Реферат: Пристосування до низьких та високих температур і тисків

Пристосування до низьких та високих температур і тисків

Товщина біосфери - земної оболонки, яку населяють живі організми, дещо більше 20 км. Біля верхньої межі біосфери, де низькі температури і тиск та велика концентрація ультрафіолетового проміння, що згубно впливає на жив стоти, та нижньої межі з її високою температурою (понад 100°С) зустрічаються лише спори нижчих рослин. Так, на висоту 20 км підіймаються спори бактерій деяких грибів, а у земних надрах, на глибині понад 3 км, у водах нафтових родовищ можуть існувати тільки певні види бактерій.

Тварини зрідка підіймаються на висоту 12 км, а у грунт проникають не глибше 11 м; вони можуть жити в найглибших печерах (понад 1000 м глибини) в найбільших глибинах океану. Є багато видів, які можуть існувати при дуже низькій температурі (до - 60° - 70° С), досить високій (до 60° у пустелях понад 40° С у гарячих джерелах), під великим тиском у граничних глибинах океанів, високо у горах, де тиск і температура низькі, а' кисню обмаль, в умовах цілодобового полярного дня і вічної ночі в печерах.

З кліматичних факторів головну роль відіграє температура. Наземн тварини з непостійною температурою тіла (холоднокровні) потребують теплого або гарячого клімату з достатньою вологістю, а тому найчастіше вони зустрічаються у тропіках і субтропіках. Низькі температури краще витримують тварини з постійною температурою тіла (теплокровні).

Чемпіоном витривалості до низьких температур слід визнати антарктичних пінгвінів, зокрема імператорських. Вони не лише добре переносять страшенну холоднечу і сніжні бурани антарктичної зими, а ще й розмножуються у цей період і при цьому нікуди не ховаються, гнізд не влаштовують. Витримувати жорстокий холод Антарктики їм допомагає щільне й густе оперення та підшкірний шар жиру. Обов'язкове для всіх птахів линяння у них також має пристосований характер: старі пера випадають тільки після того, як виростають нові. Пташенята мператорських пінгвінів вкриті густим пухом, з'являються вони навесні, за літо мужніють настільки, Що вже можуть витримати сувору і довгу зиму. Пінгвінам допомагає захищатися від сильного вітру та морозу й те, що вони часто скупчуються у так звані черепахи, які нагадують собою коло у декілька метрів діаметром. Таке коло повільно і безперервно рухається навколо центру і проти вітру, що сприяє збереженню температури тіла і меншій втраті ваги (одинок птахи втрачають щоденно понад 200 г, а у "черепасі" - лише 100 г).

З морських ссавців найнижчі температури доводиться витримувати антарктичним тюленям: морські води в Південній півкулі холодніші, ніж в Північній на тих самих широтах. Зокрема тюлені Уеддела навіть взимку тримаються" антарктичного континенту і сусідніх островів. Пристосуватись до низьких антарктичних температур дає можливість товстий підшкірний шар жиру до 7 см завтовшки у дорослих особин (загальною масою до 30% ваги тіла). Взимку на поверхню льоду вони майже не4 виходять через сильні вітри і низьку температуру, а плавають біля льодової кромки, дихаючи через отвори-продушини, які самі роблять і постійно їх відновлюють. Так само поводяться взимку і нерпи, які в найлютіші морози перебувають у воді.

В Арктиці сильні морози найкраще переносить білий ведмідь - цей велетенський напівводяний мешканець полярних морів і островів. У пошуках сво основної поживи - нерп - білі ведмеді долають значні відстані на полярних крижинах і по чистій воді. Довга і густа шерсть з густим підшерстком, до того ж добре змащена жиром, не намокає у воді і не вкривається льодом на морозі. Товстий шар підшкірного жиру захищає від холоду у воді і на повітрі, зменшує питому вагу звіра, полегшуючи плавання. Широкі лапи з плавальними перетинками між пальцями вкрит густою шерстю не лише зверху, а й знизу, на підошвах, що дає можливість не провалюватись у снігу, не ковзати на льоду і не обморожувати лап.

Білий ведмідь

У зимову сплячку білі ведмеді не падають. Самки у могутніх снігових наметах скелястих берегів влаштовують барліг у вигляді печери і там народжують найчастіше двох малят, які у тримісячному віці можуть вже йти за матір'ю і живуть разом з нею до двох років.

Не так багато залишилось цих "володарів Арктики", як ноді називають білих ведмедів, - десь близько 20 тис. Тому на їх захист 1956 р. виступив Радянський Союз, 1957 р. до нього приєднались США. На білих ведмедів заборонено полювання, прийнято міжнародний закон про охорону цих могутніх звірів, які внесені в Червону книгу.

Такий арктичний мешканець, як вівцебик, також не боїться будь-яких морозів. Вівцебика називають ще мускусним биком, хоч назва ця двічі невірна: по-перше, залоз, які виділяють мускус речовину з гострим і різким запахом, у нього нема, а по-друге, вівцебик не належить до родини биків, він більше родич баранів. Цей ендемік Арктики - присадкувата, заввишки в 120 - 140 см і вагою до 300-400 кг волохата тварина з рогами, які покручені у самців на лобі і, спускаючись донизу, вигнуті наперед. Бура шерсть у вівцебика довга і густа, шовковиста і на 60-80% складається з теплого підшерстка. Вона вважається найтеплішою у світі, вартість її висока - 100 доларів за 1 кг. Влітку вівцебик живиться різними травами, мохами, лишайниками, листям і пагонами дерев і кущів, взимку розкопу сніг, добираючись до мохів і лишайників. Вівцебик-сучасник мамонта, колись був широко розповсюджений на півночі Євразії, пізніше зберігся лише у Гренландії, звідки був завезений в Аляску, Північно-Західну Канаду і деякі північні острови. Добре акліматизувався на островах Нунівак і Шпіцберген. У 1974 р.50 вівцебиків з Канади і острова Нунівак завезли до нас на Таймир і острів Врангеля. їх акліматизація і розведення дадуть можливість одержувати цінний м'ясо, яке за смаком не поступається воловому, та молоко, густіше і жирніше за коров'яче.

Відомим мешканцем Арктики і Субарктики є песець - цінний хутровий промисловий звір, що живе у тундрі і на чисельних островах Північного Льодовитого океану. Густе і пухнасте хутро чудово захищає його від сильних морозів.

песець

Песець риє нори - складні лабіринти з численними отворами. У них звір виводить малят, знаходить захист від негоди. Взимку він може викопувати нори у сніговому заметі і там відлежуватися, іноді по декілька днів, під час сильних морозів і пурги.

Добре витримують сувору арктичну зиму чистуни. Крнюги, звичайн чистуни, старики, тупики, топірці у зимовий період тримаються у прибережних водах, вільних від крижин, або у відкритому морі. Кайри здійснюють невелик зимові міграції з північних районів у південні.

Серед наземних хребетних тварин з непостійною температурою тіла - земноводних плазунів - також зустрічаються мешканці Арктики. Так, сибірський кутозуб зряду хвостатих земноводних-єдиний з класу амфібій проникає за полярне коло зберігає активність та здатність рухатися при температурі +2 +4°С і навіть при0°С. Під час розмноження відкладає ікру у водойми з температурою 4-5°С, де за такої низької температури ікра розвивається.

Ще одна особливість відрізняє кутозуба від інших земноводних - його здатність перебувати довгий час у стані анабіозу. Цих тварин неодноразово знаходили "замурованими" у крижаних скибах на значній глибині. Коли лід розтавав, кутозуб оживав. Скільки часу він перебував у замороженому стані-питання, яке цікавило Дослідників. За характером місць знаходження припускали, що цей стан тривав тисячоліття; деякі вчені вважали, що лише декілька років, щонайбільше 20-ЗО. Українські дослідники за допомогою радіовуглецевого методу встановили, що вік кутозуба, знайденого на глибині 11 м у скибі вічної криги, становить приблизно 100 років.

З плазунів най витривалішою до низьких температур є високогірна ящірка - перуанська мінлива ігуана, що живе у суворому кліматі Кордильєрів на висоті до 5000 м над рівнем моря. Навіть влітку там часто випадає сніг, а температура вночі падає до 0° С. Ігуани так пристосувалися до цих суворих умов, що рухаються при температурі тіла, яка лише на 1,5° вище нуля, чого не може жодна інша ящірка у світі. Розмножуються ігуани яйце живородінням: після спарювання яйця визрівають у тілі самки на протязі півроку і молод народжуються у період, коли кліматичні умови є найсприятливішими.

У класі риб чимало видів живуть і розмножуються в суворих кліматичних умовах, але своєрідним рекордистом серед них є мешканці Антарктики трематомуси, зокрема пістряк і смугастик, та широколоби. їх багато у прибережних водах Антарктиди, де температура води під двометровим шаром льоду, який тримається майже 10 місяців, сягає 1,8-1,9° нижче нуля. Проте ці риби не замерзають, бо засобом пристосування до таких умов є наявність у плазмі їхньо крові особливих речовин, що відіграють роль антифризів, знижуючи точку замерзання до - 2,07° С. Цікаво, що ці риби не виносять значного підвищення температури: так, при +6°С вони гинуть.

Низькі температури і до того ж низький тиск доводиться витримувати високогірним тваринам, які постійно мешкають у горах на різній висоті над рівнем моря. З ссавців найвище (до 5000-6000 м над рівнем моря) живуть пищухи з ряду зайцеподібних, зокрема велико-вуха пищуха (схід Паміру і Алайського хребта, Центральний Тянь-Шань), червона та американська (Кордильєри). Ц колоніальні звірки живуть у пустотах кам'янистих розсипів, влаштовуючи там сво кубла. Влітку вони з трав заготовляють сіно, складаючи його у стіжки висотою до півметра. Тому їх ще називають сіноставцями.

Приблизно на такій самій висоті (5700 м) у Гімалаях живуть кам'ян полівки, які у щілинах скель влаштовують з сухих трав кулясте кубло, вистелене всередині шерстю гірських козлів. Ці високогірні гризуни також заготовляють на зиму сіно, яке ховають між камінням.

Серед високогірних тварин є багато копитних, зокрема біломордий тібетський олень, відкритий І.М. Пржевальським. Цей рідкісний вид оленів живе на висоті 5 - 6 тис. м. Рідкісними є снігова коза з Скелястих гір Північно Америки та золотий такин з Тібету.

Снігова коза досконало пристосована до життя серед скель і навіть зимою не спускається з верхнього поясу Скелястих гір. У неї чудова біла довга густа шерсть з тонким і легким підшерстком. Заради цінної шкіри і шерсті ц тварини були в основному винищені і збереглися лише у заповідниках США і Канади.

Золотий такин - ендемік високогірних районів Центральної Азії - живе у недоступних районах, а тому мало вивчений. Його ще називають гірським буйволом, хоча він має багато схожого з баранами і антилопами і близький до вівцебиків.

Високо у