АДАПТАЦИИ РЕПТИЛИЙ К ПУСТЫНЕ: Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма

Адаптация человека к пустынной (аридной) зоне

АДАПТАЦИИ РЕПТИЛИЙ К ПУСТЫНЕ: Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма

Аридная зона характеризуется сочетанием таких факторов, как высокая температура, малая относительная влажность воздуха, повышенные ультрафиолетовое и тепловое излучения, отсутствие воды, ветер с пылью. Подобные области встречаются в пустынях, которые имеют определенное климатическое разнообразие.

В жаркое время года в дневные часы условия пребывания в пустыне предъявляют к организму человека повышенные требования.

Основным механизмом, поддерживающим тепловой баланс человека в пустыне, является испарение, осуществляемое путем прямой транспирации кожи, отдачей воды с дыханием и потоотделением.

Эти функции определяют характер соответствующих физиологических изменений в организме.

Борясь с перегревом, человек теряет значительное количество воды с потом. Это ведет не только к обезвоживанию тканей, но и к их обессоливанию. В результате нарушается водно-солевой обмен, что создает реальную угрозу для организма.

Ухудшается деятельность сердца и кровообращение. Ослабевают защитные силы организма. Тормозится секреторная деятельность желудочно-кишечного тракта. Нарушается углеводный и белковый обмен.

Угнетаются функции центральной и периферической нервной системы.

«Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь.

Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца.

Ты самое большое богатство на свете» – так воспел воду Антуан де Сент-Экзюпери.

Критерием переносимости тепловой нагрузки служит температура тела. Критической температурой для организма человека считают 38,4-38,9 °C.

Первой ступенью экзогенного нагревания тела человека является резкое повышение температуры кожи. Раздражение температурных рецепторов кожи и повышение температуры циркулирующей крови приводит к активации центральных терморегулирующих структур, находящихся в гипоталамусе.

Гипоталамические терморегуляционные центры регулируют общее теплосодержание несколькими путями, преимущественно через симпатические влияния на потовые железы, периферические артериолы и на мозговое вещество надпочечников.

Влияние это оказывается также на переднюю долю гипофиза, через который регулируется деятельность эндокринной системы.

При температуре воздуха +33 °C поддержание теплового баланса у человека осуществляется фактически лишь испарением пота. Роль пота в охлаждении организма велика, поскольку вода обладает большой скрытой теплотой испарения.

Каждый испарившийся грамм уносит 580 кал тепла. Организм человека содержит от двух до пяти миллионов потовых желез. При возрастании тепловой нагрузки в работу включаются все новые и новые группы желез, усиливается их активность.

Однако по мере траты запасов жидкости в организме потоотделение замедляется.

Изучение структуры дегидратации показало, что при потере массы тела при потоотделении от 4,0 до 4,5 % обезвоживание происходило за счет внесосудистой, экстрацелюллярной жидкости; при дефиците от 4,5 до 6,0 % – сократился объем циркулирующей плазмы. В дальнейшем при потере массы тела до 8,0-10,0 % уменьшалось количество внутриклеточной воды. Адаптации человека к обезвоживанию не выявлено.

Сигналом того, что организм нуждается в воде, является чувство жажды. Существует несколько гипотез ее возникновения.

• В соответствии с одной из них датчики-осморецепторы, находящиеся во внутренних органах, сигнализируют о повышении осмотического давления в головной мозг, где и формируется чувство жажды.

• По другой гипотезе, жажда появляется при подсыхании слизистой оболочки рта и глотки.

• Третья гипотеза предполагает, что обезвоживание тканей вызывает выделение гормона ангиотензина-11, раздражающего рецепторы, расположенные в подбугорной области головного мозга, которые вызывают жажду.

Тепловая нагрузка приводит к увеличению вязкости крови, повышению содержания гемоглобина и количества эритроцитов. Происходит дегрануляция базофильных лейкоцитов и тучных клеток. В результате в кровь секретируются гепарин, гистамин и другие биологически активные вещества.

Воздействие тепла вызывает расширение сосудов кожи и подкожной клетчатки, причем с повышением температуры крови на каждую 0,01 °C периферическое кровообращение возрастает на 15 мл/мин.

При этом объем циркулирующей крови начинает снижаться, чему способствует также некоторое сгущение крови, вызываемое дегидратацией организма.

Эти процессы могут вызвать замедление скорости кровотока, уменьшение ударного объема сердца.

Чтобы удержать минутный объем крови и артериальное давление на уровне, близком к нормальному, сердце вынуждено сокращаться чаще. Учащение пульса связано также с изменением функционального состояния экстракардиальных центров вегетативной нервной системы под влиянием импульсов с периферических терморецепторов и в результате прямого воздействия нагретой крови на эти центры.

В тесной связи с изменениями водного обмена находятся нарушения электролитного равновесия, вызванные значительными потерями электролитов с потом.

В условиях пустыни, когда потоотделение от воздействия жары увеличивается до 10 л в сутки, организм теряет с потом 20–40 г солей.

В результате в тканях может возникнуть дефицит электролитов – натрия и калия, что повлечет за собой серьезные расстройства функций многих органов и систем. Эти нарушения остаются даже тогда, когда устранена дегидратация организма.

Стараясь предотвратить обессоливание, и в первую очередь потери натрия, организм пускает в ход защитные механизмы. Так, например, содержание в поте хлористого натрия снижается с 0,2–0,4 % до 0,1–0,15 %. Уменьшается количество натрия, выделяемого с мочой.

Это происходит в результате снижения мочеотделения, которое способствует сохранению воды в тканях и направлено на уменьшение солей, выводимых с мочой. В механизме развития тепловой олигурии большую роль играет симпатическое возбуждение, которое вызывает сужение почечных сосудов и, как следствие, уменьшение почечного кровотока и скорости клубочковой фильтрации.

В результате выделительная функция почек снижается. Этому же способствует и повышенная секреция гормонов – вазопрессина и альдостерона.

Серьезными последствиями грозит обеднение организма калием. Этому процессу предшествует усиленный распад белков, вызываемый перегревом организма, а механизмы удержания калия маломощны.

При уменьшении его содержания в плазме до 1,55 ммоль/л (норма 41–47 ммоль/л) снижается кровяное давление, нарушается энергообеспечение мышечной деятельности, появляется аритмия.

Наблюдаются выраженные изменения кардиограммы: удлиняются интервалы Р – Q, Q – Т, увеличивается зубец Р, уменьшается и уплощается зубец Т, появляется зубец V. Эти показатели свидетельствуют о серьезных нарушениях деятельности сердца. Дефицит калия снижает и тепловую устойчивость.

При высокой температуре окружающей среды легочная вентиляция увеличивается преимущественно за счет глубины дыхания. Гипервентиляция способствует вымыванию угольной кислоты и сдвигу рН крови в щелочную сторону. Способность крови связывать СО2снижается под влиянием роста ее температуры. Таким образом, гипокапния и дыхательный алкалоз – характерные признаки и перегревания организма человека.

Повышение температуры тела ведет к угнетению секреторной, всасывательной и моторной функций органов пищеварения, к ухудшению аппетита.

В литературе имеются многочисленные данные о снижении основного обмена при адаптации человека к аридной зоне. Это связывают с некоторой гипофункцией щитовидной железы при длительном воздействии тепла.

Тепловая нагрузка, активируя симпатоадреналовую и гипофизарно-адренокортикальную системы, стимулирует секрецию катехоламинов мозговым веществом надпочечников и глюкокортикоидов их корой. Под влиянием этих гормонов усиливается образование глюкозы в печени в ходе гликолиза.

Поскольку щитовидная железа и надпочечники регулируют интенсивность метаболизма, они играют большую роль в приспособлении человека к высоким температурам пустыни.

Патологические реакции.К патологическим реакциям организма в аридной зоне можно отнести солнечный удар, тепловой удар и пустынную болезнь.

Солнечный удар – внезапно наступающее состояние, зависящее от глубокого перегревания непокрытой головы. В легких случаях наступает общая слабость, покраснение лица, головокружение, потемнение в глазах, обморочное состояние; возможны головная боль, тошнота, рвота, понос.

Частота пульса и дыхания может оставаться без резких изменений, иногда отмечается небольшое повышение температуры тела. При охлаждении больного или прекращении перегревания болезненное состояние обычно заканчивается относительно быстрым выздоровлением.

В тяжелых случаях возможны резкое нервное возбуждение, галлюцинации, бред, судороги эпилептоидного типа, одышка, учащение пульса, повышение, а затем падение артериального давления, коллапс, отек мозга и его оболочек, точечные кровоизлияния.

Тепловой удар – быстроразвивающееся состояние с той же симптоматикой, что и солнечный удар, но с более выраженными общими явлениями нарушения теплорегуляции и ослабления сердечно-сосудистой деятельности. Возможно повышение температуры тела до 40–41 °C и выше. Кожа бледная, сухая, тоны сердца глухие, пульс замедлен или учащен на 10-120 уд./мин.

В отдельных случаях гипертермия развивается через некоторое время после воздействия или принимает затяжное, хроническое течение. Перегревание средней и тяжелой степени обычно сопровождается последействием.

Повторяющиеся и длительные влияния перегревающих факторов способны вызвать невротические реакции, ваготонию, диэнцефальные кризы, гипотонию, миокардиодистрофию, нарушение функций желудка, почек, менструального цикла и пр.

Пустынная болезнь – собирательное понятие, включающее нервно-психическое напряжение, состояние тоски и страха перед опасностью, реакцию стресса и, самое главное, сочетание перегревания с обезвоживанием организма.

В этих случаях симптомы перегревания дополняются или начинаются с синдрома дегидратационного истощения.

В этом случае, кроме жажды и сухости во рту, появляются чувство недомогания, беспокойство или сонливость, желание сесть или лечь, мышечное утомление, повышение температуры тела, учащение пульса, покалывание в мышцах конечностей, одышка, потеря аппетита.

В случаях небольшого перегревания теплорегуляция сохраняется. После приема жидкости у здоровых людей наступает восстановление водяного обмена через 6-12 ч. В случаях значительного солнечно-теплового перегревания процесс восстановления затягивается.

Морфофизиологические особенности коренного населения аридной зоны.Коренное население аридной зоны, несмотря на различную расовую принадлежность, характеризуется комплексом общих морфологических и физиологических черт, способствующих облегчению процессов теплообмена.

К типичным морфологическим особенностям можно отнести большой процент астенического типа телосложения, возросшую относительную поверхность тела, увеличенные размеры скелета, уплощенную грудную клетку, сравнительно слабое развитие подкожного жирового слоя и мускулатуры, низкий уровень минерализации скелета.

Из физиологических признаков обращают на себя внимание понижение метаболической активности и увеличение удельной поверхности испаряемости. Отмечено повышение содержания гемоглобина, снижение артериального давления, увеличение пульса и частоты дыхания, понижение окислительных процессов.

Более эффективная сосудодвигательная нервная регуляция потери тепла в условиях резких температурных колебаний в течение суток также считается приспособительной чертой аборигенов.

Предыдущая29303132333435363738394041424344Следующая

Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 3155; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/4-74037.html

Экология рептилий пресмыкающиеся

АДАПТАЦИИ РЕПТИЛИЙ К ПУСТЫНЕ: Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма

Пресмыкающиеся живут в значительно более разнообразных условиях, чем амфибии. Это прямым образом связано с более высоким уровнем организации пресмыкающихся, обусловившим возможность широкого их распространения в различных жизненных средах, и в первую очередь в наземной среде.

Одной из наиболее важных в этом смысле особенностей является их способность переносить сухость наземной среды как во взрослом состоянии, так (что особенно важно) и в период эмбрионального развития. У взрослых животных это связано с уже описанным ороговением эпидермиса.

Эмбриональные приспособления будут описаны ниже, в разделе о размножении.

Экология рептилий

Возможность жить и размножаться на суше позволила рептилиям приспособиться к обитанию не только в условиях теплого, влажного климата, но и в обстановке сухих, жарких пустынь. В итоге общее географическое распространение пресмыкающихся значительно более широко, чем амфибий.

Они заселяют все климатические зоны земного шара, за исключением арктической и антарктической. Вместе с тем надо учесть, что в связи с непостоянной температурой тела рептилии успешно существуют только при относительно высокой температуре среды.

Так, например, змеи уже при +10° С становятся малоактивными, при +6, +8° С они перестают двигаться, а при температуре +2, +3° С впадают в оцепенение. Охлаждение тела до —4, —6° С вызывает смерть.

Соответственно сказанному рептилии наиболее многочисленны в тропическом поясе, а по направлению к полюсам обилие видов и особей становится все меньшим.

Так, на островах Индонезии живет 150—200 видов, а в Среднем Китае всего лишь около 30.

У нас в Средней Азии обитает около 50 видов, на Кавказе — 68, в средней полосе Западной Европы — 12, наконец, до Северного полярного круга в западной (наиболее теплой) части Европы доходят только 2 вида (гадюка и живородящая ящерица). Также заметно сокращается обилие рептилий в горных странах по мере поднятия вверх над уровнем моря. Верхний предел распространения рептилий в Центральной Азии лежит на высоте около 5000 м над уровнем моря.

В Кордильерских горах Южной Америки один из видов ящериц (Liolaemus multiformes) распространен до высоты 4900 м над уровнем моря.

Вместе с тем чрезмерно высокая температура для рептилий, естественно, губительна. Привязанные за лапку такырные круглоголовки в пустыне Бетпак-Дала при температуре почвы 46—48° С чувствовали себя весьма стесненно.

Дыхание их резко учащалось; они широко раскрывали рот и старались влезть на какое-либо возвышение, где температура воздуха была ниже и большая подвижность воздуха способствовала охлаждению тела.

Ящерица (Eremias), находящаяся в таком же состоянии на песке, температура которого на поверхности была равна 55° С, первоначально реагировала подобным же образом, но через 1,5—4 минуты организм не выдерживал перегревания, и животное погибало (Кашкаров).

Спасаясь от перенагревания, ящерицы в наиболее жаркую часть дня залегают в норы (агамы) или залезают на ветки кустарников. Д. Н. Кашкаров установил, что в песчаных пустынях Средней Азии летом в середине дня температура воздуха на ветке на высоте 2 м над почвой была на 10° С ниже температуры почвы в тени и на 28° С ниже температуры почвы на солнце.

Высокая температура оказывает и косвенное отрицательное влияние на жизнедеятельность рептилий. Выгорание растительности вызывает летнюю спячку степных черепах. В тропиках высокая температура и пересыхание водоемов вызывают спячку у крокодилов, некоторых черепах и змей.

Наличие в воде или почве солей не мешает существованию рептилий. Многие виды ящериц и змей живут на сильно засоленных почвах, где обитание амфибий совершенно невозможно. Змеи, черепахи (в том числе и лишенные рогового панциря) долгое время без вреда для организма проводят в соленой воде морей и озер.

Общее экологическое распространение пресмыкающихся исключительно широко. Среди них есть виды наземные, полуводные, водные, подземные, живущие на деревьях. Современные рептилии отсутствуют только в воздухе.

Такое разнообразие жизненных форм понятно, если учесть, что живущие ныне рептилии представляют остатки многих, далеко разошедшихся ветвей, представители которых издавна были приспособлены к обитанию в весьма разнообразных условиях.

Наибольшее число видов принадлежит к наземным животным. Однако и в этом случае видно, что рептилии населяют весьма разнообразные условия наземной среды и поведение их также весьма разнообразно.

Они встречаются в песчаных, глинистых и каменистых пустынях, в зарослях густой травы, в лесу, на болотах и т. д.

Вместе с тем большинство предпочитает открытые участки, где много солнца и растительность не мешает передвижению.

Характер передвижения рептилий весьма разнообразен, и только некоторые из них могут быть названы «пресмыкающимися» в полном смысле этого термина, т. е. животными, волочащими свое тело по земле. Крокодилы, вараны и многие ящерицы бегают, высоко приподняв тело на ногах.

Некоторые сухопутные черепахи также не волочат брюхо по земле. Есть виды, способные пробегать большое расстояние на одних только задних ногах. Таковы некоторые агамы, игуаны и особо характерная в этом отношении австралийская плащеносная ящерица (Chlamydosaurus).

Особенно много таких рептилий было среди вымерших мезозойских групп.

Способность пустынных рептилий бегать, высоко приподнимая свое тело на ногах, несомненно, имеет приспособительное значение, так как при таком положении тело не испытывает губительного воздействия раскаленного солнцем грунта.

Виды рептилий, живущие в песчаных пустынях, обладают рядом при-способлений для передвижения по сыпучему грунту. Чаще всего они выра-жаются в наличии на краях пальцев оторочки из роговых зубчиков. Эти приспособления свойственны видам различных систематических группЗ агамы, гекконы, ящерицы, игуаны.

У одного из видов гекконов (Palmatogecko rangi), живущего в песчаных пустынях Южной Африки, между пальцами имеются кожистые перепонки.

Некоторые рептилии песчаных пустынь имеют уплощенное, широкое тело. Так, у одного из видов игуан (Phrynosoma), живущего в Мексике, форма тела имеет вид диска. Замечательно, что подобная же приспособительная к жизни на сыпучем песке черта свойственна и нашей среднеазиатской круглоловке (Phrynocephalus).

Обширная и разнообразная по составу группа рептилий приспособлена к передвижению в густой траве, среди кустов и в кучах растительного хлама. В основе эта приспособленность заключается в удлинении тела, получающего «змеевидную» форму, и в частичной или полной редукции конечностей.

Наиболее совершенно эта черта организации развита у змей, большинство видов которых полностью утеряли не только свободные конечности, но и их пояса. Рудименты задних конечностей имеются у удавов, слепунов (Typhlopidae), у коралловой змеи (Ilysia). Но и среди ящериц есть полностью безногие виды.

Такова, например, наша веретеница. У желтопуза есть едва заметные рудименты задних конечностей. Есть, наконец, виды с очень слаборазвитыми конечностями, которые при быстром передвижении в большей мере пользуются змеевидными изгибами удлиненного тела, чем конечностями.

Это свойственно многим сцинкам: гологлазу (Ablepharus,), халциду (Chalcides).

Механизм движения рептилий со змеевидным телом весьма разнообразен. Большинство змей изгибают тело в горизонтальной плоскости, но некоторые ползают с прямо вытянутым телом. Движение в этом случае осуществляется за счет последовательного перемещения кожи брюха сзади наперед и обратно.

Очень многие рептилии хотя бы часть времени проводят под землей, в которую закапываются сами, или залезают в норы других животных, в трещины в почве. Приспособления к рытью разнообразны. Сухопутные черепахи роют норы обеими парами конечностей; в норах они спасаются от дневной жары.

Так же поступают и некоторые ящерицы. Но большинство, закапываясь, действуют головой, с помощью которой раздвигают грунт. Межчелюстной щиток многих роющихся змей выдается вперед и служит как бы заступом.

Из наших змей легко зарывается в песок и свободно ползает под его покровом песчаный удав (Erix). Рептилии, ведущие подземный образ жизни, имеют удлиненное, змеевидное тело и полностью или частично редуцированные конечности. Чешуя у них гладкая или редуцированная.

Слабо развиты или атрофированы глаза. В качестве примера укажем на слепунов (Typhlops), амфисбен (Amphisbaenidae).

Весьма своеобразно закапываются в песке круглоголовки. По бокам их уплощенного тела располагаются кожистые оторочки, снабженные че-шуйками.

Спасаясь от врагов, животное плотно прижимается к земле и, быстро перемещая тело то вправо, то влево, разгребает песок, который засыпает его сверху.

Животное мгновенно утопает в песке, опускаясь в него не под углом (как это делают змеи и другие ящерицы), а отвесно вниз. Подобные приспособления имеются и у некоторых змей (рогатая гадюка, эфа).

Среди рептилий есть много видов, хорошо лазающих по отвесным плитам камней, кустам и деревьям. Эта особенность свойственна различным систематическим группам и связана с разнообразными приспособлениями.

У некоторых ящериц сильно развиты пальцы с длинными изогнутыми когтями и длинный неотламывающийся хвост, который может закручиваться вокруг ветвей и служит дополнительной точкой опоры.

Наиболее совершенное приспособление такого рода свойственно хамелеонам. У них пальцы передних и задних ног срастаются в две противоположные друг другу группы, и животное обхватывает ими ветки, как клещами.

Среди наших ящериц хорошо лазают по кустам агамы. Есть лазающие виды и среди змей.

Немногим видам свойственна способность к планирующему полету, развившаяся в связи с древесным образом жизни. У живущего в лесах Зондских островов лопатохвостого геккона (Ptychozoon) по бокам головы, тела, хвоста и между пальцами имеется кожистая перепонка, служащая парашютом.

Еще более совершенное приспособление свойственно летающим драконам (Draco) — обитателям лесов Малайского архипелага. Парашютом служит широкая складка кожи, находящаяся по бокам тела и при прыжке растяги¬вающаяся 5—6 парами ребер. Длина прыжка у этого вида достигает 20 м.

Эта ящерица нередко на лету ловит насекомых.

Значительное число рептилий ведут в той или иной мере водный образ жизни. Как и в предшествующих случаях, приспособленность к водному существованию наблюдается среди различных по систематическому положению рептилий. Различен и характер приспособлений.

Крокодилы плавают при помощи сжатого с боков хвоста; лишь отчасти плаванию у них помогают лапы. Морская игуана (Amblyrhynchus), живущая на Галапагосских островах, плавает только при помощи хвоста, а лапы держит плотно прижатыми к туловищу.

Изгибая хвостовую часть тела (также сжатую с боков), плавают морские змеи.

Совершенно иное приспособление имеют водные черепахи; орудием плавания у них служат ластообразные конечности.

Наряду с орудиями плавания у водных рептилий имеются и другие приспособительные особенности. Напомним о клапанах, закрывающих ноздри. У настоящих водных черепах в той или иной мере редуцируется костный и роговой панцирь. Изменены органы дыхания.

Легкие имеют сложное строение и обеспечивают лучший газообмен при больших интервалах между вдохами. Кроме того, у черепах и водных змей в глотке появляются вздутые участки, богатые кровеносными сосудами и являющиеся своего рода внутренними «жабрами».

Питание

Рептилии питаются самыми различными животными — от мелких наземных и водных беспозвоночных до крупных млекопитающих. Ряд видов едят растительную пищу, но все же большинство добывают животные корма.

Так, ящерицы чаще ловят наземных насекомых, червей и моллюсков. Кроме того, некоторые из них (агамы, игуаны) охотно поедают и растительную пищу. Морские черепахи и морские змеи обычно пита¬ются рыбами.

Ужи истребляют много амфибий, а некоторые морские змеи, например пеламида (Pelamydrus), кормятся почти исключительно головоногими моллюсками. Крупные ящерицы, например вараны, и многие наземные змеи добывают мелких зверьков, птиц и пресмыкающихся.

Крокодилы и крупные змеи едят не только мелких животных, но и крупных зверей, например молодых оленей. Известны случаи нападения их на людей.

Настоящими растительноядными рептилиями являются наземные черепахи (например, степная черепаха). Лишь иногда они поедают мелких животных. Большинство пьют воду, и только виды, обитающие в пустынях, получают воду из съеденной пищи.

Способы отыскивания и добывания пищи различны. Ящерицы и некоторые змеи много бродяжничают и разыскивают пищу. Добычу они ловят как на поверхности, так и под землей. По наблюдениям Н. В.

Шибанова, сетчатая ящурка (Eremias grammica) в пустынях Средней Азии выкапывает из песка насекомых, зарывающихся на глубину до 10 см. Сцинки, роющиеся в песке на глубине нескольких сантиметров, легко обнаруживают пищу, находящуюся на поверхности, и как бы выныривают из песка, чтобы схватить ее.

Некоторые змеи (например, удавы), крокодилы и водные черепахи подкарауливают добычу и бросаются на нее. Караулят, сидя на ветвях, свою добычу и хамелеоны.

Почти все рептилии глотают пищу целиком, не разделяя ее на части и не подвергая ее во рту измельчению. Только черепахи и крокодилы отделяют куски пищи.

Надо вспомнить, что именно у этих видов имеется вторичное костное нёбо, позволяющее задерживать пищевой комок во рту без помехи для дыхания.

Большинство рептилий пожирают свою добычу, не умерщвляя ее предварительно. Только ядовитые змеи и удавы глотают уже убитую жертву.

Размножение

Размножение рептилий существенно отличается от размножения амфибий и имеет много приспособительных к наземному существованию особенностей. Оплодотворение всегда внутреннее, и самцы имеют копулятивные органы.

Яйца развиваются вне воды, в тех или иных условиях наземной среды. Развитие проходит без превращения, т. е.

в отличие от амфибий личиночной стадии не бывает, и вылупившаяся из яйца молодь живет в тех же условиях, что и взрослые.

Основные приспособления к размножению вне воды, на суше, заключаются в особенностях строения и развития яйца. Сравнительно с амфибиями рептилии имеют крупные яйца. Укрупнение яиц идет за счет обогащения их желтком, а у некоторых (черепах и крокодилов) и за счет появления «белка».

Большой запас питательного вещества в яйце обусловливает возможность прямого (без превращения) развития эмбрионов.

В связи с откладыванием яиц на суше возникает ряд приспособлений, защищающих их от иссушения, механического повреждения и обеспечивающих для развивающегося эмбриона возможность газообмена, снабжения его водой и выведения наружу (хотя бы частично) продуктов распада. Приспособления эти выражаются в основном в появлении ряда оболочек, покрывающих яйцо.

Яйца всех рептилий покрыты прочной волокнистой оболочкой, предохраняющей их от растекания, механических повреждений и от проникновения бактерий; волокнистая оболочка защищает яйцо и от высыхания.

У черепах и крокодилов, кроме того, имеется белковая оболочка (подобная белку птичьего яйца), которая является основным запасом воды, обеспечивающим развитие зародыша.

У прочих рептилий необходимая для нормального развития яйца вода имеет двоякую природу.

Часть ее возникает в результате окисления жира (весьма обильного в желтке) — так называемая метаболическая вода, часть же поступает из наружной среды через оболочки яйца.

Укажем для сравнения, что, в то время как у амфибий процент жира в яйце равен всего 8—11, у рептилий он достигает 40 и более.

Кроме описанных волокнистой, известковой и белковой оболочек, продуцируемых соответствующими отделами яйцеводов, в развивающемся яйце рептилий (как и у прочих амниота) по мере хода развития, за счет самого яйца, возникает еще ряд оболочек, имеющих исключительно важное приспособительное значение; таковы амнион, сероза и аллантоис.

Еще на ранних стадиях развития зародыш погружается в желток. Впереди от головного отдела зародыша возникает складка, известная под названием амниотической, которая разрастается назад и в итоге замыкает зародыш.

Возникающий таким путем амнион представляет сплошной замкнутый мешок, внутри которого находится зародыш. Полость амниона (амниотическая полость) заполняется жидкостью. Таким образом, зародыш находится как бы в маленьком водоеме, условия среды которого относительно постоянны.

Роль амниона заключается еще и в том, что он предохраняет зародыш от соприкосновения с твердыми яйцевыми оболочками.

Если учесть наличие ряда оболочек, отгораживающих зародыш от наружной среды, то, естественно, возникает вопрос о том, как дышит зародыш и как выводятся наружу продукты обмена.

Первоначальным приспособлением для дыхания служит густая сеть кровеносных сосудов, оплетающих желток, — желточный круг кровообращения. В дальнейшем таковой постепенно замещается новым образованием — сетью сосудов, развивающихся в аллантоисе.

Аллантоис возникает как мешковидный вырост брюшной стенки задней кишки; по мере развития аллантоис приобретает вид большого пузыря, лежащего между желточным мешком и серозой, с которой срастается передняя часть аллантоиса. К концу развития аллантоис полностью одевает тело зародыша и желточный мешок.

Аллантоис выполняет одновременно две функции: он является органом дыхания и зародышевым мочевым пузырем. При этом аллантоис не только является пассивным приемником мочи, но восринимает из мочи излишнюю воду, которая через сеть кровеносных сосудов вводится в тело, вновь выделяется с мочой и т. д.

Кроме того, часть продуктов обмена зародыша выводится наружу в газообразном состоянии. Это обусловливается тем, что основным энергетическим материалом в яйце рептилий является жир, окисляющийся до воды и СO2.

Все описанные особенности строения и развития яиц рептилий носят ясно выраженный приспособительный характер. Они:

Источник: https://natural-museum.ru/chordata/reptilian/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F-%D1%80%D0%B5%D0%BF%D1%82%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%B9

Адаптации растений пустыни

АДАПТАЦИИ РЕПТИЛИЙ К ПУСТЫНЕ: Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма

Адаптации животных пустыни

Биом пустынь

а) Общая характеристика.Пустыни – это экосистемы, функционирующие в условиях аридного климата. В СНГ они занимают 2,4 млн. км2 в основном в Азии.

Генезис. Существуют следующие гипотезы появления пустынь.

1. Обширные территории с обостренным дефицитом воды появились в кайнозое и все адаптации организмов к аридному климату продолжались десятки лет. Таким образом, пустыни не всегда создает человек.

2.Современное опустынивание: а) естественное – под влиянием современных климатических факторов; б) антропогенное – в результате рубки леса в саванне и перевыпаса скота.

Демутация или распустынивание – это возврат от антропогенных пустынь к прежнему состоянию ландшафта при закреплении песков.

Климат. В субтропических пустынях температура летом – до +25+350С, а зимой – до -5-150С. В тропических пустынях температура летом достигает +350С, при этом песок нагревается до 900С, а зимой возможны заморозки. Осадки в тропических пустынях возможны в виде тумана или с муссонным режимом, когда есть влажный сезон.

1. Быстрое передвижение.

2. Ночной образ жизни.

3. Летняя спячка или состояние анабиоза при высоких температурах.

4. Зарываются в песок, прячась от жары (ящерицы).

5. Светлая окраска, отражающая солнечный свет.

6. Накопление метаболического жира (верблюд).

7. Выделение вместо мочевины мочевой кислоты, что сокращает потери воды (черепахи).

8. Некоторые птицы постоянно мигрируют в поисках воды и много пьют (рябки), а млекопитающие – переселяются ближе к водопою (копытные).

9. Покровы тела, уменьшающие испарении воды (чешуя рептилий).

1. Ксероморфоз: мелкие сухие листья – колючки у суккулентов (кактус), сухие и обезвоженные ткани у склерофитов (верблюжья колючка).

2. Восковые налеты на стеблях и листьях.

3. Эфемеры (1 летние) и эфемероиды (многолетние) – растение с коротким периодом вегетации.

4. Корни растений или очень длинные стержневые (верблюжья колючка), или практически редуцированы (перекати поле).

5. Состояние диапаузы в особенно жаркий период.

Таким образом, биота пустынь – итог жесткого отбора организмов, адаптированных к условиям высоких температур.

а) Адаптации на уровне организмов: глубокие корневые системы, особая пигментация насекомых, выносливость к обезвоживанию, запасы жира, ночной образ жизни, быстрое передвижение и т.д.

б) Адаптации на уровне биоценозов: сжатость зоны жизни по вертикали,, обилие жизненных форм, малоярусность и разреженность сообществ, медленная возобновляемость, низкая продуктивность фитомассы и уход ее части под землю, формирование подземных стаций животных и т.д.

б) Экологические типы пустынь

Пустыни расположены в разных тепловых поясах и делятся на следующие экологические типы.

1. Пустыни умеренного пояса с равномерным выпадением осадков в течение года – северные пустыни (Ср.Азия, Казахстан, С.Америка). Отличаются отсутствием влажного сезона, а поэтому особенно низкой продуктивностью экосистем (20-40 ц/га в год), обилием быстроногих (сайгаки, лошади Пржевальского) или мигрирующих животных.

На глинистых грунтах преобладают полынные и солянковые сообщества, на щебнистых– солянковые, а в С. Америке – суккулентные, на песках – кустарники (саксаул). От пустынь умеренного пояса близок переход к зоноэкотону полупустынь, а от них к зонобиому степей.

Почвы– серо-бурые пустынные с засолением.

2. Субтропические пустыни (Памир, Тибет, С.Америка). Это южные пустыни со средиземноморской ритмикой климата: теплая зима (-50С) (влажный сезон) и жаркое, сухое лето (+350С). Отсюда сезонность ритма жизни, обилие эфемеров и эфемероидов, множество оседлых животных (грызуны), более высокая продуктивность экосистем (40-80 ц/га в год).

На лессовых и глинистых почвах (сероземы, серо-бурые) господствуют эфемеры и эфемероиды (маки, луковичный мятлик, тюльпаны). На песках растет саксаул, эфемероиды, на засоленных – солянки, а в С. Америке – кактусы и опунции. Из животных фитофагов встречаются верблюды, грызуны, из хищников – тигры (в приречных лесах Азии), гиены, гепарды, шакалы.

Много рептилий и хищных птиц.

Пустыни С. Америки. На Мексиканском плато и прилегающих территориях широко представлены все семейства кактусовых, отсюда название пустынь- «кактусовые». Кроме того, растут агавы, юкки, злаки: трава грамма и бизонья трава.

Здесь находится «долина смерти» – одно из самых жарких мест на Земле, где температура воздуха равна 56,70С. Средняя температура июля в субтропических пустынях изменяется от 250С до 350С, а января -5-150С.

Летом песок нагревается до 900С, а зимой возможны заморозки.

Высокогорные пустыни Памира с холодным климатом. Летние температуры не выше +150С, а зимой обычны морозы от -150С до -200С.

Пустыни Тибета. Это высокогорные пустыни, где в растительном покрове доминируют центральноазиатские виды термопсиса, ревеня, а также полыней, овсяниц. В более влажных местах Западного Тибета с солеными озерами кобрезия из осоковых образует обширные бугристые болота.

3. Тропические пустыни с равномерным режимом выпадения осадков (Атакама, Намиб, Карру) – самая низкопродуктивная экологическая группа пустынь с наибольшим подавлением жизнедеятельности организмов. В Атакаме (Ю.Америка) выпадает 25 мм/ год осадков в виде тумана.

Растут прутняк, пырей, дикое просо. В оазисах – пальмы, акации. На щебнистых грунтах встречается баобаб, древовидный молочай, протея. На засоленных почвах растут солянки, а на глинистых – только лишайники. Продуктивность фитомассы равна 10 ц/га в год.

Пищевые цепи простые: травостои-грызуны-гиены-немного хищных птиц.

Атакама – пустыня Ю.Америки, включает береговые Кардильеры (высотой до 3200 м) и западные склоны Кордильеров Домейко (высотой 4325 м). Из-за воздействия холодного Перуанского течения климат здесь прохладный. Среднее годовое количество осадков менее 50 мм/год, причем выпадают они не каждый год.

До высоты 600 м обычны туманы «команчос» и мелкая морось «гаруа». На береговой полосе во время туманов развивается временный растительный покров «ломас», в течение нескольких дней образуются формации эфемеров и эфемероидов. В целом поверхность Атакамы покрыта движущимися песками, солончаками и щебнем по склонам гор.

Намиб – уникальная приокеанская пустыня на Атлантическом побережье Ю.Африки. Водный режим ее более суровый, чем в Атакаме, климат холоднее.

На береговой полосе, увлажняемой морскими туманами обитает вельвичия удивительная из голосеменных, которая больше нигде не встречается.

В местах с неглубоким залеганием грунтовых вод среди песчаных, щебнистых и галечных покровов растут акации, молочаи, алоэ, которые широко которые широко распространены и в пустыне Карру.

Кару– пустыня, расположенная восточнее Намиб. Здесь растет интересное растение, похожее на цветущий камень – мезембриантемум.

4. Тропические пустыни с влажным сезоном (Ю. Сахара, Мексика, Австралия, север Чили) и с муссонным режимом выпадения осадков (Тар, Аравийская). Характерно сезонное функционирование экосистем, растут суккуленты, склерофиты, есть деревья. Продуктивность варьирует от 10 до 200 ц/га в год.

Сахара– это огромные песчаные, каменистые, галечниковые и солочаковые пространства, которые почти полностью лишены растительности, сосредоточенной лишь по руслам временных водотоков и у подножья гор.

Основу растительного покрова Сахары составляют многолетние засухоустойчивые злаки и кустарники. На полузакрепленных песках растут джузгун, дрок, эфедра, местами растут злаки «дрин» и представители рода сыть из осоковых. Растительный покров крайне разрежен.

В Африканских пустынях много быстроногих животных : антилопа, гепард, масса термитов, а из растений- баобабы, акации, опунции

Аравийские пустыни. Для песчаных массивов этих пустынь характерны кустарниковые сообщества растения джузгун и полыней. А в грядовых песках обычен белый саксаул. Очень беден травяной покров каменистых почв, покрытых пустынным загаром. Вдоль ручьев растут пустынные леса и с господством акаций, тамариска, в оазисах – пальмы.

Австралийские пустыни. Здесь очень сложно разграничить полупустынные и пустынные сообщества. Австралию называют «пустынным континентом».

Песчаным пустыням присуща относительно высокая сомкнутость растительного покрова, господство злаков. В кустарниковой пустыне растет акация мальга с примесью казуарина. На глинах растут галофиты семейства маревых: лебеда, марь, солерос.

В Австралии растет голубой кустарник, казуарина, а из животных – кролики, зайцы, мелкие кенгуру

в) Оробиомы и биоресурсы.

Оробиомы. Различают несколько типовгорных пустынь.

1. Высокогорные пустыни (Тибет, Памир, внутренний Тянь-Шань) расположенные за горными экранами, препятствующими выпадению осадков. Из-за холода и сухости биота обеднена: полынь, солянки, из животных – сурки, суслики, яки, горные бараны, горные козлы.

2. Нагорные ксерофиты – сообществаиз колючих растений астрагалов, акантолимонов, нутов.

3. Криофиты (в холодных пустынях) – занимают верхние ярусы гор: эдельвейс, крупка, приспособленные к сухим и холодным местообитаниям..

Существуют и региональные варианты пустынных оробиомов: «чиченские» степи – разновидность С.Африканских эфемерных пустынь; «гумусовые» пустыни Месопотамии; пустыни Анатолии в межгорных котловинах.

Следует отметить, что пустыня Гоби считается пустыней лишь у нас, а в Монголии ее относят к степям.

Биоресурсы. Основная проблема пустынь связана с разрушением растительного покрова. Прогрессирующее опустынивание – это следствие использования пастбищ при кочевом животноводстве. Предотвращение опустынивание – международная проблема.

Вопросы для повторения:

1. Гипотезы происхождения степей.

2. Общая характеристика флоры и фауны.

3. Причины безлесья степей.

4. Характеристика подзон степей и прерий.

5. Оробиомы и биоресурсы степей.

6. Общая характеристика биома пустынь.

7. Адаптации растений и животных.

8. Экологических типов пустынь, привести примеры.

9. Оробиомы и биоресурсы биома пустынь.

Источник: https://studopedia.su/13_467_adaptatsii-rasteniy-pustini.html

Адаптации рептилий к пустыне

АДАПТАЦИИ РЕПТИЛИЙ К ПУСТЫНЕ: Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма

Широко распространенные в аридной зоне рептилии представляют весьма интересный пример адаптации организма, включающих как элементы подчинения факторам внешней среды (conforming organisms), так и элементы регуляции (regulating organisms), предохраняющие животное от чрезмерных сдвигов во внутренней среде. В пустыне встречаются представители всех отрядов — змей, ящериц и черепах, питающихся как растительной, так и в большинстве животной пищей.

У многих представителей рептилий, главным образом ящериц, обнаружены явления видовых температурных адаптации, выражающихся в различных температурах, при которых наступает холодовое окоченение.

Для ящериц характерно то, что активность наступает лишь при определенной температуре тела, которая поддерживается на постоянном уровне в течение всего времени, пока животное активно (колебания 0,56 — до 0,005°С). Такое своеобразное поддержание температуры тела достигается реакциями поведения, четко выраженной предпочитаемой температурой.

Температура тела пустынных рептилий в состоянии активности в значительной мере поддерживается и солнечным облучением. При этом некоторые виды способны изменять свою окраску и тем самым регулировать поглощение и отражение лучей различной части спектра.

Поскольку поверхность почвы в пустыне может в дневные часы нагреваться свыше 70° С, рептилии в это время суток укрываются в норах или на ветках растений (Кашкаров и Коровин, 1936).

Многие виды пустынных ящериц — агамы, кругоголовки зарываются в песок, глубокие слои которого имеют более низкую температуру, нежели поверхность, и таким образом изолируются от прямого воздействия солнечных лучей.

Однако реакции поведения дополняются у пустынных рептилий мощным механизмом поддержания температуры путем испарения воды с поверхности верхних дыхательных путей — полипноэ. Испарение с поверхности тела, как и кожные железы у рептилий отсутствуют.

Термическое полипноэ лучше всего изучено у ящериц. При этом обнаружено, что между интенсивностью полипноэ, средней температурой активности и летальной температурой существуют определенные прямые и обратные зависимости (табл.26).

Очень важное значение в поддержании постоянной температуры тела имеет так называемый париетальный глаз. При удалении его температура тела ряда видов ящериц повышалась при нагревании как в природной обстановке, так и в лаборатории (Steblin a.

Eakin, 1958). Такие данные были получены В. Н. Долининым (1968) при заклеивании париетального глаза пластинкой станиоля.

Эти факты указывают на рефлекторный характер поддержания температуры тела у пустынных ящериц, но изучены совершенно недостаточно.

Изменение окраски ящериц под влиянием солнечного облучения является одним из важных механизмов поддержания температуры тела. Отражаются от поверхности тела преимущественно инфракрасные (тепловые) лучи. У европейских видов отражение составляет около 20% магниевого (MgO) стандарта.

Однако исследование ряда видов с различным характером обитания указывает на исключительную роль отражения лучей у пустынных видов.

Так, отражающая способность для лучей от 320 до 1100 ммк составляет для тропической ящерицы-игуаны (Iguana iguana) 6,2%, а для пустынной (Pherynosoma plathyshinos) —35%.

Резкое уменьшение поглощения солнечного тепла наступает у ящериц благодаря побелению поверхности кожи спины, наступающему одновременно с повышением температуры тела. У некоторых видов наступает и побеление кожи живота, что, вероятно, предохраняет животное от отраженного излучения поверхности субстрата.

Тканевые адаптации у рептилий в пустыне выражаются в большей термоустойчивости мышечных белков, активности адезинтрифосфатазы (Ушаков, 1963; Schmidt–Nielsen a. Dawson, 1964).

Повышение температуры тела приводит у рептилий к возрастанию обмена веществ, учащению ритма сердечных сокращений. Реакция на температуру среды зависит от дневного и ночного образа жизни животного.

Так, летальная температура у дневных видов приходится на 49—50° С, а у ночных — 43—44° С (Saint–Girons . et Saint–Girons, 1956). Как правило, температурный предел устойчивости к нагреванию коррелирует с уровнем температуры тела во время активности животных.

У пустынных видов ящериц рода Sceleropus температура активности 35° С, а летальная 43° С. У воротниковой ящерицы (Crothaphytus collaris) соответствующие температуры равны 38—39° С и 46—47° С.

Пустынная игуана активна при температуре тела около 42° С, а ее летальная температура близка к 50° С (Cowles a. Bojert 1944) (рис. 64).

Летальные температуры у рептилий обусловлены нарушениями деятельности нервной системы и аноксией в результате нарушения связывания гемоглобином кислорода при высокой температуре среды (Dill, 1938).

Весьма важно для понимания адаптации рептилий в пустыне изучение потерь воды путем испарения. Как общее правило, потеря воды рептилиями при температуре тела, свойственной гомойотермным организмам (млекопитающим и птицам), составляет от 1/5 до 1/7.

Примерно около 1/7 составляет и уровень обмена при высокой температуре тела (Dawson a. Bartholomew, 1958).Однако для пустынных рептилий соотношения несколько иные.

Воротниковая ящерица испаряет в 5 раз меньше воды по сравнению с белой мышью, но только в 2 раза меньше по сравнению с кенгуровой крысой (Dipodomis merriami) (Schmidt–Nielsen, 1950).

Пребывание в норах — особенность экономии воды рептилиями. Более низкая температура среды, а следовательно, и более низкий обмен, более высокая относительная влажность, а следовательно, и более низкая испаряющая сила воздуха создают здесь для рептилий наиболее благоприятные микроклиматические условия.

Однако низкий уровень обмена (теплопродукции) создает благоприятные условия для существования рептилий и вне норы, так как в состоянии активности при одинаковой с пустынными млекопитающими температуре тела животному угрожает поступление тепла извне и наполовину меньшее образование тепла в теле. Этим можно объяснить богатую и разнообразную фауну рептилий в пустынях Старого и Нового Света.

Очень низки потери воды испарением через кожные покровы и при дыхании у черепах пустыни. У Gopherus agassizii потери воды оказались намного меньшими, чем у Terrapene Carolina, обитающего во влажной среде (Sichmidt–Nielsen a. Bentley, 1966).

Особенно ярко эти зависимости проявляются при сравнении небольшого каймана (Caiman sclerops) с пустынными ящерицами (Iguana iguana и Sauromalus obe–sus).

У ящериц испарение воды кожей составляло лишь 5% от этой величины у каймана (Bentley a. Schmidt–Nielsen, 1966). Данные такого рода совершенно изменяют укоренившееся представление о малой проницаемости кожи рептилий.

Сравнительно высокие потери воды испарением, однако, хорошо компенсируются малыми потерями воды с мочой и калом. Моча рептилий содержит мочевую кислоту как основной конечный продукт азотистого обмена.

Для пустынных рептилий этот тип азотистого обмена является весьма благоприятным, так как при этом теряется минимальное количество воды. Это достигается секрецией гиперосмотической — по сравнению с плазмой — мочи.

Многие рептилии пустыни к тому же обладают удивительной способностью хорошо переносить увеличение концентрации хлоридов крови. Высокая концентрация летом наблюдается и в полевых условиях. Регуляция водного обмена у пустынных рептилий сходна с той, что имеет место у млекопитающих.

—Источник—

Слоним, А.Д. Экологическая физиология животных/ А.Д. Слоним.- М.: Высшая школа, 1971.- 448 с.

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

Источник: https://big-archive.ru/biology/environmental_physiology_of_animals/48.php

Medic-studio
Добавить комментарий