Номер 1, страница 34 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

1. Как организмы животного и растительного мира осуществляют терморегуляцию?

1. Как организмы животного и растительного мира осуществляют терморегуляцию?

Терморегуляция — это совокупность физиологических, поведенческих и морфологических процессов, направленных на поддержание температуры тела организма в определенных границах, оптимальных для его жизнедеятельности. Механизмы терморегуляции существенно различаются у представителей животного и растительного мира.

Терморегуляция у животных

Животных по способности к терморегуляции принято делить на две основные группы: пойкилотермные (холоднокровные) и гомойотермные (теплокровные).

Пойкилотермные (холоднокровные) животные (например, рептилии, амфибии, рыбы, беспозвоночные) не имеют эффективных внутренних механизмов для поддержания постоянной температуры тела. Их температура в значительной степени зависит от температуры окружающей среды. Для терморегуляции они используют преимущественно поведенческие адаптации:

- Поведенческая терморегуляция:

- Активный поиск мест с оптимальной температурой: выход на солнце для обогрева (например, ящерицы на камнях) или уход в тень, норы, водоемы для охлаждения.

- Изменение позы тела для регулирования площади поверхности, подверженной солнечному излучению.

- Сдвиг суточной активности на более прохладное время (ночь или сумерки) в жарком климате.

- Физиологические и структурные адаптации (менее выражены):

- Некоторые крупные рыбы (тунец, акулы) и насекомые (шмели) могут локально повышать температуру мышц за счет метаболической активности.

- У рыб, обитающих в арктических и антарктических водах, в крови синтезируются гликопротеины, которые действуют как "антифризы", предотвращая образование льда в тканях.

- Изменение цвета кожи для лучшего поглощения или отражения тепла.

Гомойотермные (теплокровные) животные (млекопитающие и птицы) поддерживают относительно постоянную внутреннюю температуру тела благодаря высокому уровню метаболизма и сложным регуляторным системам.

- Механизмы для выработки и сохранения тепла (в условиях холода):

- Теплоизоляция: наличие перьевого покрова у птиц, шерсти у млекопитающих, а также развитие толстого слоя подкожного жира (ворвани) у морских млекопитающих.

- Усиление теплопродукции: мышечная дрожь (непроизвольные сокращения скелетных мышц) и недрожательный термогенез (расщепление запасов бурой жировой ткани с выделением тепла).

- Физиологические адаптации: сужение (вазоконстрикция) периферических кровеносных сосудов для уменьшения кровотока к коже и снижения теплоотдачи.

- Противоточная система теплообмена: в конечностях многих северных животных артерии и вены расположены близко друг к другу, что позволяет теплой артериальной крови согревать холодную венозную кровь, минимизируя потери тепла.

- Механизмы для отдачи избыточного тепла (в условиях жары):

- Испарительное охлаждение: потоотделение (у человека, лошадей), одышка или частое поверхностное дыхание (у собак), облизывание шерсти слюной (у кенгуру).

- Физиологические адаптации: расширение (вазодилатация) периферических сосудов для увеличения теплоотдачи с поверхности кожи.

- Поведенческие адаптации: поиск тени и прохлады, снижение физической активности в жаркое время дня.

- Морфологические адаптации: большие ушные раковины у пустынных животных (например, у лисицы фенек) функционируют как радиаторы, рассеивающие тепло.

Терморегуляция у растений

Растения, как правило, являются пойкилотермными организмами, однако они также обладают рядом механизмов для избегания перегрева и повреждения от замерзания.

- Механизмы охлаждения (защита от перегрева):

- Транспирация: основной механизм охлаждения, заключающийся в испарении воды через устьица на поверхности листьев. Этот процесс требует значительного количества энергии (теплоты), которая забирается у листа, охлаждая его.

- Отражение солнечного света: наличие светлой окраски, воскового налета (кутикулы) или густого опушения из волосков (трихом) на поверхности листьев увеличивает отражательную способность и снижает поглощение тепла.

- Изменение ориентации и формы листьев: некоторые растения могут поворачивать листовые пластинки параллельно солнечным лучам, чтобы минимизировать их нагрев. Сильно рассеченные листья лучше охлаждаются за счет конвекции воздуха.

- Механизмы защиты от замерзания:

- Накопление осмотически активных веществ: перед наступлением зимы в клетках растений повышается концентрация сахаров, аминокислот и других соединений, что понижает температуру замерзания клеточного сока.

- Структурные адаптации: подушковидная форма роста у альпийских растений, толстый слой пробки на стволах деревьев, а также снежный покров служат эффективной теплоизоляцией.

- Термогенез: редкое явление, при котором некоторые растения (например, симплокарпус, некоторые ароидные) способны генерировать тепло в результате интенсивного дыхания, что позволяет им цвести ранней весной, растапливая снег.

Ответ: Животные осуществляют терморегуляцию либо поведенчески, изменяя свое местоположение и активность в зависимости от внешней температуры (пойкилотермные), либо поддерживают постоянную температуру тела за счет внутренних физиологических процессов, таких как дрожь, изменение метаболизма, потоотделение, и структурных особенностей, как мех или жировой слой (гомойотермные). Растения регулируют свою температуру главным образом для защиты от экстремальных условий: они охлаждаются путем испарения воды (транспирации) и отражения солнечного света, а от замерзания защищаются путем накопления в клетках растворенных веществ (природных антифризов) и использования теплоизолирующих структур.