ОБЩЕЕ ВЛИЯНИЕ ТЕПЛА И ХОЛОДА НА ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ

Температурный диапазон, на фоне которого проходит жизнь в естественных условиях существования, довольно широк. Не будет преувеличением, если определить его примерно в 100° С, при диапазоне температур от —50° С до +50° С.

Кроме того, для многих континентальных областей (Сибирь, Центральная Азия) характерны огромные ко­лебания температур среды в течение суток — от минусо­вых до высоких. Здесь адаптивные изменения в организ­ме чрезвычайно сложны, и их изучение представляет осо­бенный интерес для понимания законов термической адаптации. Однако все эти условия не только совмести­мы с жизнью низших и высших организмов, но, что осо­бенно важно, температура тела млекопитающих и птиц поддерживается на почти постоянном уровне, несмотря на большие колебания температуры внешней среды.

Это оказывается возможным благодаря сочетанию физиологических и морфологических адаптаций: ткане­вых, адаптаций поверхности тела (относительной к весу величины) организмов, изменения теплопродукции, теп­лоотдачи (сосудистой терморегуляции, оперения, шерст­ного покрова, теплоотдачи дыханием), поведения (изме­нения позы, суточной (циркадной) активности, постройки нор и убежищ, скучивания организмов, миграций и ко­чевки).

У пойкилотермных животных огромное значение име­ют адаптации ферментных систем, обеспечивающие про­текание жизненных процессов в условиях экстремальных температур.

В основе реакции живых систем на изменения темпе­ратуры внешней среды лежит изменение скорости хими­ческих реакций под влиянием охлаждения и нагревания. Охлаждение приводит к уменьшению энергии превраще­ния веществ, к снижению обмена веществ и понижению скорости многих ферментных реакций. Для каждого фер­мента в организме имеется свой температурный опти­мум— температура, выше и ниже которой скорость син­теза веществ или их расщепления снижается. Высокие температуры также ограничивают ферментные реакции и тем самым приводят организм в состояние теплового окоченения и далее к гибели.

Регулирование тепла в организме (отдельные эле­менты которого имеют место и в пойкилотермном орга­низме) не только сильно расширяет температурный диа­пазон высокого уровня жизнедеятельности организма, но и обеспечивает далеко идущее постоянство этого уровня. Поэтому температурные адаптации гомойотермных орга­низмов, сохраняя некоторые элементы, свойственные пой- килотермным (например адаптации активности фермен­тов, использование радиационных потерь тепла, испаре­ния с поверхности кожи и слизистых и др.), коренным образом различаются. Здесь в основе поддержания теп­лового баланса лежат соотношения продукции тепла и потери — отдачи его в окружающую среду. Соотношение скорости продукции и отдачи тепла создает условия для поддержания термического гомеостазиса — поддержания постоянной температуры тела. Это же постоянство явля­ется непременным условием нормальной деятельности большинства систем организма высших позвоночных — млекопитающих и птиц, особенно деятельности их цент­ральной нервной системы, достигающей высокого уровня развития. Следовательно, и холод и тепло действуют на организм гомойотермного животного не непосредствен­но, угнетая или возбуждая клеточные и тканевые элемен­ты, а опосредованно, через нервную систему, гормональ­ный аппарат, т. е. через аппарат терморегуляции.