездеседі. Айталық, Антарктика құрлығында дерлік тіршілік жоқ: мұнда тіршілік етуге жылылық жетіспейді, топырақ түзілмеген(түзілуіне мүмкіндік жоқ), құрлықтың беті жаппай мәңгі мұзбен қапталған. Мұнда жылдың көпшілік мезгілінде -80°С, немесе одан да суық болып тұратынына қарасмастан мұз баспаған кішкентай ғана жалаңаш жерлерінде ондаған түрлі омыртқасыз жануарлар мен төменгі сатыдағы қарапайым өсімдіктер кездеседі.
Енжар тіршілік сатысына ауысқан жануарлардың денесінде судың мөлшері азаятындықтан температураның ысып, суып ауытқуына олардың төзімділігі артады. Мысалы, колорадо қоңызы жазғы енжар тіршілігі кезінде 58-60°С ыстыққа бірнеше сағат бойында төзе алады. Қысқы ұзақ ұйқыға кетіп енжар тіршілік сатысына енген шатырқанат көбелектің жұлдызқұртын (дернәсілін) бір тәулік бойында -78°С суықтыққа ұстағанда ол тастай болып сіресіп қатса дағы қайтадан жылы жерге әкеліп қойғанда «тіріліп» тіршілігін жалғастыра бастаған.
Температура факторын қалай қабылдауына байланысты жануарларды термофильдер яғни жылусүйгіштер және криофильдер яғни суықсүйгіштер деген екі топқа бөледі. Жылусүйгіш жануарлар сыртқы ортаның температурасының төмен болуын қалайды, ал термофильдер жылылықты талғап тіршілік етеді.
Жануарлар жылу энергиясын біріншіден, сыртқы ортадан алады (күн энергиясы, жердің ішкі жылулығы). Сонымен қатар зат алмасу реакцияларынан бөлініп шыққан ішкі энергияны пайдаланады.
Денесіндегі жылу теңдестігін (баланс) сақтауға сырттан алатын және ағзаның өзінің ішкі реакцияларының нәтижесінде өндіретін энергия көзінің қайсысы басым болуына байланысты жануарлар екі топқа бөлінеді: экзотермиялы (пойкилотермиялы) және эндотермиялы (гомойотермиялы).
— Экзотермиялы (немесе пойкилотермиялы) яғни салқын қанды жануарлар (грекше «экзос» – сырт, «пойкилос» — өзгермелі, ауыспалы). Салқын қанды жануарлардың денесінің температурасы тұрақты емес, сыртқы ортаның температурасының өзгеруіне байланысты өзгермелі болады.
Құстар мен сүтқоректілерден басқа барлық жануарлар салқын қандылар (пойкилотермиялы) тобына жатады. Салқын қанды жануарлардың жылу алмасуының негізгі ерекшілігі – оларда зат алмасу үрдісі қарқынсыз болатындықтан денесінен бөлінетін ішкі энергияның мөлшері аз, сондықтан жылу энергиясының басым көпшілігін сыртқы ортадан (күн энергиясы және жердің қызуынан бөлінген энергия) алады. Салқын қандылардың денесінің температурасы сыртқы ортаның температурасына тікелей тәуелді болуы міне осыған байланысты. Бірақ та олардың денесінің температурасы сыртқы ортаның температурасымен дәл бірдей емес, азды-көпті мөлшерде өзгеше болады. Суық кезде олардың денесінің температурасы қоршаған ортаның температурасынан жоғары, ыстықта ортаның температурасынан төмен болады. Көбелек, түктіара тәрізді жәндіктердің денесінің температурасы олар ұшпай тыныш отырған кезде сыртқы ортаның 10°С-тық температурасынан 0,4°С-0,8°С қана жоғары (10,4°С-10,8°С) болған. Ал олар жылдам ұшып белсенді қозғалған кезде денесінің температурасы 36-40°С-қа дейін жетіп, ортаның температурасынан (10°С) әлдеқайда артылатыны дәлелденген. Салқын қанды жануарлардың зат алмасу үрдісі қанша баяу, қарқынсыз жүрілсе де одан азды-көпті эндогендік (іштен өндірілетін) энергия бөлініп шығады. Осы энергияның нәтижесінде денесінің температурасы ортаның температурасынан жоғары болады. Ал денесінің температурасы сыртқы ортаның температурасынан төмен болуы – ішкі секреция бездерінен бөлінген гормондардың әсері денесін салқындатып реттеуіне байланысты.
— Эндотермиялы (немесе гомойотермиялы) яғни жылы қанды жануарларға сыртқы ортаның температурасына тәуелсіз, денесінің ішкі температурасын тұрақты сақтайтын жануарлар жатады (грекше «эндос» — ішкі, «гомойос» — ұқсас, бірдей деген ұғымды білдіреді). Бұлар – құстар мен сүтқоректілер.
Гомойотермді жануарларда зат алмасу қарқынды жүрілетіндіктен, оның нәтижесінде бөлінетін энергия да мол болады. Бұл энергия тек ішкі қызметтерді ғана атқаруға емес, денесінің температурасын тұрақты деңгейде сақтап тұруға да жұмсалады. Және денесінің жылуын сыртқы ортаға таратпай ұстап тұруына олардың жүні мен түбіті, қауырсыны үлкен рөл атқарады. Жүні мен қауырсыны сыртқы ортаның суығы мен ыстығын денесінің ішкі мүшелеріне өткізбеуге де көмегін тигізеді. Сондықтан ортаның температурасы өзгерсе де гомойотермді жануарлардың температурасы өзгермей, тұрақты деңгейде сақталады. Олардың денесіндегі жылу теңдестігін сақтауға өзіндегі зат алмасу үрдісінен өндірілген жылу негізгі рөл атқарады, сыртқы ортаның денесін қыздыратын жылу елеулі үлес қоспайды. Сондықтан да гомойотермді жануарларды эндотермді немесе денесі іштен жылынатын (ішкі жылу көзі арқылы денесінің температурасын реттейтін) жануарлар деген қабат атаумен атайды.
Гомойотермді (эндотермді) жануарлар өз денесінен бөлініп шыққан жылумен қамтамасыз етілумен қатар, жылуды қанша мөлшерде өндіріп, қанша мөлшерде жұмсауды кез-кезінде дәлме-дәл реттеуге қабілетті. Сондықтан да олардың температурасының тұрақтылығы өзгермейді. Эндотермділіктің нәтижесінде жануарлар сыртқы ортаның температурасына тәуелді болмай, еркін тіршілік етуіне айтарлықтай жол ашылатындықтан эндотермділік қасиетінің жануарлар үшін маңызы зор.
Осындай реттеуінің нәтижесінде эндотермді жануарлардың денесінің температурасы жоғары мөлшерде болады және тұрақты сақталады. Қалыпты жағдайда құстардың ішкі температурасы шамамен 41°С деңгейінде. Құстардың жеміне және жеген жемінің сапасына байланысты 38-43,5°С аралығында ауытқиды. Сүтқоректі жануарлардың дене температурасы құстардан төменірек (36-37°С) және әртүрлі топтың сүрқоректі жануарларының дене температурасы бірдей емес: біртесіктілердің (Monotremata) тік ішегінің температурасы 30-33°С (ішкі температураны әдетте тік ішектің температурасын өлшеу арқылы зерттейді), қалталылардың ішкі температурасы — 34°С, кеміргіштерде – 35-39,5°С, тұяқтылар мен жыртқыштарда – 35,2 — 39°С.
Гомойотермді сүтқоректілердің кейбіреуі жылдың қолайсыз мезгілінде қысқы ұзақ ұйқыға кетеді. Қысқы ұзақ ұйқы кезінде олардың денесінің температурасы төмендейтіні анықталған (суыр, саршұнақ, кірпі, жарғанат, құстардан – ұзынқанат қарлығаш). Осылайша денесінің температурасының тұрақты жоғарылығы жылдың мезгіліне байланысты ауысып отыратын жануарлар – гетеротермді (heteros – басқа, әртүрлі) немесе әртүрлі (өзгермелі) температуралы жануарлар тобын құрайды