【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 眠的狀態(tài)：在冬眠期間動(dòng)物的代謝率下降很快，是正?；顒?dòng)狀態(tài)下低幾十倍。 適應(yīng)性低體溫：內(nèi)溫動(dòng)物的冬眠是一種受良好調(diào)節(jié)的周期性生理現(xiàn)象。在冬眠期 間，動(dòng)物的體溫接近環(huán)境溫度，心率、代謝率降到最低。 外溫動(dòng)物在冬季的蟄眠與內(nèi)溫動(dòng)物的冬眠之間的區(qū)別：蟄眠的外溫動(dòng)物如果無被動(dòng)的加溫使其暖和過來的話，它是不會(huì)自發(fā)的醒覺過來的。它們沒有內(nèi)溫動(dòng)物那種保險(xiǎn)機(jī)制，威脅死亡的低溫會(huì)導(dǎo)致冬眠狀態(tài)的內(nèi)溫動(dòng)物醒覺，而在此條件下，蟄眠的外溫動(dòng)物就被結(jié)冰了。 適應(yīng)性低體溫的定義：它是一種受調(diào)節(jié)的低體溫現(xiàn)象，此時(shí)體溫被調(diào)節(jié)到最低，接近與環(huán)境溫度水平，心率。代謝率和其他生理功能相應(yīng)的降到最低，但是冬眠期內(nèi)的任何時(shí)候，動(dòng)物都可能自發(fā)地或通過人工誘導(dǎo)恢復(fù)到原來的正常狀態(tài)。 適應(yīng)性低體溫的類型：淺度低體溫：體溫直降到低于正常睡眠狀態(tài)時(shí)的水平。深度低體溫或蟄伏（ torpor）：體溫降到 1度左右或略高于環(huán)境，此時(shí)動(dòng)物的耗氧量大幅度降低，代謝率、呼吸率大幅度降低。 日蟄伏：入眠和醒覺以晝夜為周期。 季節(jié)性蟄伏：有冬眠和夏眠 動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng) 對(duì)內(nèi)溫動(dòng)物而言，在高溫環(huán)境下維持恒定的體溫較 困難的原因 鳥獸的體溫調(diào)節(jié)主要是朝著有效地控制體熱過度散失的方向進(jìn)化，并形成減少機(jī)體失熱的機(jī)制，但在高溫條件下這種機(jī)制就不在適應(yīng)。 內(nèi)溫動(dòng)物一般都產(chǎn)生大量的代謝熱，在高溫條件下，內(nèi)熱必須向著不利的方向傳導(dǎo)，這樣，唯一可行的散熱途徑是通過蒸發(fā)失水來帶走熱量 在一些地方，如荒漠、高熱、和干旱是同時(shí)存在的。在那里用加強(qiáng)蒸發(fā)水分的途徑，就是要消耗大量的水分，但此時(shí)此地有恰好缺水。 動(dòng)物對(duì)高溫環(huán)境的適應(yīng)特征 第一類是在高溫環(huán)境中將恒溫機(jī)制控制的溫度范圍適當(dāng)放寬放松，也就是說，不嚴(yán)格的恒溫，而能暫時(shí)地耐受高溫。第二類是避開不利的溫度環(huán)境，第三類是有機(jī)體發(fā)育一些特殊的結(jié)構(gòu)和形成生理上的適應(yīng)。 個(gè)體大小與尺度 溫度對(duì)動(dòng)物的行為 適應(yīng)性行為表現(xiàn)在主動(dòng)尋找有利的環(huán)境和創(chuàng)造環(huán)境兩方面： 前者有選擇溫度適合的地點(diǎn)、選擇適宜的活動(dòng)時(shí)間和長(zhǎng)距離遷移等 后者有建造具有適宜小氣候條件的隱蔽所和集群行為 （一）：躲避不利溫度，選擇溫度適合的空間 幾乎所有的動(dòng)物都有此特征 動(dòng)物所選擇的溫度如何，應(yīng)與其熱能代謝特點(diǎn)相關(guān)，動(dòng)物的喜好溫度應(yīng)該是它與環(huán)境之間處于熱平衡狀態(tài)下的溫度。 （二）：選擇適合的活動(dòng)時(shí)間 每一種動(dòng)物的活動(dòng)都有一定的活動(dòng)時(shí)間，主要取決于食物供應(yīng)、天敵條件、光照、濕度、溫度等。測(cè)定動(dòng)物晝夜活動(dòng)的節(jié)律是對(duì)動(dòng)物進(jìn)行正確數(shù)量調(diào)查的基礎(chǔ)，是正確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)數(shù)量及其危害制定防治計(jì)劃的依據(jù)。 （三）：動(dòng)物的遷移與外界溫度 長(zhǎng)距離遷移是一種復(fù)雜的機(jī)制，是對(duì)各種環(huán)境條件的綜合反應(yīng)，不少動(dòng)物的長(zhǎng)距離遷移也是對(duì)外界溫度的適應(yīng)。 魚類的洄游是溫度變化引起的。 （四）：動(dòng)物自行建立適宜小氣候的隱蔽所 許多動(dòng)物能建造具有適合小氣候條件的隱蔽所。躲避不利的外界環(huán)境溫度的變化。 （五）：動(dòng)物的集群行為與溫度的關(guān)系 動(dòng)物集群能建立一定的小氣候環(huán)境，有利于動(dòng)物的熱能代謝后越冬。 溫度與動(dòng)物的地理分布 （一）：溫度與動(dòng)物的分布 對(duì)變溫動(dòng)物的分布，有時(shí)溫度可能起直接的限制作用 溫度作為動(dòng)物分布的限制因子，一般不是各地的平均溫度，而是極端溫度。 對(duì)于常溫動(dòng)物，溫度的直接限制比較少見的。但溫度往往有間接地影響。 例如，溫度影響食物進(jìn)而間接地影響動(dòng)物的分布。 持續(xù)代謝率（ sustained metabolic rate）：動(dòng)物在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能量攝入與能量消耗向平衡而體重保持不變的平均代謝率。 持續(xù)代謝率的限制因素主要有： 食物可利用假說（ food availability hypothesis）：認(rèn)為代謝極限是由食物的可利用性制約的，而與動(dòng)物個(gè)體本身的特征無關(guān)。 外周限制假說（ peripheral limitation hypothesis）：認(rèn)為動(dòng)物的能量收支極限與動(dòng)物個(gè)體本身有關(guān)，與動(dòng)物的能量消耗方式相聯(lián)系，外周器官對(duì)能量的實(shí)際消耗能力制約著動(dòng)物的持續(xù)能量收支。 中心限制假說（ central limitation hypothesis）：此假說與外周限制假說相對(duì)應(yīng)，認(rèn)為中心供能器官是主要的制約因素，這些器官的作用是為所有的耗能器官獲取，處理和分配能量。 對(duì)稱性形態(tài)構(gòu)成假說（ symmorphosis limitation hypothesis）：認(rèn)為動(dòng)物潛在的制約因子的能力彼此相一致， 由于鋸齒動(dòng)物種類多， koteja and weiner 提出鋸齒類能量對(duì)策，將其劃分為 “ 鼠 ” 對(duì)策， “ 倉(cāng)鼠 ” 對(duì)策， “ 田鼠 ” 對(duì)策。 “ 田鼠 ” 對(duì)策者的代謝率最高， “ 鼠 ” 次之， “ 倉(cāng)鼠 ” 最低。 “ 田鼠 ” 對(duì)策者主要棲息于寒冷地區(qū)，但食物資源比較分散， ” 倉(cāng)鼠“ 對(duì)策者主要在沙漠開闊的干旱環(huán)境中生存， ” 鼠 “ 對(duì)策者主要和 ”倉(cāng)鼠 “ 對(duì)策者更多地依賴與選擇性取食和比較溫暖的氣候氣候條件，但 ” 田鼠 “ 對(duì)策者和 “ 鼠 ” 對(duì)策者的代謝率為什么比 ” 鼠 “ 對(duì)策者高呢？這主要是由于 ” 田鼠 “ 對(duì)策者主要利用不易消化的食物，高代謝率與食物消化過程的額外消耗有關(guān)，也可能是腸道中共生菌團(tuán)所致，或者二者皆有； ” 鼠 “ 對(duì)策者在選擇營(yíng)養(yǎng)成分高分布稀少的食物時(shí)，活動(dòng)性必然增加，因此高代謝率可能與運(yùn)動(dòng)和感覺活動(dòng)有關(guān)，這樣， ”田鼠 “ 對(duì)策者可能具有較大的腸道，而 ” 鼠 “ 對(duì)策者則可能具有較大的肌肉或大腦，或二者皆有。 Szarski 提出了浪費(fèi)對(duì)策（ wasteful strategy）和節(jié)儉對(duì)策（ frugal strategy） ,浪費(fèi)對(duì)策者是向高代謝率進(jìn)化，高代謝率是高運(yùn)動(dòng)性和大而復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)的先決條件，節(jié)儉對(duì)策者則導(dǎo)致物質(zhì)和能量的節(jié)約。 Gnaiger 則提出了功率對(duì)策（ power strategy）和經(jīng)濟(jì)對(duì)策（ economy strategy）。功能對(duì)策指生物具有快速生長(zhǎng)的潛力，能無限地利用資源，而經(jīng)濟(jì)對(duì)策則指生物能夠高效地利用資源。 全球氣候變暖是當(dāng)今社會(huì)關(guān)心的挑戰(zhàn)性問題，它能夠影響物種的分布區(qū)，氣候變暖是分布北推的主要因子。 溫度與動(dòng)物的數(shù)量變動(dòng) 溫度對(duì)動(dòng)物數(shù)量變動(dòng)有很大的影響；溫度變化影響動(dòng)植物的成活率，越冬等，影響植物的開花期，影響動(dòng)物的繁殖等。 熱污染（ thermal pollution） 熱污染的形成原因雖然只是一個(gè)溫度因子，但它幾乎影響著整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的非生物界和生物界。 熱污染的來源：工業(yè)用水使水溫增高，如發(fā)電場(chǎng)等 熱污染對(duì)水生生物的影響：水生生物對(duì)于溫度變化的敏感性較一般陸地生物高，在自然水體中生活著大多數(shù)生物本來對(duì)于夏季的水溫就很敏感，因?yàn)榇藭r(shí)的水溫已接近于亞致死或致死的耐受極限。 熱污染的間接作用：水溫升高，水中的溶氧量容易降低，另一方面，隨著水溫的升高，水生生物的耗氧量也迅速增加，長(zhǎng)期處于這種狀況下的有機(jī)體必然體質(zhì)衰弱抵抗力低下，因此，在熱污染的水體中的生物很容易爆發(fā)疾病。 熱污染對(duì)生物群落的影響：熱污染除了使生物種類減少，降低群落的物種多樣性以外，同時(shí)還會(huì)改變?nèi)郝渲械奈锓N組成。在熱污染的水體中，多數(shù)種類可能個(gè)體數(shù)量減少或完全消失，而個(gè)別耐熱性強(qiáng)的種類可能由于競(jìng)爭(zhēng)者減少而發(fā)展起來，從而成為特別明顯的優(yōu)勢(shì)種。 熱污染的其它影響：熱污染可能使水生生物的行為發(fā)生變化。 水體的生態(tài)作用 水是有機(jī)體內(nèi)部一切生命活動(dòng)和生化過程的基本保證，水是陸生動(dòng)物的熱能代謝中起著重要的作用，蒸發(fā)散熱時(shí)降低體溫的重要手段， 水對(duì)陸生動(dòng)物的影響 （一）：陸生動(dòng)物的水代謝 水代謝：在動(dòng)物的生命過程中，有機(jī)體不斷地與環(huán)境之間進(jìn)行水交換。有失水和 得水量方面。 通過消化道獲得水分，通過飲水和獲得水分而從環(huán)境中獲得水分的方法是陸生動(dòng)物得水的最重要的方法。從食物中獲得水分是動(dòng)物得水的令一條途徑。 通過外皮吸水，兩棲類和一些無脊椎動(dòng)物通過外皮吸水。 代謝水（ metabolic water）的利用，利用代謝水彌補(bǔ)水的不足。 減少排泄失水和糞便失水，許多昆蟲的直腸和排泄管對(duì)水分有重吸收作用，出馬爾比基管能被動(dòng)由于滲透壓作用而吸收水分以外，他們的后腸還有重吸收水分的作用。 排泄尿酸（ uric acid） ,作為動(dòng)物氮代謝廢物排泄于體外的物質(zhì)主要有三種；氨（ ammonia） ,尿素（ urea） ,尿酸（ uric acid）；用排泄尿酸來代替排泄氨和尿素指一種節(jié)水的途徑。 減少體表和呼吸道表面失水； （ 1）：節(jié)肢動(dòng)物角質(zhì)層（ cuticle）和蠟?zāi)ぃ?wax layer）的作用；體表的角質(zhì)層對(duì)于保持機(jī)體內(nèi)的含水量是很重要的，保持水分的散失。 （ 2）：昆蟲氣孔開閉的作用：氣孔開閉可以調(diào)節(jié)呼吸道表面的失水。 （ 3）：皮膚和呼吸道失水：鳥類主要通過呼吸道表面和口腔的蒸發(fā)失水，獸類除此以外，還有皮膚表面失水，汗腺是失水方面的作用尤其明顯。肺皮失水量也依賴與環(huán)境溫度，環(huán)境溫度越高，其失水量越大，因此調(diào)節(jié)肺皮失水率在體溫上具有重要的意義。 濕度對(duì)動(dòng)物的影響 濕度與動(dòng)物的行為 （ 1）、嗜好或選擇濕地（ moisturepreference） 陸地環(huán)境包括許多的小生境，其濕地條件相差很大，動(dòng)物可以再一定的范圍內(nèi) “ 各區(qū)其所 ” 。如喜濕動(dòng)物等 （ 2）、選擇一天中濕度適宜的時(shí)間活動(dòng)。 （ 3）、遷移，動(dòng)物遷移到比較濕潤(rùn)的地方 （ 4）、夏眠與滯育期 溫度與動(dòng)物的體色 葛洛格規(guī)律（ Gloger’s rule ）：在干旱而寒冷的地方，動(dòng)物的體色較淡，而在潮濕而溫暖的地方，其體色較深。 濕熱地區(qū)動(dòng)物毛色較深的原因可能是與色素的產(chǎn)生和酶的活動(dòng)有關(guān)。較高的濕度能提高在代謝過程中產(chǎn)生色素的酶的活 性。 濕度與動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育 昆蟲的個(gè)體比較小，故相對(duì)表面積就很大，水分丟失很快，因而對(duì)空氣濕度最敏感，大多數(shù)昆蟲在干燥的空氣中完全停止發(fā)育。如偏離了最適濕度，其發(fā)育歷期就延長(zhǎng)。 有些昆蟲在相對(duì)濕度達(dá)到 100%或飽和差為零時(shí)發(fā)育最快， 第三類是發(fā)育速度不依賴環(huán)境濕度的變化。 濕度與動(dòng)物的繁殖 濕度通過影響發(fā)育速度使性成熟的遲早也有區(qū)別。影響產(chǎn)卵量。 濕度與動(dòng)物的壽命 對(duì)于喜濕的昆蟲，在潮濕的環(huán)境中，壽命較長(zhǎng)，隨著相對(duì)濕度的降低，其壽命就逐漸縮短。 對(duì)于喜干的昆蟲，在 70%的相對(duì)濕度時(shí)，由于性成熟早，完成生活史最快，壽命就短，隨著濕度的增加或減少，其性成熟緩慢，壽命就相對(duì)地延長(zhǎng)，如果低于或高于昆蟲的最是濕度幅，則昆蟲的壽命縮短。 水生動(dòng)物的水鹽代謝和滲透壓調(diào)節(jié) 第三章：有機(jī)體與環(huán)境 一、光與動(dòng)物的繁殖 延長(zhǎng)光周期可以使動(dòng)物在非自然繁殖期中性腺增大，經(jīng)行繁殖活動(dòng)，也可以使具有 “ 懷孕潛伏期 ” 的動(dòng)物縮短懷孕期。引起這一反應(yīng)的不是光周期本身，而是附加的光照在光敏感性似晝夜節(jié)律中的適合時(shí)間。 原理：光通過眼和腦影響到下垂體的機(jī)能，刺激其 前葉分泌促性腺激素，包括垂體前葉素 A和 B，而使生殖功能活躍起來。 松果腺分泌褪黑激素，它可能作用于腦促性腺中樞，從而引起一連串的生殖功能，褪黑激素的合成受到光周期的控制，就是說，環(huán)境中的光因子，通過松果腺而控制哺乳動(dòng)類的生殖周期。 外界環(huán)境因素很多，諸如溫度、濕度、氣壓、光等、為什么動(dòng)物選著光作為信號(hào)啟動(dòng)復(fù)雜的繁殖生理機(jī)制的觸發(fā)器（ trigger）呢 ? 以光周期（ photoperiod）或白晝長(zhǎng)變化（ Daylongth change）為信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是光變化較穩(wěn)定，具有規(guī)律性和恒定性，光，濕度，溫度等環(huán)境因素是多變的，在長(zhǎng)期的進(jìn)化中，選擇光為繁殖信號(hào)，作為有利季節(jié)的來臨。 在自然界中，還有其他的因素作為繁殖信號(hào)，例如雨季，自然界中飼料的儲(chǔ)存量的變動(dòng)等。 長(zhǎng)日照獸類在春季開始升值活動(dòng)，短日照獸類在秋冬季開始繁殖，這是由什么因素來決定的呢？ 貝克爾提出區(qū)分近因（ proximate cause）和原因（ ultimate cause），或是直接原因和最終原因。 直接原因和近因，是指引起生殖、換羽、遷移等過程，作為直接刺激的環(huán)境因素，如光照周期對(duì)于啟動(dòng)長(zhǎng)日照和短日照動(dòng)物繁殖的作用。最終原因或原因則是指生殖，遷移等特征在進(jìn)化中對(duì)于保證物種生存和繁衍有決定性意義的環(huán)境因素。 至于引起繁殖活動(dòng)的原因，有時(shí)候是直接原因和最終原因是相同的，更常見的卻是彼此不同的兩個(gè)因素，對(duì)許多的水生無脊椎動(dòng)物和魚類，水溫是決定其生殖腺能否成熟和能否經(jīng)行繁殖的直接原因和最終原因。 （二）、光與動(dòng)物生活中的其他季節(jié)節(jié)律 動(dòng)物的遷徒（ migration） 光周期是引起鳥類遷徙的直接原因之一，鳥類遷徙以天體星球?yàn)閷?dǎo)航。 光和換羽，換毛 鳥獸的換毛和換羽與光周期變化有密切的關(guān)系。 昆蟲滯育（ diapause） 昆蟲的滯育主要與光周期變化有關(guān) 三、光和動(dòng)物的晝夜節(jié)律 晝夜節(jié)律（ daynight rhythm）：又叫日節(jié)律（ daily rhythm）。 有的動(dòng)物白天活動(dòng)，叫晝行性動(dòng)物（ diurnal animal）。有的動(dòng)物夜間活動(dòng)，叫夜行性動(dòng)物（ nocturnal animal）。有些動(dòng)物在夜幕降臨時(shí)活動(dòng)，也在破曉之時(shí)活動(dòng)，叫晨昏