Значение температуры для организмов. Правило Вант-Гоффа и его применимость к биохимическим реакциям.
Лекции.ИНФО


Значение температуры для организмов. Правило Вант-Гоффа и его применимость к биохимическим реакциям.



Любой организм способен жить только в пределах определенного интервала температур: особи вида погибают при слишком высоких либо слишком низких температурах. Где-то внутри этого интервала температурные условия наиболее благоприятны для существования данного организма, его жизненные функции осуществляются наиболее активно. По мере того как температура приближается к границам интервала, скорость жизненных процессов замедляется и, наконец, они вовсе прекращаются ― организм погибает.
Пределы температурной выносливости у разных организмов различны. Существуют виды, способные выносить колебания температуры в широких пределах. (Лишайники). Среди животных наибольшим диапазоном температурной выносливости характеризуются теплокровные. Но есть и такие виды, которые могут жить только в более или менее узких температурных пределах. Сюда относятся многие тропические растения, как, например, орхидеи.

В наземно-воздушной среде и даже во многих участках водной среды температура не остается постоянной и может сильно варьировать в зависимости от сезона года или от времени суток. В тропических областях годовые колебания температуры могут быть даже менее заметны, чем суточные. И, наоборот, в умеренных областях температура значительно различается в разные времена года. Животные и растения вынуждены приспосабливаться к неблагоприятному, зимнему сезону, в течение которого активная жизнь затруднена или просто невозможна. В холодном периоде с неблагоприятными температурными условиями в жизни многих организмов как бы наступает пауза: спячка у млекопитающих, сбрасывание листвы у растений и т. д. Некоторые животные совершают длительные миграции в места с более подходящим климатом.
На примере температуры видно, что этот фактор переносится организмом лишь в определённых пределах. Организм погибает, если температура среды слишком низкая или слишком высокая. В среде, где температура близка к этим крайним значениям, живые обитатели встречаются редко. Однако их число увеличивается по мере того, как температура приближается к среднему значению, которое является наилучшим (оптимальным) для данного вида.

Правило Вант-Гоффа — эмпирическое правило, позволяющее в первом приближении оценить влияние температуры на скорость химической реакции в небольшом температурном интервале). на основании множества экспериментов сформулировал следующее правило:

При повышении температуры на каждые 10 градусов константа скорости гомогенной элементарной реакции увеличивается в 2 – 4 раза

Следует помнить, что правило Вант-Гоффа применимо только для реакций с энергией активации 60-120 кДж/моль в температурном диапазоне 10-400oC. Правилу Вант-Гоффа также не подчиняются реакции, в которых принимают участие громоздкие молекулы, например белки в биологических системах. Температурную зависимость скорости реакции более корректно описывает

 

Пойкилотермные и гомойотермные организмы.

 

В зависимости от способа терморегуляции выделяют две группы организмов: пойкилотермные и гомойо-термные.

Пойкилотермные организмы — организмы, температура тела которых непостоянна и и (меняется вместе с температурой окружающей среды. К ним относятся растения, грибы, беспозвоночные животные, рыбы, земноводные и пресмыкающиеся.

Гомойотермные организмы — организмы, способные поддерживать относительно постоянную температуру тела при изменении температуры окружающей среды. К ним относятся млекопитающие. Гомойотермные организмы способны сохранять активность в широком диапазоне температур, тогда как пойкилотермные организмы впадают в оцепенение при низких температурах, а некоторые обитатели пустынь — и при высоких температурах. Гомойотермные животные имеют преимущества в пространственном расселении по сравнению с пойкилотермными.

Известно, что некоторые виды млекопитающих и птиц способны впадать в оцепенение, внешне сходное с холодовым оцепенением пойкилотермных животных. При этом температура их тела снижается практически до уровня температуры окружающей среди. Нерегулярное оцепенение наблюдается у ласточек, стрижей, многих грызунов, некоторых сумчатых в связи с резким похолоданием, дождями или снегопадами. Сезонное оцепенение, которое принято называть зимней спячкой, характерно для сурков, сусликов, ежей, белок, летучих мышеи, бурых медведей.

Вышеназванные виды гетеротермных животных

Типы взаимоотношений между видами в сообществах.

 

Отношения могут быть как внутри-, так и межвидовые.

Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:

  • Положительное (+) — один организм получает пользу за счёт другого.
  • Отрицательное (−) — организму причиняется вред из-за другого.
  • Нейтральное (0) — другой никак не влияет на организм.

Таким образом, возможны следующие варианты отношений между двумя организмами по типу влияния их друг на друга:

Симбиоз

Подразделяется на факультативный и облигатный.

Облигатный симбиоз— форма симбиоза, при которой в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике).Разновидностью облигатного симбиоза является:

Мутуализм— форма облигатного взаимовыгодного сожительства организмов двух и более видов.

Факультативный симбиоз, Протокооперация — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения)

Комменсализм — форма симбиоза, при которой одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда. Подразделяется на:

  • Квартирантство (синойкия) — один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему вреда.
  • Нахлебничество — один организм питается остатками пищи другого.
  • Сотрапезничество — оба вида потребляют разные вещества или части одной и той же пищи.
  • Инквилинизм

Паразитизм — форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой. Паразитизм так же бывает облигатным, когда паразит не может существовать без хозяина (типичный пример — вирусы) и факультативным (вши, блохи, паразитические черви и т. д.).

Хищничество — явление, при котором один организм питается органами и тканями другого (при этом умерщвление жертвы не обязательно), при этом не наблюдается симбиотических отношений. Но в современной экологии часто используется общее понятие хищничества, в которое также входят паразитизм и растительноядность (фитофагия).

Нейтрализм — обе популяции не оказывают никакого воздействия друг на друга.

Антибиоз

Аменсализм— одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает ни отрицательного, ни положительного влияния. Типичный пример — высокие кроны деревьев, угнетающие рост низкорослых растений и мхов, за счет частичного перекрывания доступа солнечного света.

Аллелопатия — форма антибиоза, при которой организмы оказывают взаимно вредное влияние друг на друга, обусловленное их жизненными факторами (например, выделениями веществ). Встречается в основном у растений, мхов, грибов. При этом вредное влияние одного организма на другой не является необходимым для его жизнедеятельности и не приносит ему пользы.

Конкуренция — форма антибиоза, при которой два вида организмов являются биологическими врагами по своей сути (как правило, из-за общей кормовой базы или ограниченных возможностей для размножения). Например, между хищниками одного вида и одной популяции или разных видов, питающихся одной пищей и обитающих на одной территории. В этом случае вред, причиняемый одному организму приносит пользу другому, и наоборот

 









Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 338;


lektsia.info 2017 год. Все права принадлежат их авторам! Главная