Номер 4, страница 88 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Тепловые явления. Параграф 23. Излучение. Вопросы для самопроверки - номер 4, страница 88.

Условие.

4. Как регулируется теплообмен у некоторых живых организмов?

Решение.

Решение

Теплообмен, или терморегуляция, — это способность живых организмов поддерживать температуру своего тела в определённых границах, даже когда температура окружающей среды значительно отличается. Этот процесс жизненно важен для поддержания нормального функционирования ферментов и метаболических процессов. Живые организмы используют разнообразные механизмы для регуляции теплообмена, которые можно условно разделить на поведенческие, физиологические и морфологические (структурные).

Поведенческая терморегуляция — это изменение поведения животного для контроля температуры тела. Это наиболее простой и энергетически дешёвый способ. Примеры включают: перемещение в тень или на солнце (так поступают многие рептилии, например, ящерицы греются на камнях); поиск укрытий (животные прячутся в норы, пещеры или под воду, чтобы избежать экстремальных температур); изменение суточной активности (многие пустынные животные активны ночью или в сумерках, когда прохладнее); групповое поведение (императорские пингвины в Антарктиде сбиваются в плотные группы, чтобы согреться); изменение позы (расправление крыльев или конечностей для увеличения теплоотдачи или, наоборот, сворачивание в клубок для её уменьшения).

Физиологическая терморегуляция включает внутренние процессы в организме, которые регулируют производство и потерю тепла. У теплокровных (гомойотермных) животных, таких как млекопитающие и птицы, эти механизмы особенно развиты. Ключевые физиологические адаптации: испарительное охлаждение — отдача тепла при испарении жидкости с поверхности тела. У человека и некоторых других млекопитающих это потоотделение. Собаки, кошки и птицы используют учащённое дыхание с открытым ртом (одышку), при котором испарение происходит с поверхности языка и дыхательных путей. Изменение кровотока — при перегреве кровеносные сосуды у поверхности кожи расширяются (вазодилатация), увеличивая приток тёплой крови к коже и ускоряя теплоотдачу. При переохлаждении сосуды сужаются (вазоконстрикция), уменьшая потерю тепла. Мышечная дрожь — непроизвольные сокращения мышц, которые генерируют дополнительное тепло для согревания организма. Несократительный термогенез — выработка тепла за счёт метаболизма, особенно в бурой жировой ткани, которая есть у новорожденных и животных, впадающих в спячку. Противоточный теплообмен — особый механизм, при котором артерии и вены в конечностях (например, в лапах уток или ластах тюленей) расположены близко друг к другу. Тёплая артериальная кровь, идущая к конечности, согревает холодную венозную кровь, возвращающуюся к телу, что минимизирует потерю тепла.

Морфологическая (структурная) терморегуляция связана с особенностями строения тела организма. Это долгосрочные адаптации, сформировавшиеся в ходе эволюции. Примеры: теплоизолирующие покровы — шерсть у млекопитающих, перья у птиц и толстый слой подкожного жира (ворвань) у морских животных, таких как киты и тюлени, создают изолирующую воздушную или жировую прослойку. Размер и форма тела — согласно правилу Бергмана, животные одного вида (или близких видов) в более холодных климатах имеют более крупные размеры тела, что уменьшает относительную площадь поверхности и снижает теплопотери. Согласно правилу Аллена, выступающие части тела (уши, хвосты, конечности) у животных из жаркого климата крупнее, что увеличивает площадь поверхности для теплоотдачи (например, большие уши у пустынной лисицы фенек или слона). Окраска — тёмная окраска способствует лучшему поглощению солнечного тепла, а светлая — его отражению. Например, у белого медведя под белой шерстью находится чёрная кожа, которая лучше поглощает тепло.

Даже растения обладают механизмами терморегуляции. Основным способом охлаждения для них является транспирация — испарение воды через устьица на листьях. Некоторые растения могут изменять ориентацию листьев в течение дня, чтобы избежать перегрева от прямых солнечных лучей, или иметь опушение (волоски), которое отражает свет.

Ответ: Регуляция теплообмена у живых организмов осуществляется комплексом поведенческих (поиск укрытий, изменение активности), физиологических (потоотделение, дрожь, изменение кровотока) и морфологических (шерсть, жир, размеры тела) адаптаций, позволяющих поддерживать оптимальную температуру тела в различных условиях окружающей среды.