Adaptasi organisme terhadap kondisi suhu. Suhu sebagai faktor lingkungan lingkungan

Adaptasi suhu tanaman

Aktivitas fungsional sistem biologis kehidupan sangat bergantung pada tingkat suhu lingkungan. Hal ini terutama berlaku untuk organisme yang tidak mampu mempertahankan suhu tubuh yang konstan (semua tumbuhan dan banyak hewan). Pada organisme seperti itu (poikiloterm) peningkatan suhu hingga batas tertentu secara signifikan mempercepat proses fisiologis: laju pertumbuhan dan perkembangan (pada serangga, reptil), perkecambahan biji, pertumbuhan daun dan pucuk, pembungaan, dll.

Peningkatan suhu yang berlebihan menyebabkan kematian organisme akibat denaturasi termal molekul protein, perubahan ireversibel pada struktur koloid biologis sel, terganggunya aktivitas enzim, peningkatan tajam proses hidrolitik, respirasi, dll. , penurunan suhu yang nyata di bawah 0 °C dapat menyebabkan kematian sel dan seluruh organisme.

DI DALAM kondisi alam Suhu sangat jarang berada pada tingkat yang mendukung kehidupan. Jawabannya adalah munculnya adaptasi khusus pada tumbuhan dan hewan yang melemahkan efek berbahaya dari fluktuasi suhu. Ini, khususnya, adalah seperangkat sifat dan adaptasi adaptif yang membentuk tingkat ketahanan musim dingin dan ketahanan tanaman terhadap embun beku yang sesuai.

· Ketahanan musim dingin- ketahanan tanaman terhadap faktor-faktor kompleks yang tidak menguntungkan pada periode musim dingin (pergantian salju dan pencairan, kerak es, perendaman, redaman, dll.). Hal ini ditentukan dan dipastikan oleh peralihan tanaman ke keadaan dormansi organik, penempatan tunas di tempat terlindung, akumulasi bahan energi (pati, lemak), rontoknya daun, dan reaksi adaptif organisme.

· Tahan beku- kemampuan sel, jaringan dan seluruh tanaman untuk menahan embun beku tanpa kerusakan. Karena banyaknya adaptasi dan sifat fisiologis dan biokimia pada tanaman tahan beku, pembentukan es terjadi pada suhu yang lebih rendah dibandingkan pada tanaman yang kurang tahan beku dan disertai dengan lebih sedikit kerusakan.



· Resistensi dingin- sifat tanaman awal musim semi (ephemera dan ephemeroids) untuk tumbuh dengan sukses pada suhu rendah di atas nol. Istilah ini juga digunakan untuk mencirikan tanaman yang menyukai panas (jagung, mentimun, semangka).

Ketahanan terhadap musim dingin dan beku merupakan ciri khas tanaman hanya di musim dingin, ketika mereka memiliki waktu untuk mengeras dan memasuki keadaan tidak aktif. Selama musim tanam (musim panas), semua tanaman tidak mampu menahan paparan salju ringan sekalipun dalam jangka pendek.

· Pengerasan tanaman- pembentukan kemampuan tanaman untuk berhasil menahan kondisi buruk di bawah pengaruh kondisi spesifik musim gugur. Ini memiliki karakter dua fase. Selama tahap pertama, karbohidrat menumpuk dan nutrisi didistribusikan kembali antar organ, yang difasilitasi oleh cuaca yang relatif hangat dan cerah. Pada fase kedua, dengan penurunan suhu secara bertahap, jumlah osmotik meningkat zat aktif dalam vakuola, jumlah air berkurang, keadaan sitoplasma berubah - tanaman menjadi tidak aktif.

· Keadaan istirahat- tahap organisme tumbuhan yang secara kualitatif baru, di mana tumbuhan musim dingin berpindah dengan permulaan kondisi yang tidak menguntungkan. Hal ini ditandai dengan terhentinya pertumbuhan yang terlihat dan minimalisasi aktivitas vital, mati dan gugurnya daun dan organ di atas tanah tanaman keras herba, terbentuknya sisik pada kuncup, lapisan kutikula dan kulit kayu yang tebal pada batang. Inhibitor terakumulasi dalam jaringan dan sel, yang menghambat proses pertumbuhan dan morfogenesis, yang membuat tanaman tidak dapat berkecambah bahkan dalam kondisi buatan yang paling menguntungkan, serta selama periode pemanasan musim gugur dan non-musim dingin yang kadang-kadang terjadi.

Bedakan antara periode (keadaan) dormansi dalam atau organik, yang disebabkan oleh persiapan yang tepat dan ritme internal perkembangan organisme tumbuhan, dan periode dormansi paksa, di mana tanaman tetap tinggal setelah dormansi dalam, ketika pertumbuhannya terhenti. terpaksa tertahan oleh kondisi yang tidak menguntungkan - suhu rendah, kekurangan nutrisi. Dormansi yang dipaksakan dapat dengan mudah dihentikan dengan menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi tanaman.

Sulit bagi tanaman untuk keluar dari keadaan dormansi yang dalam, karena durasi dormansi sebagian besar tanaman cukup signifikan - hingga akhir Januari - Februari. Keluarnya tumbuhan dari keadaan ini hanya mungkin setelah selesainya dan selesainya transformasi biokimia dan fisiologis yang sesuai dalam tubuh yang disebabkan oleh pengaruh periode suhu di bawah nol dalam durasi tertentu. Setelah berakhirnya masa dorman, sebesar asam nukleat, penghambat pertumbuhan menghilang dan auksin muncul - stimulator proses pertumbuhan.

Kemampuan untuk memasuki keadaan tidak aktif adalah tahap penting dalam entogenesis tanaman, yang secara internal ditentukan oleh ritme proses fisiologis dan biokimia. Sifat ini muncul pada tumbuhan dalam proses evolusi sebagai reaksi adaptif sebagai respons terhadap perubahan kondisi suhu secara berkala lingkungan luar.

Banyak tanaman menjadi tidak aktif tidak hanya di musim dingin, tetapi juga di musim panas. Ini adalah tanaman berbunga awal musim semi (tulip, crocus, scillas). Sejumlah besar tanaman di daerah tropis, gurun dan semi gurun juga memasuki keadaan dormansi musim panas. Keadaan dormansi dengan durasi yang bervariasi juga merupakan ciri benih dan buah yang baru dipanen, umbi-umbian, umbi-umbian, dan tanaman umbi-umbian.

Ada metode dan teknik yang dapat digunakan untuk mengeluarkan tanaman dari keadaan dormansi yang dalam. Ini adalah mandi air hangat (37-39° C), pengobatan dengan uap eter, menusuk pangkal ginjal dengan jarum, dll.

Perubahan termal di habitat organisme tidak hanya berdampak negatif, tetapi juga pengaruh positif. Banyak jenis tanaman yang mulai berbunga dan melengkapinya lingkaran kehidupan, memerlukan periode suhu rendah, biasanya dalam jangka waktu singkat, pada tahap entogenesis tertentu. Contoh efek stimulasi suhu rendah adalah:

1. Proses vernalisasi adalah peralihan benih tanaman musim dingin yang berkecambah ke keadaan perkembangan (pembentukan organ reproduksi) melalui paparan dingin.

2. Stratifikasi - pemaparan benih yang disimpan dalam kondisi kelembaban tertentu pada suhu rendah untuk mempersiapkannya berkecambah. DI DALAM kondisi alam Persiapan benih dengan cangkang keras untuk perkecambahan dilakukan pada periode musim gugur-musim dingin, yaitu dengan paparan wajib pada periode suhu rendah dan di bawah nol.

3. Pembentukan panah bunga melalui perkecambahan umbi hanya mungkin terjadi jika disimpan terlebih dahulu pada suhu rendah.

4. Penurunan suhu yang dikombinasikan dengan faktor-faktor lain memulai transisi tanaman tahunan ke keadaan dormansi organik, yang paling efektif untuk keberhasilan mentoleransi kombinasi faktor-faktor musim dingin yang tidak menguntungkan.

Kecepatan perjalanan tahapan siklus hidup tumbuhan dan hewan, pertumbuhan dan perkembangannya sangat bergantung pada suhu. Dengan demikian, metabolisme normal pada tumbuhan dan hewan poikilotermik setelah penekanan dingin (hibernasi, periode dorman) dipulihkan pada suhu spesifik untuk setiap spesies, yang disebut ambang suhu untuk perkembangan. Semakin suhu lingkungan melebihi ambang batas, semakin intensif perkembangan organisme. Untuk memperkirakan jumlah panas yang diterima tanaman untuk menyelesaikan musim tanam atau perjalanan siklus hidup hewan dari telur atau telur hingga dewasa, digunakan indikator jumlah suhu efektif (Σt), yang diperoleh dengan menjumlahkan menaikkan kelebihan harian rata-rata suhu udara harian dengan nilai tertentu yang sesuai dengan ambang batas suhu untuk pembangunan.

Suhu ambang batas untuk awal musim tanam bagi sebagian besar perwakilan vegetasi zona beriklim sedang dianggap sebagai pencapaian suhu harian rata-rata 5 °C, untuk tanaman budidaya - 10 °C, untuk tanaman yang menyukai panas - 15 °C , untuk larva sebagian besar hewan - 0 °C.

Mulai dari penaburan hingga pematangan benih, tanaman yang berbeda memerlukan jumlah suhu efektif yang berbeda-beda, yang nilainya dapat sangat bervariasi tergantung pada situasi iklim dan suhu efektif. sifat biologis tubuh (tab.):

Adaptasi termal hewan

Dibandingkan tumbuhan, hewan mempunyai kemampuan mengatur suhu tubuh yang lebih beragam, yaitu:

· melalui termoregulasi kimia - perubahan aktif dalam jumlah produksi panas dengan meningkatkan metabolisme;

· melalui termoregulasi fisik - mengubah tingkat perpindahan panas berdasarkan pengembangan penutup pelindung panas, perangkat khusus sistem peredaran darah, distribusi cadangan lemak, terutama di jaringan adiposa coklat, dll.

Selain itu, beberapa ciri perilaku hewan juga berkontribusi terhadap keberadaan mereka dalam perubahan kondisi lingkungan: memilih tempat dengan kondisi iklim mikro yang menguntungkan - mengubur di pasir, di liang, di bawah batu (hewan di stepa dan gurun panas), aktivitas selama periode tertentu. hari (ular, jerboa, akan menghubungkan), pembangunan fasilitas penyimpanan, sarang, dll.

Salah satu adaptasi progresif yang paling penting adalah kemampuan untuk mengatur suhu tubuh pada mamalia dan burung, dan sifat berdarah panasnya. Berkat adaptasi yang penting secara ekologis ini, hewan tingkat tinggi relatif tidak bergantung pada kondisi suhu lingkungan.

Rasio permukaan tubuh terhadap volume penting untuk menjaga keseimbangan suhu, karena jumlah panas yang dihasilkan bergantung pada berat badan, dan pertukaran panas terjadi melalui integumen.

Hubungan antara ukuran dan proporsi tubuh hewan serta suhu dan kondisi iklim ditunjukkan oleh aturan Bergmann, yang menyatakan bahwa dari dua spesies hewan berdarah panas yang berkerabat dekat dan berbeda ukurannya, yang lebih besar hidup di iklim yang lebih dingin, sebagai serta aturan Allep, yang menyatakan bahwa banyak mamalia dan burung di belahan bumi utara memiliki ukuran relatif anggota badan dan bagian lain yang menonjol (telinga, paruh, ekor) bertambah ke selatan dan mengecil ke utara (untuk mengurangi perpindahan panas dalam cuaca dingin iklim).

Pertanyaan 1. Adaptasi apa yang dilakukan tumbuhan dan hewan terhadap perubahan suhu lingkungan?

Tahap istirahat organisme - kista, kepompong serangga, benih tanaman - tahan terhadap perubahan suhu dengan baik. Spora beberapa bakteri dapat mentolerir fluktuasi suhu dari -273 hingga +140 °C. Hewan berdarah panas - burung dan mamalia - mempertahankan suhu tubuh yang konstan melalui tingkat metabolisme yang tinggi, termoregulasi yang sempurna, dan isolasi termal yang baik. Misalnya beberapa cetacea dan pinniped, karena adanya lapisan yang tebal lemak subkutan, tinggal di laut utara, di mana suhu air selalu sekitar 0 °C. Selama musim dingin, banyak mamalia memiliki bulu yang lebih tebal, dan beberapa di antaranya (misalnya marmut) berhibernasi. Massa bulu burung meningkat, dan banyak spesies bermigrasi ke daerah yang lebih hangat.

Organisme mampu melindungi dirinya dari suhu tinggi. Pada siang hari, suhu di gurun melebihi 60 °C, sehingga banyak hewan bersembunyi di liang dan muncul ke permukaan hanya pada malam hari. Pada cuaca panas, tanaman meningkatkan penguapan dari permukaan daun. Pada banyak mamalia, keluarnya keringat secara aktif berfungsi sebagai perlindungan terhadap panas berlebih. Contoh adaptasi yang paling mengesankan suhu tinggi adalah alga dan bakteri dari sumber air panas yang suhu airnya melebihi 70 °C. Karena strukturnya yang khusus, proteinnya mampu menahan denaturasi.

Pertanyaan 2. Ceritakan tentang adaptasi organisme hidup terhadap kekurangan air.

Air sangat penting bagi makhluk hidup. Oleh karena itu, jika terjadi kekurangan, organisme terpaksa melakukan adaptasi untuk menghemat air. Tanaman tahan kekeringan (duri unta, saxaul, apsintus gurun) memiliki sistem akar yang sangat panjang, hingga kedalaman 10 meter atau lebih. Daunnya biasanya sempit dan keras, dengan lapisan lilin di permukaannya, yang mengurangi kehilangan air melalui penguapan. Untuk mengurangi transpirasi, daun kayu putih menghadapkan tepinya ke arah matahari. Beberapa tumbuhan (kaktus, euphorbia) mengembangkan batang tebal dengan jaringan fotosintesis dan penyimpan air yang berkembang dengan baik, dan daun berubah menjadi duri atau sisik. Sejumlah tumbuhan berhasil tumbuh dan berkembang selama periode musim semi basah, dan kemudian bertahan dalam kekeringan dalam bentuk biji, umbi, dan umbi.

Banyak hewan juga beradaptasi dengan baik pada kondisi kelembapan rendah. Beberapa dari mereka tidak pernah minum, menggunakan air metabolisme dan air dari makanan (lihat jawaban pertanyaan 3 sampai 2.4). Arthropoda dilindungi dari penguapan oleh cangkang chitinous yang padat, dan reptil dilindungi oleh integumen keratin yang telah kehilangan kelenjar kulitnya. Produk ekskresi banyak hewan praktis adalah asam urat anhidrat. Ada juga banyak adaptasi perilaku: nokturnal, hibernasi saat musim kemarau, dll.

Pertanyaan 3. Berkat bagian spektrum radiasi matahari manakah fotosintesis terjadi pada tumbuhan?

Tumbuhan menggunakan bagian spektrum yang terlihat untuk melakukan fotosintesis. Pada saat yang sama, alga dan tumbuhan tingkat tinggi, yang memiliki pigmen peka cahaya hijau (klorofil), lebih efektif menggunakan bagian spektrum yang ekstrem - merah-oranye dan biru-ungu. Warna hijau pada daun disebabkan oleh fakta bahwa komponen radiasi matahari inilah yang lebih sedikit diserap oleh klorofil (dan karenanya dipantulkan lebih kuat). Ganggang coklat dan merah, yang memiliki pigmen peka cahaya yang sedikit berbeda, sebagian besar disetel ke bagian spektrum biru-hijau.

Pertanyaan 4. Ceritakan kepada kami apa yang Anda ketahui tentang ritme biologis organisme hidup.

Aktivitas perilaku dan fisiologis banyak organisme dicirikan oleh ritme: pernapasan dan detak jantung, aktivitas yang sinkron dengan pasang surut air laut (yaitu fase bulan), dll. Faktor paling umum yang menentukan ritme biologis adalah iluminasi, yang bervariasi sepanjang hari dan musiman. Ketergantungan aktivitas makhluk hidup pada cahaya disebut fotoperiodisme. Mari kita beri contoh ritme harian dan musiman.

Banyak bunga membuka dan menutup pada waktu tertentu; hewan juga mengatur rutinitas hariannya tergantung pada pencahayaan (aktivitas siang atau malam hari). Sejumlah proses biokimia dan fisiologis dalam tubuh manusia berubah dengan ritme 24 jam (tidur dan terjaga, suhu tubuh, tekanan darah, sekresi hormon).

Adaptasi organisme terhadap lingkungan

Sepanjang hidupnya, organisme dipengaruhi oleh faktor-faktor yang jauh dari optimal. Mereka harus menanggung panas, kekeringan, embun beku, dan kelaparan. Adaptasi.

1. mati suri (kematian khayalan). Metabolisme hampir berhenti total. - organisme kecil. Selama mati suri, organisme kehilangan hingga ½ atau bahkan ¾ air yang terkandung dalam jaringannya.Pada invertebrata, fenomena ini sering diamati. diapause– menunggu kondisi suhu yang tidak mendukung, menghentikan perkembangannya (tahap telur, kepompong pada serangga, dll).

2. kehidupan yang tersembunyi. Tumbuhan tingkat tinggi tidak dapat bertahan hidup jika selnya mengering. Jika terjadi dehidrasi parsial, ia akan bertahan hidup. (dormansi tanaman musim dingin, hibernasi hewan, benih di dalam tanah,

3. Konsistensi lingkungan internal, meskipun terdapat fluktuasi dalam lingkungan eksternal. Suhu tubuh konstan, kelembapan (kaktus). Namun banyak energi yang terbuang.

4. Menghindari kondisi buruk. (sarangnya terkubur di salju, burung terbang di atasnya)

Contoh: Biji teratai di lahan gambut berumur 2000 tahun, bakteri di es Antartika. Penguin memiliki suhu 37-38, rusa kutub 38-39. kaktus. Kutu kayu di stepa kering Asia Tengah, detak jantung Suslik 300 detak dan 3.

Adaptasi evolusioner

Jenis adaptasi:

Secara morfologi(perlindungan dari pembekuan: epifit - tumbuh pada tanaman lain, phanerophytes - tunas dilindungi oleh cangkang (pohon, semak), cryptophytes - tunas di dalam tanah, therophytes - tanaman tahunan. Pada hewan - cadangan lemak, massa.

Adaptasi fisiologis . : aklimatisasi, pelepasan air dari lemak.

Perilaku– pemilihan posisi yang disukai dalam ruang.

Fisik - regulasi perpindahan panas . Bahan kimia menjaga suhu tubuh.

Adaptasi evolusioner tumbuhan dan hewan terhadap berbagai faktor lingkungan menjadi dasar klasifikasi spesies.

1) Sehubungan dengan faktor lingkungan fisik

a) pengaruh suhu pada organisme

Batas toleransi untuk setiap spesies adalah suhu minimum dan maksimum yang mematikan. Sebagian besar makhluk hidup dapat hidup pada suhu 0 hingga 50ºС, hal ini disebabkan oleh sifat sel dan cairan antar sel. Adaptasi hewan ke suhu lingkungan pergi ke 2 arah:

hewan poikilotermik (berdarah dingin ) – suhu tubuh mereka sangat bervariasi tergantung pada suhu lingkungan (invertebrata, ikan, amfibi, reptil). Adaptasi mereka terhadap perubahan suhu adalah memasuki keadaan mati suri.

hewan homeotermik (berdarah panas) ) – hewan yang memiliki suhu tubuh konstan (burung (sekitar 40ºС) dan mamalia, termasuk manusia (36–37ºС)). Hewan homeotermik dapat bertahan pada suhu di bawah 0ºC. Organisme ini dicirikan oleh fenomena tersebut termoregulasi.

Termoregulasi (termoregulasi ) – kemampuan manusia, mamalia dan burung untuk menjaga suhu otak dan organ dalam dalam batas-batas tertentu yang sempit, meskipun terjadi fluktuasi yang signifikan pada suhu lingkungan luar dan produksi panasnya sendiri.Ketika kepanasan, kapiler kulit melebar, dan panas berpindah dari permukaan tubuh, keringat meningkat, dan karena penguapan, tubuh suhu dingin (manusia, monyet, hewan setara), – pada hewan yang tidak berkeringat, terjadi dispnea termal (kelembaban menguap dari permukaan rongga mulut dan lidah). Ketika didinginkan, pembuluh-pembuluh kulit menyempit, perpindahan panas darinya berkurang, bulu-bulu dan bulu-bulu naik ke permukaan tubuh, akibatnya celah udara di antara mereka bertambah, yang merupakan penyekat panas.

Pada saat yang sama, hewan berdarah panas dicirikan oleh adaptasi yang konstan terhadap peningkatan atau suhu rendah:

1) Variasi ukuran tubuh. Menurut aturan Bergman: Pada hewan berdarah panas, ukuran tubuh individu rata-rata lebih besar pada populasi yang tinggal di wilayah jelajah spesies yang lebih dingin. Hal ini disebabkan oleh penurunan rasio:

.

Semakin kecil rasio ini, semakin sedikit perpindahan panas.

2) Adanya bulu dan bulu. Pada hewan yang hidup di daerah yang lebih dingin, jumlah bulu bawah, bulu bawah, dan bulu halus pada burung meningkat. Dalam kondisi musiman, kerontokan dapat terjadi jika bulu musim dingin memiliki lebih banyak bulu halus dan lapisan bawah, sedangkan bulu musim panas hanya memiliki bulu pelindung.

3) Lapisan lemak. Ini adalah isolasi panas. Terutama umum terjadi pada hewan laut yang hidup di laut dingin (walrus, anjing laut, paus, dll.)

4) Penutup lemak. Menutupi bulu unggas air dengan penutup khusus kedap air yang mencegah masuknya air dan bulu saling menempel, ᴛ.ᴇ. lapisan penyekat panas udara di antara bulu-bulu tetap terjaga.

5) Hibernasi. Hibernasi– keadaan penurunan aktivitas vital dan metabolisme, disertai terhambatnya reaksi saraf. Sebelum berhibernasi, hewan menumpuk lemak di tubuhnya dan berlindung di tempat berlindung. Hibernasi disertai dengan melambatnya pernapasan, detak jantung, dll.
Diposting di ref.rf
proses. Suhu tubuh turun menjadi 3–4ºС. Beberapa hewan (beruang) mempertahankan suhu tubuh normal (inilah mimpi musim dingin ). Berbeda dengan anabiosis pada hewan berdarah dingin, selama hibernasi, hewan berdarah panas mempertahankan kemampuan untuk mengontrol keadaan fisiologisnya dengan bantuan pusat saraf dan mempertahankan homeostasis pada tingkat yang baru.

6) Migrasi hewan(ciri-ciri hewan berdarah panas dan berdarah dingin) – fenomena musiman. Contohnya adalah migrasi burung.

Adaptasi tanaman terhadap suhu. Kebanyakan tanaman dapat hidup pada suhu dari 0 hingga 50ºC. Dalam hal ini, aktivitas hidup aktif dilakukan pada suhu 10 hingga 40 ºС. Pada kisaran suhu ini fotosintesis dapat terjadi. Musim tanam tanaman merupakan masa dengan suhu rata-rata harian di atas +10ºС.

Menurut cara adaptasinya terhadap perubahan suhu, tumbuhan dibagi menjadi 3 kelompok:

fanerofit(pohon, semak, tanaman merambat) - melepaskan semua bagian hijaunya selama musim dingin, dan kuncupnya tetap berada di atas permukaan salju di musim dingin dan dilindungi oleh sisik yang menutupi;

kriptofit (geofita)– juga kehilangan seluruh massa tanaman yang terlihat selama periode dingin, menjaga tunas di umbi, umbi atau rimpang yang tersembunyi di dalam tanah.

tumbuhan– tanaman tahunan yang mati dengan dimulainya musim dingin, hanya biji atau spora yang bertahan.

b) pengaruh iluminasi pada organisme

Cahaya adalah sumber energi utama, yang tanpanya kehidupan di Bumi tidak mungkin terjadi. Cahaya berpartisipasi dalam fotosintesis, memastikan terciptanya senyawa organik darinya zat anorganik vegetasi bumi. Oleh karena itu, pengaruh cahaya lebih penting bagi tanaman. Bagian dari spektrum (dari 380 hingga 760 nm) – wilayah radiasi aktif fisiologis – terlibat dalam fotosintesis.

Sehubungan dengan penerangan, 3 kelompok tumbuhan dibedakan:

menyukai cahaya– untuk tanaman seperti itu, yang optimal adalah cerah sinar mataharitanaman herba stepa dan padang rumput, tanaman berkayu di tingkat atas.

menyukai naungan– untuk tanaman ini, pencahayaan rendah adalah yang optimal – tanaman di tingkat bawah hutan cemara taiga, hutan ek hutan-stepa, hutan tropis.

tahan naungan– tanaman yang memiliki toleransi cahaya yang luas dan dapat tumbuh baik dalam cahaya terang maupun di tempat teduh.

Cahaya memiliki nilai sinyal yang besar dan merupakan dasar fotoperiodisme.

Fotoperiodisme- ϶ᴛᴏ reaksi tubuh terhadap perubahan musim panjang hari. Fotoperiodisme menentukan waktu berbunga dan berbuah pada tumbuhan, awal masa kawin pada hewan, dan awal migrasi pada hewan. burung yang bermigrasi. Fotoperiodisme banyak digunakan di bidang pertanian.

c) pengaruh kondisi kelembaban pada organisme

Kondisi pelembapan bergantung pada dua faktor: – jumlah curah hujan; – evaporability (jumlah uap air yang dapat menguap pada suhu tertentu)

Sehubungan dengan kelembaban, semua tanaman dibagi menjadi 4 kelompok:

hidatofittanaman air seluruhnya atau sebagian besar terendam air. Ada yang menempel pada tanah dengan akarnya (teratai), ada pula yang tidak menempel (duckweed);

hidrofit– tumbuhan air yang menempel pada tanah dan direndam dalam air hanya dengan bagian bawahnya (padi, cattail);

tumbuhan higrofit– tanaman habitat basah. Mereka tidak memiliki alat yang membatasi konsumsi air (tanaman herba di kawasan hutan);

mesofit– tanaman yang tahan terhadap kekeringan ringan (sebagian besar tanaman berkayu, rumput di stepa);

xerofit– tanaman di stepa kering dan gurun yang beradaptasi terhadap kekurangan kelembapan:

A) sklerofita– tanaman dengan sistem perakaran besar yang mampu menyerap kelembapan dari tanah sangat mendalam, dan dengan daun kecil atau daun berubah menjadi duri, yang membantu mengurangi luas penguapan (duri unta);

B ) sukulen– tanaman yang dapat mengakumulasi kelembapan pada daun dan batang berdaging (kaktus, milkweed).

sesuatu yg tdk kekal- tumbuhan yang menjalani siklus hidupnya dalam waktu yang sangat singkat jangka pendek(masa hujan atau salju yang mencair) dan pada masa kekeringan membentuk benih (bunga poppy, iris, tulip).

Adaptasi hewan terhadap kekeringan :

– metode perilaku (migrasi) – ciri-ciri hewan sabana di Afrika, India, Amerika Selatan;

– pembentukan penutup pelindung (cangkang siput, penutup tanduk reptil);

– jatuh ke dalam keadaan mati suri (ikan, amfibi di Afrika dan Australia mengeringkan waduk);

– metode fisiologis – pembentukan air metabolik (air yang terbentuk sebagai hasil metabolisme akibat pengolahan lemak) – unta, kura-kura, domba.

d) pengaruh pergerakan udara terhadap organisme. Pergerakan massa udara harus dalam bentuk gerakan vertikal - konveksi, atau dalam bentuk angin, yaitu gerakan horizontal. Pergerakan udara mendorong penyebaran spora, serbuk sari, biji, dan mikroorganisme. Anemokori– alat untuk penyebaran melalui angin (parasut dandelion, sayap biji maple, dll.). Angin dapat menimbulkan efek depresi pada burung dan hewan terbang lainnya

e) pengaruh pergerakan air terhadap organisme. Jenis utama pergerakan air adalah gelombang dan arus, dengan mempertimbangkan ketergantungan pada kecepatan arus:

– di perairan yang tenang – ikan memiliki tubuh yang pipih ke samping (ikan air tawar, kecoak)

– di perairan berarus deras – tubuh ikan berbentuk bulat (ikan trout).

Air merupakan medium padat, oleh karena itu pada umumnya semua hewan akuatik mempunyainya bentuk tubuh ramping : baik ikan maupun mamalia (anjing laut, paus, lumba-lumba), bahkan kerang (cumi-cumi, gurita). Yang paling sempurna adaptasi morfologi untuk bergerak di dalam air - pada lumba-lumba, dalam hal ini ia dapat mengembangkan kecepatan yang sangat tinggi di dalam air dan melakukan manuver yang rumit.

2) faktor lingkungan kimia

a) Faktor kimia lingkungan udara

Komposisi atmosfer:‣‣‣ nitrogen – 78,08%;‣‣‣ oksigen – 20,95%;‣‣‣ argon, neon dan gas inert lainnya – 0,93%;‣‣‣ karbon dioksida – 0,03 %;‣‣‣ gas lainnya 0,01.

Faktor pembatasnya adalah kandungan karbon dioksida dan oksigen. Di lapisan dasar atmosfer, kandungan karbon dioksida berada pada toleransi minimum, dan oksigen berada pada toleransi maksimum tanaman terhadap faktor-faktor tersebut.

Adaptasi terhadap kekurangan oksigen:

a) Hewan di tanah dan hewan yang hidup di liang yang dalam.

b) Pada hewan di dataran tinggi: – peningkatan volume darah, – peningkatan jumlah sel darah merah (sel darah yang membawa oksigen), – peningkatan kandungan hemoglobin dalam sel darah merah, – peningkatan afinitas hemoglobin terhadap oksigen, ᴛ.ᴇ. 1 molekul hemoglobin dapat membawa lebih banyak molekul oksigen dibandingkan hewan dataran rendah (llama, alpaka, kambing gunung, Macan tutul salju, yak, ayam hutan gunung, burung pegar).

c) Pada hewan menyelam dan semi akuatik: – peningkatan volume relatif paru-paru, – peningkatan volume dan tekanan udara di paru-paru selama inhalasi, – adaptasi karakteristik hewan pegunungan (lumba-lumba, paus, anjing laut, berang-berang laut, ular laut dan penyu, tepi hutan).

d) pada hewan akuatik (hidrobion) - adaptasi terhadap penggunaan oksigen dari larutan berair: – adanya alat insang yang memiliki wilayah yang luas permukaan, - jaringan pembuluh darah yang padat di insang, memastikan penyerapan oksigen paling lengkap dari larutan, - permukaan tubuh yang meningkat, yang terdapat pada banyak invertebrata saluran penting pasokan oksigen difusi Ikan, kerang, krustasea).

b) Faktor kimia lingkungan perairan

a) Kandungan CO2 (peningkatan kandungan karbon dioksida dalam air dapat menyebabkan kematian ikan, dll.
Diposting di ref.rf
hewan air; sebaliknya, ketika CO 2 dilarutkan dalam air, terbentuk asam karbonat lemah, yang dengan mudah membentuk karbonat (garam asam karbonat), yang merupakan dasar kerangka dan cangkang hewan air);

b) keasaman lingkungan (karbonat merupakan alat untuk menjaga keasaman, organisme akuatik memiliki rentang toleransi yang sangat sempit terhadap indikator ini)

c) salinitas air - kandungan sulfat terlarut, klorida, karbonat, diukur dalam ppm ‰ (gram garam per liter air). Di lautan 35 ‰. Salinitas maksimum di Laut Mati (270 ‰). Spesies air tawar tidak bisa hidup di laut, dan makhluk laut tidak bisa hidup di sungai. Pada saat yang sama, ikan seperti salmon dan herring menghabiskan seluruh hidupnya di laut, dan naik ke sungai untuk bertelur.

3. Faktor edafis– kondisi tanah untuk pertumbuhan tanaman.

a) fisik:– rezim air, – rezim udara, – rezim termal, – kepadatan, – struktur.

b) kimia: – reaksi tanah, – dasar komposisi kimia tanah - kapasitas tukar.

Sifat tanah yang paling penting adalah kesuburan- ϶ᴛᴏ kemampuan tanah untuk memenuhi kebutuhan tanaman nutrisi, udara, lingkungan biotik dan fisik-kimia dan atas dasar ini menjamin hasil struktur pertanian, serta produktivitas biogenik dari bentuk vegetasi liar.

Adaptasi tumbuhan terhadap salinitas:

Tanaman yang toleran terhadap garam disebut halofit(Saltweed, Wormwood, Solyanka) - tanaman ini tumbuh di rawa garam dan rawa garam.

Adaptasi organisme terhadap lingkungan - konsep dan jenis. Klasifikasi dan ciri-ciri kategori “Adaptasi organisme terhadap lingkungan” 2017, 2018.

Sepanjang hidupnya, organisme dipengaruhi oleh faktor-faktor yang jauh dari optimal. Mereka harus menanggung panas, kekeringan, embun beku, dan kelaparan. Adaptasi.

1. mati suri (kematian khayalan). Metabolisme hampir berhenti total. - organisme kecil. Selama mati suri, organisme kehilangan hingga ½ atau bahkan ¾ air yang terkandung dalam jaringannya.Pada invertebrata, fenomena ini sering diamati. diapause– menunggu kondisi suhu yang tidak mendukung, menghentikan perkembangannya (tahap telur, kepompong pada serangga, dll).

2. kehidupan yang tersembunyi. Tumbuhan tingkat tinggi tidak dapat bertahan hidup jika selnya mengering. Jika dia mengalami dehidrasi sebagian, dia akan bertahan hidup. (dormansi tanaman musim dingin, hibernasi hewan, benih di dalam tanah,

3. Keteguhan lingkungan internal, meskipun terjadi fluktuasi lingkungan eksternal. Suhu tubuh konstan, kelembapan (kaktus). Namun banyak energi yang terbuang.

4. Menghindari kondisi buruk. (sarang, terkubur di salju, burung bermigrasi)

Contoh: Biji teratai di lahan gambut berumur 2000 tahun, bakteri di es Antartika. Penguin memiliki suhu 37-38, rusa 38-39. kaktus. Kutu kayu di stepa kering Asia Tengah, detak jantung Suslik 300 detak dan 3.

Adaptasi evolusioner

Jenis adaptasi:

Secara morfologi(perlindungan dari pembekuan: epifit - tumbuh pada tanaman lain, phanerophytes - tunas dilindungi oleh cangkang (pohon, semak), cryptophytes - tunas di dalam tanah, therophytes - tanaman tahunan. Pada hewan - cadangan lemak, massa.

Adaptasi fisiologis. : aklimatisasi, pelepasan air dari lemak.

Perilaku– pemilihan posisi yang disukai dalam ruang.

Fisik - regulasi perpindahan panas . Bahan kimia menjaga suhu tubuh.

Adaptasi evolusioner tumbuhan dan hewan terhadap berbagai faktor lingkungan menjadi dasar klasifikasi spesies.

1) Sehubungan dengan faktor lingkungan fisik

a) pengaruh suhu pada organisme

Batas toleransi untuk setiap spesies adalah suhu minimum dan maksimum yang mematikan. Sebagian besar makhluk hidup dapat hidup pada suhu 0 hingga 50ºС, hal ini disebabkan oleh sifat sel dan cairan antar sel. Adaptasi hewan ke suhu lingkungan pergi ke 2 arah:

hewan poikilotermik (berdarah dingin ) – suhu tubuh mereka sangat bervariasi tergantung pada suhu lingkungan (invertebrata, ikan, amfibi, reptil). Adaptasi mereka terhadap perubahan suhu adalah memasuki keadaan mati suri.

hewan homeotermik (berdarah panas) ) – hewan yang memiliki suhu tubuh konstan (burung (sekitar 40ºС) dan mamalia, termasuk manusia (36–37ºС)). Hewan homeotermik dapat bertahan pada suhu di bawah 0ºC. Organisme ini dicirikan oleh fenomena tersebut termoregulasi.


Termoregulasi (termoregulasi ) – kemampuan manusia, mamalia, dan burung untuk menjaga suhu otak dan organ dalam dalam batas tertentu yang sempit, meskipun terdapat fluktuasi yang signifikan pada suhu lingkungan luar dan produksi panasnya sendiri. Saat kepanasan, kapiler kulit mengembang, dan panas dipindahkan dari permukaan tubuh, keringat meningkat karena penguapan, suhu tubuh menjadi dingin (manusia, monyet, hewan berkuku ganjil), - pada hewan yang tidak berkeringat, terjadi sesak napas termal (kelembaban menguap dari permukaan tubuh). rongga mulut dan lidah). Saat didinginkan, pembuluh kulit menyempit, perpindahan panas darinya berkurang, bulu dan rambut terangkat serta wol di permukaan tubuh, akibatnya celah udara di antara keduanya bertambah, yaitu penyekat panas.

Selain itu, hewan berdarah panas dicirikan oleh adaptasi konstan terhadap suhu tinggi atau rendah:

1) Variasi ukuran tubuh. Menurut aturan Bergman: Pada hewan berdarah panas, ukuran tubuh individu rata-rata lebih besar pada populasi yang tinggal di wilayah jelajah spesies yang lebih dingin. Hal ini disebabkan oleh penurunan rasio:

Semakin kecil rasio ini, semakin sedikit perpindahan panas.

2) Adanya bulu dan bulu. Pada hewan yang hidup di daerah yang lebih dingin, jumlah bulu bawah, bulu bawah, dan bulu halus pada burung meningkat. Dalam kondisi musiman, kerontokan dapat terjadi jika bulu musim dingin memiliki lebih banyak bulu halus dan lapisan bawah, sedangkan bulu musim panas hanya memiliki bulu pelindung.

3) Lapisan lemak. Ini adalah isolasi panas. Terutama umum terjadi pada hewan laut yang hidup di laut dingin (walrus, anjing laut, paus, dll.)

4) Penutup lemak. Bulu unggas air ditutupi dengan penutup tahan air khusus yang mencegah penetrasi air dan bulu saling menempel, mis. lapisan penyekat panas udara di antara bulu-bulu tetap terjaga.

5) Hibernasi. Hibernasi– keadaan penurunan aktivitas vital dan metabolisme, disertai terhambatnya reaksi saraf. Sebelum berhibernasi, hewan menumpuk lemak di tubuhnya dan berlindung di tempat berlindung. Hibernasi disertai dengan perlambatan pernapasan, detak jantung, dan proses lainnya. Suhu tubuh turun menjadi 3–4ºС. Beberapa hewan (beruang) mempertahankan suhu tubuh normal (inilah mimpi musim dingin). Berbeda dengan anabiosis pada hewan berdarah dingin, selama hibernasi, hewan berdarah panas mempertahankan kemampuan untuk mengontrol keadaan fisiologisnya dengan bantuan pusat saraf dan mempertahankan homeostasis pada tingkat yang baru.

6) Migrasi hewan(karakteristik hewan berdarah panas dan berdarah dingin) – fenomena musiman. Contohnya adalah migrasi burung.

Adaptasi tanaman terhadap suhu. Kebanyakan tanaman dapat hidup pada suhu dari 0 hingga 50ºC. Namun, aktivitas kehidupan aktif terjadi pada suhu 10 hingga 40 ºС. Pada kisaran suhu ini fotosintesis dapat terjadi. Musim tanam tanaman merupakan masa dengan suhu rata-rata harian di atas +10ºС.

Menurut cara adaptasinya terhadap perubahan suhu, tumbuhan dibagi menjadi 3 kelompok:

fanerofit(pohon, semak, tanaman merambat) - melepaskan semua bagian hijaunya selama musim dingin, dan kuncupnya tetap berada di atas permukaan salju di musim dingin dan dilindungi oleh sisik yang menutupi;

kriptofit (geofita)– juga kehilangan seluruh massa tanaman yang terlihat selama periode dingin, menjaga tunas di umbi, umbi atau rimpang yang tersembunyi di dalam tanah.

tumbuhan– tanaman tahunan yang mati dengan dimulainya musim dingin, hanya biji atau spora yang bertahan.

b) pengaruh iluminasi pada organisme

Cahaya adalah sumber energi utama, yang tanpanya kehidupan di Bumi tidak mungkin terjadi. Cahaya terlibat dalam fotosintesis, memastikan terciptanya senyawa organik dari zat anorganik oleh vegetasi bumi. Oleh karena itu, pengaruh cahaya lebih penting bagi tanaman. Bagian dari spektrum (dari 380 hingga 760 nm) – wilayah radiasi aktif fisiologis – terlibat dalam fotosintesis.

Sehubungan dengan penerangan, 3 kelompok tumbuhan dibedakan:

menyukai cahaya– untuk tanaman seperti itu, sinar matahari yang cerah adalah yang optimal – tanaman herba di stepa dan padang rumput, tanaman berkayu di tingkat atas.

menyukai naungan– untuk tanaman ini, pencahayaan rendah adalah yang optimal – tanaman di tingkat bawah hutan cemara taiga, hutan ek hutan-stepa, hutan tropis.

tahan naungan– tanaman yang memiliki toleransi cahaya yang luas dan dapat tumbuh baik dalam cahaya terang maupun di tempat teduh.

Cahaya memiliki nilai sinyal yang besar dan merupakan dasar fotoperiodisme.

Fotoperiodisme- Ini adalah reaksi tubuh terhadap perubahan musim pada panjang hari. Waktu berbunga dan berbuah pada tumbuhan, awal masa kawin pada hewan, dan waktu awal migrasi pada burung migran bergantung pada fotoperiodisme. Fotoperiodisme banyak digunakan di bidang pertanian.

c) pengaruh kondisi kelembaban pada organisme

Kondisi pelembapan bergantung pada dua faktor: – jumlah curah hujan; – evaporability (jumlah uap air yang dapat menguap pada suhu tertentu)

Sehubungan dengan kelembaban, semua tanaman dibagi menjadi 4 kelompok:

hidatofit- tumbuhan air yang terendam seluruhnya atau sebagian besar dalam air. Mereka dapat menempel pada tanah dengan akarnya (teratai), yang lain tidak menempel (duckweed);

hidrofit– tumbuhan air yang menempel pada tanah dan direndam dalam air hanya dengan bagian bawahnya (padi, cattail);

tumbuhan higrofit– tanaman habitat basah. Mereka tidak memiliki alat yang membatasi konsumsi air (tanaman herba di kawasan hutan);

mesofit– tanaman yang tahan terhadap kekeringan ringan (sebagian besar tanaman berkayu, rumput di stepa);

xerofit– tanaman di stepa kering dan gurun yang beradaptasi terhadap kekurangan kelembapan:

A) sklerofita– tanaman dengan sistem perakaran besar yang mampu menyerap kelembapan dari tanah dari kedalaman yang sangat dalam, dan dengan daun atau daun kecil yang berubah menjadi duri, sehingga membantu mengurangi luas penguapan (duri unta);

B ) sukulen– tanaman yang dapat mengakumulasi kelembapan pada daun dan batang berdaging (kaktus, milkweed).

sesuatu yg tdk kekal– tumbuhan yang menjalani siklus hidupnya dalam waktu yang sangat singkat (masa hujan atau salju yang mencair) dan membentuk biji pada masa kekeringan (bunga poppy, iris, tulip).

Adaptasi hewan terhadap kekeringan :

– metode perilaku (migrasi) – ciri-ciri hewan sabana di Afrika, India, Amerika Selatan;

– pembentukan penutup pelindung (cangkang siput, penutup tanduk reptil);

– jatuh ke dalam keadaan mati suri (ikan, amfibi di Afrika dan Australia mengeringkan waduk);

– metode fisiologis – pembentukan air metabolik (air yang terbentuk sebagai hasil metabolisme akibat pengolahan lemak) – unta, kura-kura, domba.

d) pengaruh pergerakan udara terhadap organisme. Pergerakan massa udara dapat berupa gerak vertikal – konveksi, atau berupa angin yaitu gerak horizontal. Pergerakan udara mendorong penyebaran spora, serbuk sari, biji, dan mikroorganisme. Anemokori– alat untuk penyebaran melalui angin (parasut dandelion, sayap biji maple, dll.). Angin dapat menimbulkan efek depresi pada burung dan hewan terbang lainnya

e) pengaruh pergerakan air terhadap organisme. Jenis utama pergerakan air adalah gelombang dan arus, tergantung pada kecepatan arusnya:

– di perairan yang tenang – ikan memiliki tubuh yang pipih ke samping (ikan air tawar, kecoak)

– di perairan berarus deras – tubuh ikan berbentuk bulat (ikan trout).

Air merupakan media padat, oleh karena itu pada umumnya semua hewan air mempunyainya bentuk tubuh ramping : baik ikan maupun mamalia (anjing laut, paus, lumba-lumba), bahkan kerang (cumi-cumi, gurita). Lumba-lumba memiliki adaptasi morfologi paling sempurna terhadap pergerakan di air, itulah sebabnya ia dapat mengembangkan kecepatan sangat tinggi di dalam air dan melakukan manuver yang rumit.

2) faktor lingkungan kimia

a) Faktor kimia lingkungan udara

Komposisi atmosfer: nitrogen –78,08%; oksigen – 20,95%; argon, neon dan gas inert lainnya – 0,93%; karbon dioksida – 0,03%; gas lainnya 0,01.

Faktor pembatasnya adalah kandungan karbon dioksida dan oksigen. Di lapisan dasar atmosfer, kandungan karbon dioksida berada pada toleransi minimum, dan oksigen berada pada toleransi maksimum tanaman terhadap faktor-faktor tersebut.

Adaptasi terhadap kekurangan oksigen:

a) Hewan di tanah dan hewan yang hidup di liang yang dalam.

b) Pada hewan pegunungan tinggi: – peningkatan volume darah, – peningkatan jumlah sel darah merah (sel darah yang membawa oksigen), – peningkatan kandungan hemoglobin dalam sel darah merah, – peningkatan afinitas hemoglobin terhadap oksigen, yaitu 1 molekul hemoglobin dapat membawa lebih banyak molekul oksigen dibandingkan hewan dataran rendah (llama, alpaka, kambing gunung, macan tutul salju, yak, ayam hutan gunung, burung pegar).

c) Pada hewan menyelam dan semi akuatik: – peningkatan volume relatif paru-paru, – peningkatan volume dan tekanan udara di paru-paru selama inhalasi, – adaptasi karakteristik hewan pegunungan (lumba-lumba, paus, anjing laut, berang-berang laut, ular laut dan penyu, tepi hutan).

d) pada hewan akuatik (hewan air) - ini adalah adaptasi terhadap penggunaan oksigen dari larutan berair: - adanya alat insang dengan luas permukaan yang besar, - jaringan pembuluh darah yang padat di insang, memastikan sebagian besar penyerapan oksigen lengkap dari suatu larutan, - peningkatan permukaan tubuh, yang merupakan saluran penting untuk suplai difusi oksigen pada banyak invertebrata (Ikan, moluska, krustasea).

b) Faktor kimia lingkungan perairan

a) kandungan CO 2 (peningkatan kandungan karbon dioksida dalam air dapat menyebabkan kematian ikan dan hewan air lainnya; sebaliknya, ketika CO 2 dilarutkan dalam air, terbentuk asam karbonat lemah yang mudah membentuk karbonat ( garam asam karbonat), yang merupakan dasar kerangka dan cangkang hewan air);

b) keasaman lingkungan (karbonat adalah alat untuk menjaga keasaman; organisme akuatik memiliki kisaran toleransi yang sangat sempit terhadap indikator ini)

c) salinitas air - kandungan sulfat terlarut, klorida, karbonat, diukur dalam ppm ‰ (gram garam per liter air). Di lautan 35 ‰. Salinitas maksimum di Laut Mati (270 ‰). Spesies air tawar tidak dapat hidup di laut, dan spesies laut tidak dapat hidup di sungai. Namun, ikan seperti salmon dan herring menghabiskan seluruh hidupnya di laut, dan naik ke sungai untuk bertelur.

3. Faktor edafis– kondisi tanah untuk pertumbuhan tanaman.

a) fisik: – rezim air, – rezim udara, – rezim termal, – kepadatan, – struktur.

b) kimia: – reaksi tanah, – komposisi kimia dasar tanah, – kapasitas tukar.

Sifat tanah yang paling penting adalah kesuburan- ini adalah kemampuan tanah untuk memenuhi kebutuhan tanaman akan nutrisi, udara, lingkungan biotik dan fisiko-kimia dan, atas dasar ini, menjamin hasil struktur pertanian, serta produktivitas biogenik dari bentuk vegetasi liar.

Adaptasi tumbuhan terhadap salinitas:

Tanaman yang toleran terhadap garam disebut halofit(Saltweed, Wormwood, Solyanka) - tanaman ini tumbuh di rawa garam dan rawa garam.

Semua proses kimia proses yang terjadi di dalam tubuh bergantung pada suhu. Perubahan kondisi termal, yang sering diamati di alam, sangat mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan manifestasi lain dari kehidupan hewan dan tumbuhan. Ada organisme yang suhu tubuhnya tidak stabil, bersifat poikilotermik, dan ada pula organisme yang suhu tubuhnya tetap, bersifat homeotermik. Hewan poikilotermik sepenuhnya bergantung pada suhu lingkungan, sedangkan hewan homeotermik mampu mempertahankan suhu tubuhnya konstan tanpa memperhatikan perubahan suhu lingkungan. Sebagian besar tumbuhan dan hewan darat yang hidup aktif tidak dapat mentolerir suhu negatif dan mati. Batas suhu atas kehidupan tidak sama jenis yang berbeda jarang di atas 4045 C. Beberapa cyanobacteria dan bakteri hidup pada suhu 7090 C, beberapa moluska juga dapat hidup di sumber air panas (hingga 53 C). Bagi sebagian besar hewan dan tumbuhan darat, kondisi suhu optimal berfluktuasi dalam batas yang cukup sempit (1530 C). Ambang batas atas suhu kehidupan ditentukan oleh suhu koagulasi protein, karena koagulasi protein ireversibel (gangguan struktur protein) terjadi pada suhu sekitar 60 C.

Dalam proses evolusi, organisme poikilotermik telah mengembangkan berbagai adaptasi terhadap perubahan kondisi suhu lingkungan. Sumber utama energi panas pada hewan poikilotermik adalah panas luar. Organisme poikilotermik telah mengembangkan berbagai adaptasi terhadap suhu rendah. Beberapa hewan misalnya ikan Arktik, hidup terus-menerus pada suhu 1,8 C, mengandung zat (glikoprotein) dalam cairan jaringan yang mencegah pembentukan kristal es dalam tubuh; serangga mengakumulasi gliserol untuk tujuan ini. Sebaliknya, hewan lain meningkatkan produksi panas dalam tubuh karena kontraksi otot yang aktif, sehingga meningkatkan suhu tubuh beberapa derajat. Yang lain lagi mengatur pertukaran panasnya karena pertukaran panas antar bejana sistem sirkulasi: pembuluh darah yang berasal dari otot bersentuhan erat dengan pembuluh darah yang berasal dari kulit dan membawa darah yang didinginkan (fenomena ini merupakan ciri khas ikan air dingin). Perilaku adaptif melibatkan banyak serangga, reptil, dan amfibi yang memilih tempat di bawah sinar matahari untuk menghangatkan diri atau mengubah posisi berbeda untuk meningkatkan pemanasan permukaan.

Pada sejumlah hewan berdarah dingin, suhu tubuh dapat bervariasi tergantung pada keadaan fisiologisnya: misalnya pada serangga terbang, suhu internal tubuh dapat meningkat 1012 C atau lebih karena peningkatan kerja otot. Serangga sosial, khususnya lebah, telah berkembang metode yang efektif menjaga suhu melalui termoregulasi kolektif (sarang dapat mempertahankan suhu 3435 C, yang diperlukan untuk perkembangan larva).

Hewan poikilotermik mampu beradaptasi pada suhu tinggi. Ini juga terjadi cara yang berbeda: perpindahan panas dapat terjadi karena penguapan uap air dari permukaan tubuh atau dari selaput lendir saluran pernafasan bagian atas, serta karena pengaturan pembuluh darah subkutan (misalnya pada kadal, kecepatan aliran darah melalui pembuluh darah kulit meningkat dengan meningkatnya suhu).

Termoregulasi paling sempurna diamati pada burung dan mamalia homeotermal. Dalam proses evolusi, mereka memperoleh kemampuan untuk mempertahankan suhu tubuh yang konstan karena adanya jantung empat bilik dan satu lengkung aorta, yang memastikan pemisahan lengkap aliran darah arteri dan vena; metabolisme tinggi; bulu atau garis rambut; pengaturan perpindahan panas; berkembang dengan baik sistem saraf memperoleh kemampuan untuk kehidupan aktif pada suhu yang berbeda. Kebanyakan burung memiliki suhu tubuh sedikit di atas 40 oC, sedangkan mamalia memiliki suhu tubuh sedikit lebih rendah. Sangat penting bagi hewan, ia tidak hanya memiliki kemampuan termoregulasi, tetapi juga perilaku adaptif, pembangunan tempat berlindung dan sarang khusus, pemilihan tempat dengan suhu yang lebih baik, dll. Mereka juga mampu beradaptasi suhu rendah dalam beberapa cara: selain bulu atau rambut, hewan berdarah panas menggunakan gemetar (kontraksi mikro otot eksternal yang tidak bergerak) untuk mengurangi kehilangan panas; oksidasi jaringan adiposa coklat pada mamalia menghasilkan energi tambahan yang mendukung metabolisme.

Adaptasi hewan berdarah panas terhadap suhu tinggi dalam banyak hal mirip dengan adaptasi hewan berdarah dingin: berkeringat dan penguapan air dari selaput lendir mulut dan saluran pernapasan bagian atas; pada burung hanya metode terakhir, karena mereka tidak memiliki kelenjar keringat; pelebaran pembuluh darah yang terletak dekat dengan permukaan kulit, sehingga meningkatkan perpindahan panas (pada burung, proses ini terjadi di area tubuh yang tidak berbulu, misalnya melalui jambul). Suhu, serta rezim cahaya yang bergantung padanya, berubah secara alami sepanjang tahun dan sehubungan dengan garis lintang geografis. Oleh karena itu, semua adaptasi lebih penting untuk hidup pada suhu rendah.

Tampilan