Гомойотермды организмдердің температуралық бейімделуі
Гомойотермия-қан, тыныс алу және басқа да мүшелердің жүйелерінің эволюциялық жетілуі нәтижесінде құстар мен сүтқоректілердің тотығу процестерінің деңгейінің күрт жоғарылауы негізінде туындаған температуралық бейімделудің принципті өзге жолы. Жылу қанды жануарларда 1 г дене салмағына оттегіні тұтыну пойкилотермиялық жануарларға қарағанда ондаған және жүздеген есе көп.
Гомойотермды жануарлардың пойкилотермды организмдерден негізгі айырмашылықтары: 1) ішкі, эндогенді жылудың қуатты ағыны; 2) тиімді жұмыс істейтін термореттегіш механизмдердің тұтас жүйесін дамыту және нәтижесінде 3) оңтайлы температуралық режимде барлық физиологиялық процестердің тұрақты өтуі.
Гомойотермиялық жылу өнімдері мен жылу беру арасындағы тұрақты жылу балансын сақтайды және тиісінше дененің тұрақты жоғары температурасын сақтайды. Жылы қанды жануардың ағзасы Жайылма термаларда гипобиоз немесе криптобиоз кезінде болғандықтан уақытша «уақытша» тоқтатылуы » мүмкін емес.
Гомойотермиялық жануарлар әрқашан қан жүйесінің, тыныс алу мүшелерінің, бөлінудің және басқалардың жұмысын қамтамасыз ететін, тіпті тыныштықта болғанда да, жылудың белгілі бір минимумын шығарады. Бұл минимум базальдік метаболизм деп аталды. Белсенділікке көшу жылуды өндіруді күшейтеді және тиісінше жылу беруді күшейтуді талап етеді.
Жылуландыру химиялық терморегуляция тән – жылу өнімдерінің рефлекторлық ұлғаюы. Қосымша жылу бөлінген жағдайда ол жануарлардың тікелей қозғалу белсенділігінің есебінен генерацияланады.
Жылы қанды жануарлар ағзасында суықтың әсері кезінде Жайылма термиялық құбылыстарға қарама-қарсы тотығу процестері әлсірейді, әсіресе қаңқа бұлшықеттерінде күшейе түседі. Көптеген жануарларда алдымен бұлшықет дірілі байқалады – бұлшықеттердің келісілмеген қысқаруы, ол жылу энергиясының бөлінуіне әкеледі. Сонымен қатар, бұлшықет және басқа да көптеген тіндердің жасушалары ерекше терморегуляциялық тонус жағдайына келіп, жұмыс функцияларын жүзеге асырмай, жылу бөледі. Орта температурасының одан әрі төмендеуі кезінде терморегуляциялық тонустың жылулық әсері артады.
Қосымша жылуды өндіру кезінде әсіресе липидтердің алмасуы күшейтіледі, өйткені бейтарап майлар химиялық энергияның негізгі қорын құрайды. Сондықтан жануарлардың май қоры ең жақсы терморегуляцияны қамтамасыз етеді. Сүтқоректілер тіпті мамандандырылған қоңыр май матасына ие, онда барлық босаған химиялық энергия, ЛТФ байланысты өтудің орнына, жылу түрінде шашырайды, яғни ағзаны жылытуға кетеді. Қоңыр майлы мата суық климатты мекендейтін жануарларда ең дамыған.
Жылу өнімдерінің өсуі есебінен температураны ұстап тұру энергияның көп жұмсалуын талап етеді, сондықтан жануарлар химиялық термореттеуді күшейтегенде немесе азықты көп мөлшерде қажет етеді немесе бұрын жинақталған көптеген майлы қорларды жұмсайды. Мысалы, бурозубка крошечная өте жоғары алмасу деңгейі бар. Ұйқы мен белсенділіктің өте қысқа кезеңдерін кезектестіріп, ол тәуліктің кез-келген сағаттарында қызмет етеді және күніне өз салмағынан 4 есе көп жем жейді. Бурозубоктарда жүрек соғу жиілігі минутына 1000 в дейін. Сондай-ақ, қыстан қалған құстарға да көп жем-шөп қажет: оларға аяздар емес, тамақтанбайтын. Осылайша, жақсы өнім жасағанда шырша мен қарағай клестері қыста балапандарды шығарады.
Химиялық термореттеудің күшеюі, осылайша, тамақ алу мүмкіндігімен байланысты шектерге ие. Қыста азықтың жетіспеуі кезінде термореттеудің мұндай жолы экологиялық тұрғыдан тиімсіз. Ол, мысалы, полярлық шеңберден тыс мекендейтін барлық жануарларда нашар дамыған: құмдар, морждар, итбалықтар, ақ аюлар, солтүстік бұғылар және т.б. тропиктердің мекендеушілері үшін химиялық терморегуляция аз тән, себебі оларда жылуды қосымша Үрлеудің қажеттілігі болмайды.
Сыртқы температуралардың кейбір диапазоны шегінде гомойотермдер қосымша энергияны жұмсамай, дене температурасын ұстап тұрады, ал физикалық терморегуляцияның тиімді тетіктерін пайдалана отырып, базальдік метаболизмді жақсы сақтауға немесе бұруға мүмкіндік береді. Жануарлар жайлы сезінетін температураның бұл диапазоны термонейтралды аймақ деп аталады. Бұл аймақтың төменгі табалдырығынан кейін химиялық терморегуляция басталады, жоғарғы қуаттың булануына жұмсалуы.
Физикалық терморегуляция экологиялық тиімді, өйткені салқынға бейімделу қосымша жылу өндіру есебінен емес, оны жануардың денесінде сақтау есебінен жүзеге асырылады. Бұдан басқа, сыртқы ортаға жылу беруді күшейту арқылы қызып кетуден қорғалуы мүмкін.
Физикалық термореттеу әдістері көпше. «Филогенетическом бірқатар сүтқоректілер – насекомоядных — рукокрылым, грызунам және хищникам тетіктері дене терморегуляциясы айналып, барлық жетілген және алуан түрлі. Оларға терінің жылу өткізгіштігін өзгертетін қан тамырларының рефлекторлық тарылуы және кеңеюі, үлбір мен қауырсын қабатының жылу оқшаулағыш қасиеттерінің өзгеруі, жекелеген мүшелерді қанмен жабдықтау кезінде ыдыстардың түйісуі арқылы тұманға қарсы Жылу алмасу, буландырғыш жылу беруді реттеу жатады.
Сүтқоректілердің, қауырсындардың және әсіресе құстардың түбіт қабатының қалың жүні дененің айналасына жануардың денесінің температурасына жақын температурадағы ауа қабатын сақтауға, сонымен сыртқы ортаға жылу сәулеленуін азайтуға мүмкіндік береді. Жылу беру шаш пен қауырсындың еңістерімен, тері мен қауырсындың маусымдық ауысуымен реттеледі. Тек қана сүтқоректілер Заполярьяның жылы қысқы үлбірі оларға зат алмасудың айтарлықтай жоғарылауынсыз суыққа мүмкіндік береді және тағамға қажеттілікті төмендетеді. Мысалы, Арктиканың солтүстік жағалауындағы ән қыста жазда аз тамақ тұтынады.
Теңіз сүтқоректілерінің-ластоногтар мен киттердің-тері асты май қабатының қабаты бүкіл денеге бөлінген. Итбалықтардың жекелеген түрлеріндегі тері асты майының қалыңдығы 7-9 см-ге жетеді, ал оның жалпы салмағы дене салмағынан 40-50% — ға дейін құрайды. Мұндай «майлы шұлықтың» жылу оқшаулағыш әсері соншалықты жоғары, итбалықтардың, қарда жатқан сағаттардың астында қар ермейді, бірақ жануардың дене температурасы 38 °C деңгейінде сақталады. Ыстық климатты жануарларда майлы қорлардың осындай бөлінуі жылудың артық шығарылу мүмкін еместігінен қызып кетуден қырылуға әкеп соқтырар еді, сондықтан оларда май жергілікті, дененің жекелеген бөліктерінде, жалпы бетінен жылу сәулеленуге кедергі келтірмей (түйелер, құйрық қойлар, зебу және т.б.) қорланады.
Ішкі ағзалардың тұрақты температурасын ұстап тұруға көмектесетін тұманға қарсы Жылу алмасу жүйесі құйрықты, ленивецтер, құмырсқалар, жартылай поездар, ластоногтар, киттер, пингвиндер, тырналар және т.б. табандар мен құйрықтардан табылды.
Температуралық балансты ұстап тұру үшін дененің бетіне оның көлеміне қатынасы маңызды, өйткені, сайып келгенде жылуды өндіру ауқымы жануардың салмағына байланысты болады, ал жылу алмасу оның жабыны арқылы өтеді.
Бергманның (1848) ережесіне сәйкес, егер жылы қанды жануарлардың екі жақын түрі өлшемдерімен ерекшеленсе, онда іріірек суық, ал ұсақ – жылы климатта мекендейді. Бергман бұл заңдылықтың түрлері терморегуляцияға арналған басқа құрылғылармен ерекшеленбеген жағдайда ғана көрінеді деп атап өтті. Германия фаунасындағы құстардың 75 тобының үштен бір бөлігі табылған ережені қанағаттандырды. Д. Лллен 1877 ж. көптеген сүтқоректілер мен Солтүстік жарты шардағы құстарда аяқ – қолдардың және дененің шығыңқы бөліктерінің (құйрықтар, құлақтар, тұмсықтар) салыстырмалы өлшемдері оңтүстікке қарай-Аллен ережесі ұлғаятынын атап өтті. Дененің жекелеген учаскелерінің терморегуляциялық мәні тең емес. Шығыңқы бөліктер ыстық климат жағдайында тиімді үлкен салыстырмалы беті бар. Сүтқоректілердің бірқатарында, мысалы, жылу балансын сақтау үшін, әдетте, қан тамырларының көп мөлшерімен жабдықталған құлақтар ерекше маңызға ие (күріш. 18). Африкалық пілдің үлкен құлағы, кішкентай шөл Түлкі‑фенек, американдық қоян термореттеудің арнайы органдарына айналды. Суыққа бейімделу кезінде бетті үнемдеу Заңы көрінеді, өйткені аумақтың көлеміне ең аз қатынасы бар дененің жинақы түрі жылуды сақтау үшін ең тиімді.
Егер ортаның температурасы термонейтральды аймақтың жоғарғы шегінен асып кетсе, жануарларға буландыру термореттеуіне қосымша энергия жұмсауға тура келеді.
Жылу берудің тиімді механизмі ауыз қуысы мен жоғарғы тыныс алу жолдарының ылғалды шырышты қабықтары арқылы судың булануы болып табылады. Түрлі түрлерде тернің пайда болу қабілеті өте әртүрлі. Адам қатты ыстықта күніне 12 л терді бөле алады, бұл ретте жылуды нормамен салыстырғанда он есе көп шашыратады. Бөлінетін су, әрине, ішу арқылы өтелуі керек. Кейбір жануарларда булану тек шырышты арқылы жүреді. Ентігу-буландыратын терморегуляцияның жалғыз жолы, тыныс алу жиілігі минутына 300-400 дейін жетеді. Булану арқылы температураны реттеу дененің су жұмсауын талап етеді, сондықтан барлық жағдайда болуы мүмкін емес.
Жылу қанды жануарларға арналған жылу алмасуды реттеудің мінез-құлықтық тәсілдері жайылмаларға қарағанда аса маңызды, сондай – ақ өте әртүрлі-қалпының өзгеруінен және паналарды іздеуден бастап күрделі індерді, Ұяларды салуға, жақын және алыс көші-қондарды жүзеге асыруға дейін.
Күздің тереңдігі көп болған сайын температураның жүруі күшті. Орташа ендікте топырақ бетінен 150 см қашықтықта температураның маусымдық ауытқуы да сезілмейді. Әсіресе жасанды салынған ұяларда тегіс, қолайлы микроклимат (күріш. 19). Киіз тәрізді ұяда синицы-кез келген ауа райында тек бір бүйірлі енсіз кіретін, жылы және құрғақ ремез.
1-құмды құм діңдегі қоян‑Русак; 2‑қоян – Русак қар пышағы; 3 – жартылай құм құмның күзеті; 4 – кіші Сарысудың күзеті; 5 – шұңқырдың күзеті; 6 – ондатра хаткасы; 7 – емен түбіндегі дала сілемдерінің ұясы; 8-кәдімгі белоктың қысқы ұясы; 8-кәдімгі белоктың қысқы ұясы. Кейбір жағдайларда гомойотермды Жануарлар топтық мінез-құлықты термореттеу мақсатында қолданылады. Мысалы, кейбір пингвиндер қатты аязда және борандар тасбақа деп аталатын тығыз үймеге құлап кетеді. Шетінен шыққан адамдар біраз уақыттан кейін ішке шығады және «тасбақа» баяу айналады және қозғалады. Мұндай жиналудың ішінде температура ең күшті аязда да + 37 °C шамасында болады. Шөл даланың тұрғындары түйелер бір – біріне жанасып, бір-біріне жақындап, бір-біріне жақындайды, бірақ керісінше әсер етеді-дененің бүкіл бетінің күн сәулесімен қатты қызуының алдын алу. Жануарлардың жиналу ортасындағы Температура олардың денесінің температурасына, 39 °C тең, ал шеткі жануарлардың арқасындағы және бүйіріндегі жүн 70 °C дейін қызады. Ағзадағы тотығу үдерістерінің жалпы жоғары деңгейінде химиялық, физикалық және мінез-құлықтық термореттеудің тиімді тәсілдерін үйлестіру гомойотермды жануарларға сыртқы температураның кең тербелісі аясында өзінің жылу балансын сақтауға мүмкіндік береді.