Термическая экология
Термическая экология — это изучение взаимодействия температуры и организмов. Такие взаимодействия включают влияние температуры на физиологию организма, модели поведения и отношения с окружающей средой. Хотя повышение температуры обычно связано с большей физической подготовкой, поддержание этого уровня тепла требует значительного количества энергии. Организмы будут идти на различные компромиссы, чтобы продолжать работать при предпочтительных температурах и оптимизировать метаболические функции. С появлением изменения климата ученые исследуют, как это повлияет на виды и какие изменения они претерпят в ответ.
История
[ редактировать ]Хотя точно неизвестно, когда термоэкология стала признаваться новой отраслью науки, в 1969 году Лаборатория экологии реки Саванна ( SREL ) разработала программу исследований теплового стресса, вызванного выбросом в атмосферу нагретой воды, ранее использовавшейся для охлаждения ядерных реакторов. различные близлежащие водоемы. SREL вместе с лабораторией реки Саванна компании DuPont и Комиссией по атомной энергии спонсировали первый научный симпозиум по термической экологии в 1974 году для обсуждения этого вопроса, а также аналогичных случаев, а второй симпозиум был проведен в следующем году, в 1975 году. [1]
Животные
[ редактировать ]Температура оказывает заметное влияние на животных, способствуя росту и размерам тела, а также поведенческой и физической адаптации. Способы, с помощью которых животные могут контролировать температуру своего тела, включают выработку тепла посредством ежедневной активности и охлаждение посредством длительного бездействия ночью. Поскольку морские животные не могут этого сделать, они адаптировались к таким характеристикам, как небольшое соотношение площади поверхности к объему для минимизации теплопередачи с окружающей средой и создания антифриза в организме для выживания в экстремально холодных условиях. [2]
Эндотермы
[ редактировать ]Эндотермы тратят большое количество энергии на поддержание температуры своего тела и, следовательно, требуют большого потребления энергии, чтобы компенсировать это. Существует несколько способов решения этой проблемы. Например, согласно правилу Бергмана , эндотермы в более холодном климате имеют тенденцию быть больше, чем в более теплом климате, что является способом сохранения внутреннего тепла. [3] Другие методы включают снижение внутренней температуры и скорости метаболизма посредством ежедневного оцепенения и спячки. [4]
Стрикс западный
[ редактировать ]Strix occidentalis, или калифорнийская пятнистая сова , имеет предпочтительный диапазон температур около 18,20–35,20 °C и менее терпима к жаре, чем большинство других птиц, демонстрируя такое поведение, как опущение крыльев и учащенное дыхание при 30–34 °C. Из-за этого они, как правило, живут в средах, устойчивых к изменению температуры, например, в старовозрастных лесах. [5]
Эктотермы
[ редактировать ]
Поскольку основным источником тепла для эктотермных животных является их окружающая среда, температурные потребности меняются от вида к виду в зависимости от географического положения. Поскольку некоторые виды имеют статическую предпочтительную температуру тела на протяжении поколений, показано, что они демонстрируют поведенческие корректировки в ситуациях резкого изменения окружающей среды с корректировкой физиологии в крайнем случае. Кроме того, эктотермы, как и эндотермы, обычно больше по размеру, если живут в более холодном климате, следуя правилу размера и температуры . [3]
Podarcis siculus
[ редактировать ]Podarcis siculus, также известный как итальянская настенная ящерица, имеет предпочтительный диапазон температур около 28,40–31,57 ° C как для самцов, так и для самок. Летом наблюдается сильная прямая связь между температурой их тела и температурой воздуха, а весной — слабая. Для контроля внутренней температуры оказалось эффективным поиск тени под камнями и листьями. [6]
Растения
[ редактировать ]
Многие процессы во время размножения растений протекают в определенных температурных диапазонах, что делает температуру важной для успеха воспроизводства. Повышение температуры репродуктивных органов растений приводит к более частому посещению опылителями и увеличению скорости обменных процессов. [7] Факторы, влияющие на улавливание и поддержание тепла растениями, включают ориентацию цветков, размер и форму, окраску, раскрытие и закрытие, опушение и термогенез . [8]
Изменение климата
[ редактировать ]В связи с недавним глобальным изменением климата термическая экология стала темой, представляющей интерес для ученых, касающихся экологического реагирования. Путем наблюдений было обнаружено, что организмы обычно реагируют на изменения погоды и температуры, либо перемещаясь в среду, в которой эти факторы соответствуют тем, к которым они уже привыкли, либо оставаясь в своей нынешней среде и, следовательно, адаптируясь к новым условиям. [3] В исследовании вида рыб Galaxias Platei был сделан вывод, что прямое воздействие изменения климата, такое как повышение температуры, скорее всего, не будет представлять собой значительной угрозы, однако косвенное воздействие, такое как потеря среды обитания, может быть пагубным. [9]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Пятьдесят лет назад: развитие термической экологии в SREL - Экологическом обществе истории и записей Америки» . Проверено 22 октября 2019 г.
- ^ Кэмпс, Марк Аренас (21 мая 2015 г.). «Как рыбы выживают в горячих и холодных водах?» . Все, что вам нужно, это биология (на каталанском языке) . Проверено 22 октября 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Кларк, Эндрю (2017). Принципы тепловой экологии: температура, энергия и жизнь . Издательство Оксфордского университета.
- ^ кронфельд-шор, Нога; Даян, Тамар (23 ноября 2013 г.). «Тепловая экология, окружающая среда, сообщества и глобальные изменения: потребление и расход энергии эндотермическими животными» . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 44 : 461–480. doi : 10.1146/annurev-ecolsys-110512-135917 .
- ^ Уэсли В. Уэзерс; Питер Дж. Ходум; Дженнифер А. Блейксли (2001). «Тепловая экология и экологическая энергетика калифорнийских пятнистых сов» . Кондор . 103 (4): 678. дои : 10.1093/condor/103.4.678 .
- ^ Ортега, Зайда; Менсия, Авраам; Перес-Мелладо, Валентин (декабрь 2016 г.). «Термическая экология Podarcis siculus (Rafinesque-Schmalz, 1810) на Менорке (Балеарские острова, Испания)». Акта Герпетология . 11 (2): 127–133. doi : 10.13128/Acta_Herpetol-18117 .
- ^ Соль, Алан (18 июня 2019 г.). «Тепловая экология» станет горячей темой «Botany One» . Ботаника Один . Проверено 21 октября 2019 г.
- ^ ван дер Кои, Каспер Дж.; Кеван, Питер Г.; Коски, Мэтью Х. (18 октября 2019 г.). «Термическая экология цветов» . Анналы ботаники . 124 (3): 343–353. дои : 10.1093/aob/mcz073 . ISSN 0305-7364 . ПМК 6798827 . ПМИД 31206146 .
- ^ Баррантес, Мария; Латтука, Мария; Ванелла, Фабиан; Фернандес, Даниэль (ноябрь 2017 г.). «Термическая экология Galaxias Platei (Pisces, Galaxiidae) в Южной Патагонии: перспективы в рамках сценария изменения климата». Гидробиология . 802 (1): 255–267. дои : 10.1007/s10750-017-3275-3 . hdl : 11336/64049 . S2CID 32618434 .