【正文】 機(jī)體內(nèi)部的似晝夜節(jié)律。似晝夜節(jié)律的周期長(zhǎng)短，一般用從一天開始活動(dòng)到另一天開始活動(dòng)之間的時(shí)間長(zhǎng)度來表示，也成為似晝夜期（ cricadian period）或自運(yùn)周期（ freerunning period）。 內(nèi)源性（ endogenous）的似晝夜節(jié)律（ cricadian rhythm） 在動(dòng)物機(jī)體內(nèi)部存在的自發(fā)性和自運(yùn)性叫內(nèi)源節(jié)律，這種離 開外部世界 “ 時(shí)間線索 ” 的內(nèi) 源節(jié)律不是 24小時(shí)，而是接近 24小時(shí)，稱為似晝夜節(jié)律。 動(dòng)物的活動(dòng)與靜止交替出現(xiàn)的晝夜節(jié)律是伴隨著其代謝水平的高低，體溫也隨之變化，一般而言，夜行性動(dòng)物的代謝水平在夜間高于白天，溫度也略高于白天，晝行性動(dòng)物則反之。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)，叫晨昏性動(dòng)物（ crepuscular animal）。 有的動(dòng)物白天活動(dòng)，叫晝行性動(dòng)物（ diurnal animal）。 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。 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。 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。 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。 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。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。 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。影響產(chǎn)卵量。 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。 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)。如喜濕動(dòng)物等 （ 2）、選擇一天中濕度適宜的時(shí)間活動(dòng)。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。 （ 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。 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。 代謝水（ metabolic water）的利用，利用代謝水彌補(bǔ)水的不足。從食物中獲得水分是動(dòng)物得水的令一條途徑。有失水和 得水量方面。 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。 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。 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。 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。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。 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。 “ 田鼠 ” 對(duì)策者的代謝率最高， “ 鼠 ” 次之， “ 倉(cāng)鼠 ” 最低。 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。 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)。 例如，溫度影響食物進(jìn)而間接地影響動(dòng)物的分布。 對(duì)于常溫動(dòng)物，溫度的直接限制比較少見的。 （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。 （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。 （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)。 （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。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)。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。 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)。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。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)。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。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。 冬眠的狀態(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。 （ 4）局部異溫性（ regional heterothermy） 內(nèi)溫動(dòng)物能維持穩(wěn)定的核溫，這并不是說其所有部分都能保持穩(wěn)定的溫度，為使隔熱不良的部位不至于成為大量散熱，使局部結(jié)構(gòu)的溫度低于核溫，散熱量就能顯著下降。 （ countercurrent heat exchange） 是通過合理安排冷熱流的幾何布局而達(dá)到保溫節(jié)能的一種設(shè)計(jì)思想。 增加產(chǎn)熱，對(duì)低溫的代謝反應(yīng) 在耗氧量 環(huán)溫曲線中，一般有兩個(gè)可以作為對(duì)低溫的適應(yīng)指標(biāo)： ，下臨界溫度低。 （ 3）、水生獸類的隔熱性與調(diào)節(jié)。低溫使魚類的生長(zhǎng)和發(fā)育速度變慢，因而延長(zhǎng)了其性成熟時(shí)間，從而產(chǎn)生更大的個(gè)體，其脊椎數(shù)目比較多。 阿倫規(guī)律：內(nèi)溫動(dòng)物的身體突出部分，如四肢，尾巴，耳朵等在氣候寒冷的地方有變短的趨勢(shì)，這與寒冷條件下較少散熱的適應(yīng)有關(guān)。隨著動(dòng)物個(gè)體的增大，相對(duì)體表面積就逐漸變小，因而單位體重上的相對(duì)散熱量也變小，就是說，個(gè)體大的動(dòng)物，在低溫環(huán)境下對(duì)于保持恒定的體溫是有利的，因?yàn)閭€(gè)體大的動(dòng)物相對(duì)散熱量小。第四種是對(duì)熱的放松，即允許局部或整體的低體溫，稱為異溫性（ heterothermy）。這兩者都是生理調(diào)節(jié)。 動(dòng)物對(duì)低溫環(huán)境和高溫環(huán)境的適應(yīng) （一）：對(duì)低溫環(huán)境的適應(yīng)； 動(dòng)物對(duì)冷的適應(yīng)，最直接的方式是降低熱傳導(dǎo)（ thermal conductance）。 ，從而使有機(jī)體能適應(yīng)更大的外環(huán)境變化，如常溫動(dòng)物能在極地的寒冷季節(jié)中生活，說明調(diào)節(jié)者能以穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境來應(yīng)付外環(huán)境的劇烈變化。調(diào)節(jié)者是在進(jìn)化過程中后來產(chǎn)生的，往往是有機(jī)體組織結(jié)構(gòu)比較高等的動(dòng)物，他們具有發(fā)達(dá)的調(diào)節(jié)能力。其體溫相當(dāng)穩(wěn)定，在一定程度上不隨環(huán)境溫度而改變，主要依靠生理上的調(diào)節(jié)，這種情況叫主動(dòng)調(diào)節(jié)（ active adaptation）。皮膚和呼吸道的失水量改變有三種， （ sweatting），喘氣（ panting） ,分泌唾液并將之涂抹在身上（ salivationlicking method） 適應(yīng)的類型 從變溫動(dòng)物和常溫動(dòng)物的區(qū)別中，動(dòng)物與環(huán)境關(guān)系中有兩類適應(yīng)類型： （ conformer） （ regulater） 變溫動(dòng)物屬于溫度適應(yīng)者，其體溫隨著外界環(huán)境溫度而變化，這種情況叫被動(dòng)適應(yīng)（ passive adaptation）。當(dāng)外界的溫度高于體溫時(shí)，利用蒸發(fā)散熱的途徑經(jīng)行散熱。通過季節(jié)的換毛換羽，和皮下脂肪積累狀況的改變，以適應(yīng)外界溫度的變化，改變毛或羽和皮膚的相關(guān)角度調(diào)節(jié)散熱。熱從體表的傳導(dǎo)、對(duì)流、和輻射而散失。 內(nèi)溫動(dòng)物的調(diào)節(jié)散熱的主要生理途徑有： 。 就散熱的物理過程而言有傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射、蒸發(fā)散熱四種途徑。 內(nèi)溫動(dòng)物增加產(chǎn)熱的方式有三種：骨骼肌的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)；骨骼肌的顫抖；非顫抖性產(chǎn)熱，有激素的產(chǎn)熱作用和褐色脂肪的產(chǎn)熱產(chǎn)熱。 要維持恒定的溫度，必須使產(chǎn)熱和散熱相等體溫調(diào)節(jié)的生理過程有調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和調(diào)節(jié)散熱兩個(gè)方面 ：當(dāng)環(huán)境溫度低于臨界溫度，穩(wěn)定體溫的維持主要依靠代謝產(chǎn)熱的增加。 ：在一定的環(huán)境中維持穩(wěn)定的體溫需要的條件； ，即有高度代謝產(chǎn)熱的途徑和影響體表散熱的途徑 .。魚類營(yíng)鰓呼吸。 變溫動(dòng)物的代謝率與環(huán)境溫度的關(guān)系，大致可以有范霍夫規(guī)律描述，隨環(huán)境溫度的升高，耗氧量也隨之增加，變溫動(dòng)物在一定的環(huán)境溫度范圍耗氧量隨環(huán)境溫度升高而下降，直達(dá)到一個(gè)中性溫度區(qū)，其耗氧量才處于一個(gè)穩(wěn)定的水平，不隨環(huán)境溫度而變化。 平顯著地高于變溫動(dòng)物，即其代謝產(chǎn)熱量高 動(dòng)物的能量代謝水平的高低，可用耗氧量作為間接地指標(biāo)，耗氧量與產(chǎn)熱量之間有明確的定量關(guān)系，一般是每消耗 1升氧就產(chǎn)生相當(dāng)于 。 變溫動(dòng)物與常溫動(dòng)物的區(qū)別 ，其體溫與環(huán)境溫度相差很小，常溫動(dòng)物的體溫是相當(dāng)穩(wěn)定的，體溫與環(huán)境溫度的差別可能很大。外溫動(dòng)物的特點(diǎn)是機(jī)體的熱傳導(dǎo)率高，代謝產(chǎn)物水平低，決定其體溫的熱主要由外界環(huán)境獲得。 雖然光周期在控制鳥獸繁殖中起首要作用，但溫度也是不能忽視的。 ：如草地螟的交配活動(dòng)是在草地溫度 1015℃ 之間進(jìn)行，產(chǎn)卵的最低溫度是在 14℃ ，最適溫度為 25℃ 。 如：加拿大黑蝗的卵在 35℃ 恒溫下 5天完成發(fā)育，在每天 16小時(shí) 12 ℃ 和 8小時(shí) 32 ℃ 交替的溫度條件下，指需 5天就完成發(fā)育，鳥卵在不變氣溫條件下發(fā)育，其胚胎死亡數(shù)增加，而在波動(dòng)的溫度下其雛鳥的孵出率就增加。在家畜中，人們?cè)谳^低環(huán)境溫度下的飼養(yǎng)合保證供給充足的飼料二者結(jié)合起來時(shí)家畜的個(gè)體長(zhǎng)得大一些，同時(shí)對(duì)低溫和疾病的抵抗力更強(qiáng)一些。 ，發(fā)育速度不僅取決于溫度，還有其他條件 溫度對(duì)魚類生長(zhǎng)的影響 雨類由于維持消耗隨水溫上升而增加，因此生長(zhǎng)率與溫度的關(guān)系呈到鐘形 溫度與常溫動(dòng)物的生長(zhǎng)與發(fā)育 溫度不僅影響生長(zhǎng)速度而且影響身體大小與各個(gè)器官的比例。 例如：小地老虎完成一個(gè)世代需要積溫K1=，南京地區(qū)對(duì)該昆蟲發(fā)育的年總積溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果是 K=，預(yù)測(cè)小地老虎可能發(fā)生的世代為K/K1=則小地老虎在南京地區(qū)每年發(fā)生 45次 ，并按各地的總的有效積溫，估計(jì)出各地某種害蟲的發(fā)生世代數(shù)然后把各個(gè)發(fā)生世代的點(diǎn)互相連結(jié)起來，就可以描述廣大地區(qū)某種害蟲的世代分布圖 ，如計(jì)算釋放益蟲的適合時(shí)間。描述有效積溫的雙曲線為： K=N(TC) K：熱常數(shù)，即完成某一發(fā)育階段所需要的總熱度。在生長(zhǎng)于發(fā)育的溫度上限之間的溫度叫做有效溫度區(qū)。 溫度對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)，發(fā)育和繁殖的影響 溫度對(duì)動(dòng)物體內(nèi)生理過程 就變溫動(dòng)物而言，外界溫度的高低決定機(jī)體的體溫，外界溫度上升，其體溫就隨之上升，體內(nèi)的生理過程就加快。氧供應(yīng)不足，排泄器官功能失調(diào)。 高溫致死動(dòng)物的原因：蛋白質(zhì)的凝固而變性。 耐受凍結(jié) 超冷 耐受凍結(jié)（ freezing tolerance）：動(dòng)物能耐受機(jī)體中水的結(jié)冰。50%的個(gè)體存活的溫度就是所謂的致死溫度。 ，讓其適應(yīng)，就可以提高其耐寒性。 ，分布在不同地區(qū)的同種動(dòng)物其耐受限度也不同。越冬后耐寒性高可能的機(jī)制是，組織內(nèi)含水分減少、體內(nèi)的脂肪含量增高，機(jī)體內(nèi)的脂肪含量高，低溫下水結(jié)冰的量就越少。 。常溫動(dòng)物有借助于維持穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境溫度來適應(yīng)更低的外環(huán)境溫度的傾向，所以分布較廣。 。 動(dòng)物對(duì)低溫和高溫的耐受極限 ： ，損傷了細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間的細(xì)微結(jié)構(gòu)。坡向的氣溫差異隨著海拔高度的增加而減少，南坡生長(zhǎng)著喜暖耐旱植物，北坡是耐陰喜濕的植物。因?yàn)殡S著海拔的增高，大氣層變得稀薄，使高原空氣中儲(chǔ)存的熱量減少，地面輻射的熱量散失很大，溫度就比相同緯度的低海拔地區(qū)的低，而晝夜溫度的變化幅度卻很大，原因是海拔地區(qū)白天太陽輻射更強(qiáng)，隨著海拔上升，溫度降低的程度一般在夏季較大，冬季較小。 大約深度沒增加 10米，最低和最高出現(xiàn)時(shí)間要晚 20~30天 溫度及其生態(tài)作用 環(huán)境溫度的空間變化有水平變化和垂直變化。 在 35