Эктотермные и эндотермные животные

Все животные получают тепло из двух источников - непосредственно из внешней среды и за счет расщепления органических веществ пищи. В зависимости от того, какой из источников является преобладающим, животные подразделяются на две группы - эктотермных и эндотермных.

Эктотермными (пойкилотермными, холоднокровными) называют животных, которые получают тепло преимущественно из внешней среды. Температура тела таких животных близка к температуре внешней среды. Они лишены способности поддерживать температуру тела в узких границах, так как не обладают собственными механизмами образования и сохранения тепла. Активность эктотермных животных зависит от температуры окружающей среды. К этой группе принадлежат беспозвоночные и хордовые животные, за исключением птиц и млекопитающих.

Не следует, однако, считать, что эктотермные животные совершенно лишены способности к терморегуляции. Средством такой регуляции могут служить поведенческие реакции, в частности, соответствующая ориентация животного по отношению к источнику тепла. Многие виды пресмыкающихся способны поддерживать температуру тела в определенных пределах, изменяя свою активность, прячась в тени, закапываясь в песок или вылезая на солнце. Ряд животных способен изменять интенсивность пигментации эпидермиса в зависимости от температуры.

Некоторые животные развили способность повышать температуру тела за счет активизации мышечных движений. Так, за счет дрожи летательных мышц образуется тепло у многих видов насекомых, что позволяет им поддерживать относительно постоянный уровень активности в определенных температурных границах. Активно плывущие тунцы способны поддерживать температуру тела на несколько градусов выше температуры воды.

Низкие температуры для большинства эктотермных организмов являются ограничивающим фактором. Способом выживания для большинства из них при наступлении периодов с низкими температурами является снижение жизненной активности (оцепенение, спячка). Местообитания с постоянно низкими температурами освоены лишь теми эктотермными организмами, которые в ходе длительной эволюции приобрели ряд адаптаций, препятствующих замерзанию межклеточной воды, денатурации белков и изменению физического состояния липидов. Устойчивость к замораживанию у них достигается механизмами, понижающими точку замерзания жидкостей, например повышением концентрации солей в крови арктических рыб, замещением части воды органическими растворителями (антифризами), например глицерином и др.

В наземной среде низкие температуры успешнее переносят животные с мелкими размерами тела (насекомые, клещи, круглые черви и т. п.), благодаря которым они, обитая в ограниченных пространствах, способны использовать малейшие преимущества микроклимата.

При низких температурах преимуществом для эктотермных животных является снижение энергозатрат, а следовательно, резкое снижение потребления пищи. При высоких температурах эктотермные животные избегают излишних потерь воды путем изменения уровня активности и мест локализации. Особенно четко это проявляется у обитателей пустынь и полупустынь.

Вторая группа животных - эндотермные (гомойотермные, теплокровные) - приобрела способность поддерживать температуру своего тела на постоянном уровне, вне зависимости от температуры внешней среды за счет тепла, образуемого самим организмом в ходе метаболических процессов. К ним принадлежат птицы и млекопитающие. Ферментные системы эндотермных животных адаптированы к функционированию в узком диапазоне температур.

Эндотермные организмы выработали разнообразные приспособления для терморегуляции. Так, снижение теплоотдачи достигается у них развитым перьевым или волосяным покровом, жировым слоем в подкожной клетчатке, сужением кровеносных капиллярных сосудов кожи. Увеличение теплоотдачи происходит путем потоотделения, расширения капилляров кожи, повышением частоты дыхания и др. Увеличение теплопродукции достигается также повышением потребления пищи, окислением бурого жира, который служит исключительно источником тепла.

Благодаря высокой интенсивности окислительных процессов и наличию комплекса терморегуляционных механизмов, эндотермные животные освоили разнообразные географические зоны планеты. Ограничивающим фактором в холодных районах для них является не температура, а пища.

Таким образом, у животных приведенных двух групп разная стратегия освоения жизненного пространства: у эктотермных - пассивный путь, т. е. подчинение жизненных функций ходу внешних температур, у эндотермных - активный путь, связанный с большой затратой энергии, который позволяет им заселять разнообразные места обитания.

Читать далее