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熱中性區
鎖定
熱中性區概念
熱中性區內容
温度是最重要的生態因子之一,參與生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高温度,即三基點温度。不同生物的三基點不同,在一定温度範圍內,生物生長的速率與温度成正比。環境的季節性變化引起變温動物生長加速和減弱的交替,形成年輪。
熱中性區的下端(靠低温端),稱下臨界温度,上端(靠高温端)稱上臨界温度。温度低於下臨界温度,生物便會因低温而遭受寒害和凍害。温度超過上臨界温度,對生物產生有害作用,如蛋白質變性、酶失活、破壞水分平衡、氧供應不足、神經系統麻痹等。動物可以通過一系列形態、生理、行為的變化適應低温或高温脅迫。
動物對低温的形態學適應包括:阿倫規律( Allen's rule):寒冷地區的內温動物較温暖地區內温動物外露部分(如四肢、尾、耳朵及鼻)有明顯趨於縮小的現象,稱阿倫規律,是減少散熱的適應;貝格曼規律( Bergman's rule):生活在寒冷氣候中的內温動物的身體比生活在温暖氣候中的同類個體更大,是減少散熱的適應,稱貝格曼規律,例如,在所有虎的亞種中,東北虎的體形最大;約旦規律(Jordan's rule):低温水域魚類的脊椎骨數目比在温暖水域的多。動物對低温的生理學適應有超冷和耐受凍結,當環境温度偏離熱中性區增加體內產熱,維持體温恆定,局部異温等;動物對低温的行為適應有遷移和冬眠或休眠等。高温環境下,動物體形變小,外露部分增大;腿加長將身體抬離地面;背部具厚的脂肪隔熱層等;行為方面有休眠,穴居,晝伏夜出等。
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動物對高温環境的適應也表現在形態、生理和行為3個方面。其中一個重要適應就是適當放鬆恆温性,使體温有較大的變幅,這樣在高温炎熱的時刻身體就能暫時吸收和儲存大量的熱並使體温升高.而後在環境條件改善時或躲到陰涼處時再把體內的熱量釋放出去。體温也隨之下降。
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熱中性區影響
依據有機體熱能的主要來源,把動物區分為外温動物和內温動物。內温動物機體的熱傳導率低,代謝產熱水平高,其體温的熱源主要是機體自身的代謝產熱,如鳥類和獸類;外温動物機體的熱傳導率高,代謝產熱水平低,其體温的熱源主要由外部環境獲得。在熱中性區,動物機體產熱量穩定,恆定體温温度的維持是依靠改變身體的熱傳導率,通過傳導、對流、輻射和蒸發等散熱途徑,例如改變身體姿勢,使散熱面積增大或縮小;通過皮膚下血管的舒縮,控制體表温度等。
在一定的環境温度範圍內(熱中性區),內温動物是在基礎代謝的水平上消耗能量;而當環境温度離這一區域越來越遠時,內温動物維持恆定體温消耗的能量越來越多。此外,即使在熱中性區,內温動物消耗的能量通常比外温動物多。內温動物的產熱速率由腦控制,它們通常保持35~40℃間恆定的體温,因此它們趨向於向環境散熱。不過,這種散熱會被隔熱物質(毛皮、脂肪或羽毛)所調節,也能通過控制皮膚表面的血流來調節。很多外温動物調節體温的能力是很低的,總是離不開對外部熱源的依賴。
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