ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

Изменение температуры очень сильно сказывается на многих физиологических процессах. С известными ограничениями можно сказать, что повышение температуры ускоряет большинство процессов. Рассмотрим, например, ее влияние на потребление кислорода, так как последнее служит удобным показателем общей метаболической активности организма.
В диапазоне температур, переносимых данным животным, потребление кислорода часто довольно регулярным образом возрастает с повышением температуры. Обычно при повышении ее на 10° потребление О2 увеличивается в 2—3 раза.
Увеличение скорости какого-либо процесса при повышении температуры на 10° обозначают как Qio. Если скорость увеличивается
вдвое, то Qio = 2, если втрое, — Qio = 3 и т. д. Это относится не только к потреблению кислорода, но и к скорости любого процесса, зависящего от температуры (см. Приложение Г).
Если животное способно выдерживать изменение температуры в широких пределах, то потребление им кислорода может возрастать при повышении температуры во много раз. Если, например, Qia = 2, то по сравнению с 0°С при 10°С потребление 02 возрастет

О              10              20              30              40
Температура, °с
Рис. 7.1. Скорость многих процессов, зависимых от температуры, неуклонно возрастает по мере ее повышения. Подробности см. в тексте.


вдвое, при 20 °С — в 4 раза, при 30 °С— в 8 раз; если же lt;2ю = 3, то при тех же изменениях температуры оно увеличится соответственно в 3, 9 и 27 раз.
Построив по этим цифрам график (рис. 7.1), мы получим круто поднимающиеся вверх линии, называемые экспоненциальными кривыми, так как математически они описываются экспоненциальными функциями[29] общего вида
у = Ь-ах.
Если скорость какого-то процесса при температурах Т2 и Тi обозначить соответственно R2 и и использовать принятый сим

вол Qio, то уравнение будет выглядеть так:

Экспоненциальными уравнениями описываются скорости очень многих процессов, например радиоактивного распада, роста и т. д. Для расчетов удобнее использовать эти уравнения в логарифмической форме:
или
Теперь видно, что lg R2 линейно возрастает с изменением температуры (Т2 — Тi). Следовательно, если мы отложим логарифм скорости против температуры, мы получим прямую линию. Так

°ис. 7.2. Если скорость температурозависимого процесса вроде представленного на рис. 7.1 отложить по осн ординат в форме логарифма, то зависимость скорости от температуры изобразится прямой. Обратите внимание, что абсцисса имеет линейный масштаб и только ордината — логарифмический. Объяснения в тексте.


обычно и поступают, используя так называемую полулогарифмическую бумагу, где ордината имеет логарифмический масштаб, а абсцисса — линейный. График приведенного уравнения представлен на рис. 7.2.

Таблица 7.1
Потребление кислорода колорадским жуком (Leptinotarsa decemlineata) при различных температурах от 7 до 30 °С. Перед опытом жуков выдерживали при 8 °С. (По данным Marzusch, 1952)

Температура, °С	Потребление О2, мкл/(г-ч)	Температурные интервалы, °С	Qio
7	6i
10	81	7—10	2,57
15	126	10—15	2,41
20	200	15—20	2,52
25	290	20—25	2,10
30	362	25—30	1,56

Очевидно, что для нахождения Q10 нет необходимости измерять скорости при температурах с интервалом ровно 10°.

Можно

Рис. 7.3. Потребление кислорода колорадским жуком возрастает с увеличением температуры (сплошная линия). Пунктиром показано, какой вид имела бы кривая, если бы величина Ql0 была постоянна и равна 2,5. Данные взяты из табл. 7.1.


взять любые две температуры, лишь бы они достаточно разнились между собой для надежности измерения температурного эффекта. Чтобы вычислить Qio из скоростей при двух разных температурах,

или
Далее вычисляют Qю для интервала между Т2 и Т\. Однако очень часто lt;3ю не остается постоянным на всем диапазоне температур, совместимым с жизнью животного, и потому необходимо точно указывать, в каких условиях производились измерения.

Рассмотрим реальный пример. В табл. 7.1 приведены данные о потреблении кислорода колорадским жуком в интервале от 0 до 30 °С. На всем этом интервале потребление Ог с повышением температуры возрастает, и в среднем Qю для данного интервала



равно 2,17. Но если мы вычислим lt;2ю для более узких температурных интервалов, использованных в опыте, то мы увидим, что до 20°С Qio остается достаточно постоянным, составляя примерно 2,5, но при дальнейшем повышении температуры Qio падает (табл. 7.1,
последний столбец). Если мы представим эти данные графически (рис. 7.3), то мы ясно увидим, что полученные результаты для температур выше 20°С отклоняются от правильной экспоненциальной функции.
На практике довольно хлопотно вычислять Qio для каждой серии определений; кроме того, неудобно строить экспоненциальную кривую в арифметических координатах для сопоставления с экспериментальными данными. Если вместо этого мы отложим наши цифры на логарифмической шкале, мы получим прямую для тех интервалов, в которых эффект температуры остается постоянным и Qio не меняется (рис. 7.4). Прямая соответствует величине Qi0, равной 2,50, и можно видеть, что данные, полученные для температур до 20 °С, полностью укладываются на эту прямую. Однако при температурах выше 20 °С кривая потребления кислорода все больше и больше отклоняется от прямой линии (т. е. потребление 02 все еще возрастает с температурой, но величина температурного эффекта снижается). При дальнейшем повышении температуры это отклонение становится еще более резким, и в конце концов достигается верхний температурный предел для жизни.

Еще по теме ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ:

1. Г лав а 6 ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА НАСЕКОМЫХ
2. ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
3. ВОЗМОЖНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОСАДКОВ
4. Влияние температуры на поведение насекомых
5. Влияние температуры на развитие насекомых.
6. Влияние на насекомых низких и высоких температур
7. Влияние температуры на морфологию и окраску
8. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ОСАДКОВ ЗА ВЕГЕТАЦИОННЫЙ СЕЗОННА СТОК С ОСУШЕННЫХ ЛЕСНЫХ ЗЕМЕЛЬ
9. ГИСТОХИМИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ И ДРУГИХ ВЕЩЕСТВ В ПРОРАСТАЮЩИХ СЕМЕНАХ СОРТОВ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА ПОД ВЛИЯНИЕМ ГЕРБИЦИДОВ
10. МНОГОЛЕТНИЕ ЦИКЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СРЕДЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЖИЗНЬ РАСТЕНИЙ
11. ВЛИЯНИЕ АЭРАЦИИ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА СТРУКТУРУИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ МИКРОБНЫХ КОМПЛЕКСОВВЕРХОВОГО ТОРФЯНИКА (МОДЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ) А.              В. Головченко, Т. Г. Добровольская, О. С. Кухаренко, Т. А. Семёнова, О. Ю. Богданова, Д. Г. Звягинцев
12. ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ВОДНОГО РЕЖИМА ОЛИГОТРОФНЫХ БОЛОТ НА ИХ ЭКОСИСТЕМЫ К. Д. Романюк