Эктотермные животные

Хотя авторы настоящей книги, подобно большинству физиологов, тоже употребляли раньше эти два понятия, нам хотелось бы теперь отойти от обычной традиции и ввести другую терминологию, имеющую, как нам кажется, больший смысл. Мы предпочитаем употреблять термины эктотермный и эндотерм-ный , которые указывают на главный источник тепла, характерный для данного организма. Такая терминология имеет ряд преимуществ. Прежде всего эти два термина ясно говорят о том, откуда организм получает большую часть тепловой энергии. Для эндотермных животных, как видно из их названил, основным источником тепла служат их собственные метаболические процессы. Эктотермные животные получают тепло из внешней среды они не могут за счет одного лишь собственного метаболизма поддерживать температуру своего тела на уровне, значительно отличающемся от внешней температуры. [c.232]

Температура оказывает на метаболические системы влияние двоякого рода. Прежде всего при изменении температуры изменяется общая интенсивность обмена веществ. А так как основные метаболические функции организма должны поддерживаться на уровне, который может колебаться лишь в определенных, более или менее узких пределах, ясно, что изменения температуры тела могут представить серьезную угрозу для выживания организма. Поэтому не удивительно, что многие эктотермные животные обладают выраженной способностью поддерживать более или менее постоянную интенсивность обмена, несмотря на изменения температуры внешней среды (и тела), часто очень большие. Мы называем эту форму метаболического гомеостаза компенсацией интенсивности метаболизма (metaboli rate ompensation). Биохимическим основам этой компенсаторной реакции будет посвящена значительная часть настоящего раздела. [c.242]

Эта важнейшая зависимость адаптивной стратегии от времени ясно видна на примере механизмов, используемых эктотермными животными для регуляции интенсивности обмена веществ в условиях изменяющейся температуры. [c.243]

Ранние натуралисты, плававшие в высоких широтах, отмечали, что полярные водные эктотермные организмы были не менее активными, чем близкие виды, обитающие в морях умеренной и тропической зон. Позднее было установлено, что потребление кислорода и скорость роста тоже совершенно одинаковы у эктотермных животных весьма различных широт. Особенно у водных организмов, которым в отличие от многих наземных форм приходится быть активными на протяжении всего года, известная степень эволюционной компенсации влияния температуры на интенсивность обмена является, по-видимому, скорее правилом, чем исключением (рис. 78). [c.244]

Эти наблюдения, сделанные на разных видах, обитающих в весьма различных широтах, были повторены позднее, когда биологи начали исследовать популяции одного вида, адаптированные к разным температурам. Оказалось, что у эктотермных животных, адаптировавшихся к теплу или к холоду, при соответ- [c.244]

Имея представление о преимуществах и ограничениях количественной стратегии, мы можем задать вопрос что говорят нам имеющиеся данные о действительной роли этого механизма в компенсации температурных эффектов у эктотермных животных Содержится ли в клетках эктотермных организмов, живущих при низких температурах, больше ферментных молекул, чем у таких же организмов, адаптированных или акклимированных к теплу [c.248]

Если основной обмен у эктотермных животных при низких температурах понижен, то организм, возможно, способен использовать большую долю своей пищи для синтеза резервных источников энергии, например жиров, и для синтеза белков ( роста ). Таким образом, можно понять одну нз выгод, связанных с повышенной активностью пентозофосфатного пути при низких температурах НАДФ-Н, образующийся в результате реакций этого пути, может использоваться как восстановитель при синтезе жирных кислот, а пентозы служат важными предшественниками для синтеза нуклеиновых кислот. [c.251]

Как видно из табл. 16, ферменты эктотермных организмов могут обладать значительно большей эффективностью, чем гомологичные ферменты млекопитающих. Об относительной каталитической способности ферментов млекопитающих и эктотермных животных лучше всего можно судить по характерному для них числу оборотов. Небольшое как будто бы различие в AG+ между гомологичными формами фермента приводит к очень большому различию в действительной эффективности катализа. [c.256]

МЕНЕЕ ЭФФЕКТИВНЫ, ЧЕМ У ЭКТОТЕРМНЫХ ЖИВОТНЫХ [c.256]

Наконец, заканчивая сказанное, необходимо также допустить, что скорость катализа, на которую способен фермент, по крайней мере при насыщающих концентрациях субстрата, прямо пропорциональна скорости, с которой могут совершаться обратимые конформационные изменения в каталитическом участке и окружающей его области. Тогда фермент с гибкой третичной структурой может быть особенно эффективным, и мы могли бы предсказать, что для ферментов эктотермных животных величина Ушах будет ири всех температурах выше, чем для ферментов млекопитающих или птиц. Однако возможно, что гибкость, ускоряющая самый акт катализа, может несколько затруднять связывание субстрата. Поэтому в ходе эволюцнп млекопитающих отбор мог больше благоприятствовать связыванию субстрата, чем его активации. Для поддержания специфической конфигурации того участка, где присоединяется субстрат, возможно, требуется относительно жесткая структура белка, что в конечном результате приводит к меньшей эффективиости в отношении снижения [c.257]

Исследуя вклад энтальпии активации ДЯ+ и энтропии активации Д5+ в величину ДС+ для гомологичных реакций, мы находим, что ферменты эктотермных животных значительно отличаются в этом отношении от ферментов птиц и млекопитающих (табл. 17). Во всех изученных случаях величины ЛЯ+ и А5+ для реакций эктотермных ферментов ниже соответствующих параметров для гомологичных реакций, катализируемых ферментами млекопитающих и птиц. [c.258]

Возможно, что эта разница объясняется различием в энергетических свойствах локальной внутриклеточной среды, в которой функционируют ферменты организмов того и другого типа. У эктотермных животных теплосодержание и энтропия клетки ниже, чем у теплокровных птиц и млекопитающих. Поэтому эктотермным ферментам, возможно, легче увеличивать структурированность или упорядоченность фермент-субстратного комплекса и таким образом частично преодолевать барьер ДС" с помощью энергии TAS . [c.258]

Способность фермента снижать АС+, вероятно, не является свойством, независимым от других его каталитических параметров. Например, как мы уже говорили в предположительном плане, повышенная каталитическая эффективность в смысле снижения ДС+, возможно, могла бы достигаться только за счет уменьшения эффективности на других этапах реакции — скажем, на этапе связывания субстрата. Поэтому отбор мог бы приводить к некоторому балансу между изменениями величин и изменениями во взаимодействиях ферментов с лигандами. Возможная степень снижения ДС могла бы определяться только после того, как фермент приобрел надлежащее сродство к субстрату. В заключение мы упомянем ряд нерешенных вопросов относительно роли изменений Д0+ в компенсации температурных эффектов. Играют ли такого рода изменения важную роль в эволюционной адаптации различных эктотермных видов Снижают ли ферменты эктотермных животных, акклимированных к холоду, величину ДС+ в большей степени, чем ферменты особей, акклимированных к теплу Может ли непосредственная компенсация температурных сдвигов интенсивности обмена осуществиться в результате мгновенных термически обусловленных изменений в каталитической эффективности фермента Этот последний вопрос, на который (как и на первые два вопроса) имеющиеся данные еще не позволяют ответить, подводит нас к рассмотрению второго свойства, важного с точки зрения эволюции ферментов,— способности их изменять свое сродство к субстратам при изменении температуры. [c.260]

Если бы все организмы были способны к немедленной компенсации в такой же степени, как некоторые обитатели литоральной зоны, то нам (или, точнее, эктотермным организмам) не пришлось бы беспокоиться по поводу сезонной акклимации или эволюционного приспособления к температуре. Между тем, как видно, например, из кр1шых потребления Ог (рис. 78), у многих эктотермных животных (в том числе почти у всех исследованных рыб) величины Qlo для интенсивности обмена весьма значительны. Таким образом, немедленная компенсация, свойственная многим беспозвоночным приливной зоны, составляет, вероятно, исключение из обшего правила. [c.271]

В связи с этими наблюдениями возникает ряд вопросов. Прежде всего, насколько широко распространена способность к немедленной компенсации — у каких категорий организмов она встречается Как уже говорилось, имеющиеся данные дают основание думать, что немедленная компенсация в наибольшей степени выражена у тех эктотермных животных, которым приходится сталкиваться с быстрыми и предсказуемыми изменениями внешней температуры. Например, обитатели приливной зоны, которые должны переносить суточные колебания температуры, достигающие подчас 20 °С, возможно, находятся под сильным давлением отбора, направленного на выработку и сохранение у этих видов приспособлений, которые [c.271]

На вопрос о распространенности явления смены изоферментов у различных эктотермных животных еще нельзя дать определенного ответа из-за отсутствия экспериментальных данных. С этой точки зрения изучено лишь небольшое число эктотермных форм, и сезонные различия обнаружены только у радужной форели. Однако ферментные системы, исследованные у других видов, — это в большинстве случаев такие ферменты, которые у форели не проявляют высокой чувствительности Кы к температуре или отрицательной температурной модуляции. Кроме того, при наличии сложных изоферментных комплексов во все времена года организм всегда может иметь в своих клетках ферменты, обладающие различной чувствительностью к температуре, функциональные свойства которых, вероятно, сравнимы со свойствами изоферментов ацетилхолинэстеразы у форели, акклимированной к 12 °С. [c.283]

Изменение насыщенности липидных компонентов мембран — один из важных механизмов гомеостаза у эктотермных животных, способных компенсировать влияние температуры. Как видно из табл. 20, у организмов, акклимированных к холоду, [c.290]

Резкие переломы на таких графиках характерны для ферментов млекопитающих (за исключением особей, находящихся в состоянии зимней спячки — у соответствующих видов) и неморозостойких растений. У ферментов эктотермных животных, например, рыб, таких переломов не наблюдается. [c.294]

Хотя многим организмам удается уменьшить или устранить опасность замерзания путем миграции в области, где температура сравнительно высока и (или) нет льда, который мог бы вызвать фазовый переход в переохлажденных жидкостях тела, для многих других организмов не остается иного выхода, кроме биохимической адаптации. Наиболее остро проблемы устойчивости или толерантности к замерзанию стоят, конечно, перед наземными эктотермными животными и некоторыми беспозвоночными, обитающими в литоральной зоне, где во время отлива температура воздуха может быть ниже точки замерзания. Водные животные никогда не сталкиваются с температурами ниже [c.297]

ТЕМПЕРАТУРНАЯ АДАПТАЦИЯ ГЕМОГЛОБИНОВ ЭКТОТЕРМНЫХ ЖИВОТНЫХ [c.372]

Отметим еще один важный момент возможно, что с понижением температуры прочность присоединения модуляторов к гемоглобинам эктотермных животных увеличивается. Известно, что именно так обстоит дело с присоединением 2,3-ДФГ к гемоглобинам млекопитающих. У эктотермного организма такой эффект был бы компенсаторным влияние прочно связанного отрицательного модулятора по крайней мере частично противодействовало бы положительной температурной модуляции сродства НЬ к Ог, которая, как мы уже говорили, скорее всего была бы для организма невыгодна. [c.374]

ЭВОЛЮЦИОННАЯ АДАПТАЦИЯ ГЕМОГЛОБИНОВ ЭКТОТЕРМНЫХ ЖИВОТНЫХ К ТЕМПЕРАТУРЕ [c.374]

Терморегуляция у наземных эктотермных животных [c.409]

Наземным эктотермным животным приходится сталкиваться с более резкими колебаниями температуры, чем водным, но зато они имеют воз- [c.409]

Особенно широко изучались механизмы терморегуляции у ящериц, при этом у них были обнаружены самые разнообразные реакции на изменения температуры. Ящерицы — наземные рептилии. Им свойственно множество форм поведения, общих для других групп наземных эктотермных животных. Однако некоторые виды обладают физиологическими механизма- [c.410]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология