12 efeitos mais importantes da temperatura nos organismos vivos

Efeitos mais importantes da temperatura nos organismos vivos!

Verificou-se que a temperatura afecta os organismos vivos de várias formas, por exemplo, tem um papel significativo nas células, morfologia, fisiologia, comportamento, crescimento, desenvolvimento ontogenético e distribuição de plantas e animais.

Alguns dos efeitos bem estudados da temperatura nos organismos vivos são os seguintes:

1. Temperatura e célula:

As temperaturas mínima e máxima têm efeitos letais nas células e seus componentes. Se estiver muito frio, as proteínas celulares podem ser destruídas na forma de gelo, ou quando a água é perdida e os eletrólitos se concentram nas células; o calor coagula proteínas (Lewis e Taylor, 1967).

2. Temperatura e metabolismo:

A maioria das atividades metabólicas de micróbios, plantas e animais é regulada por vários tipos de enzimas e as enzimas são influenciadas pela temperatura, conseqüentemente o aumento da temperatura, até um certo limite, aumenta a atividade enzimática, resultando em um aumento na taxa de metabolismo.

Por exemplo, verifica-se que a actividade da enzima hepato-arginase após o aminoácido arginina aumenta gradualmente e gradualmente, com o aumento simultâneo da temperatura de 17 ° C para 48 ° C. Mas um aumento na temperatura além de 48 ″ C é encontrado para ter um efeito adverso sobre a taxa metabólica desta atividade enzimática, que retarda rapidamente.

Nas plantas, a taxa de absorção é retardada a baixa temperatura. A fotossíntese opera em uma ampla faixa de temperatura. A maioria das algas exige menor intervalo de temperatura para a fotossíntese do que as plantas superiores. A taxa de respiração nas plantas, no entanto, aumenta com o aumento da temperatura, mas além do limite ótimo, a temperatura alta diminui a taxa de respiração. A taxa de respiração se duplica (como nos animais) com o aumento de 10 ° C acima da temperatura ótima, desde que outros fatores sejam favoráveis ​​(lei de Vant Hoff).

No entanto, a temperatura ideal para a fotossíntese é menor do que a da respiração. Quando a temperatura cai abaixo do mínimo para o crescimento, uma planta se torna dormente, embora a respiração e a fotossíntese possam continuar lentamente. Baixas temperaturas afetam ainda mais a planta, precipitando a proteína nas folhas e galhos e desidratando os tecidos.

3. Temperatura e reprodução:

A maturação das gônadas, gametogênese e liberação de gametas ocorre a uma temperatura específica que varia de espécie para espécie. Por exemplo, algumas espécies se reproduzem uniformemente ao longo do ano, algumas apenas no verão ou no inverno, enquanto algumas espécies têm dois períodos de reprodução, um na primavera e outro no outono. Assim, a temperatura determina as estações de reprodução da maioria dos organismos.

A temperatura também afeta a fecundidade dos animais. A fecundidade de um animal é definida como sua capacidade reprodutiva, isto é, o número total de jovens que nascem durante o tempo de vida do animal. Por exemplo, fêmeas do inseto, acridídeo Chrotogonus trachyplerus se tornaram sexualmente maduras a 30 ° C e 35 ° C do que a 25 ° C, e o maior número de ovos por fêmea foi colocado a temperaturas de 30 ° C. O número de ovos diminuiu de 243 para 190 quando a temperatura foi aumentada para 30-35 ° C (Grewal e Atwal, 1968).

Da mesma forma, nas espécies de gafanhotos - Melanoplus sanguinipes e Camnula pellucida quando criadas a 32 ° C produzem 20-30 vezes mais ovos do que os criados a 22 ° C (ver Ananthakrishan e Viswanathan, 1976). Por outro lado, a fecundidade de certos inseets como o gorgulho do algodoeiro (Pempherulus affinis) diminuiu com um aumento na temperatura além de 32, 8 ° C (A Jyar e Margabandhu, 1941).

4. Temperatura e proporção sexual:

Em certos animais, a temperatura ambiente determina a razão sexual da espécie. Por exemplo, a razão sexual do copépode Maerocyclops albidu é considerada dependente da temperatura. À medida que a temperatura aumenta, há um aumento significativo no número de machos. Da mesma forma, na pulga da peste, Xenopsylla cheopis, os machos superaram as fêmeas nos ratos, nos dias em que a temperatura média permanece entre 21 e 25 ° C. Mas a posição se inverte em dias mais frios.

5. Temperatura e desenvolvimento ontogenético:

A temperatura influencia a velocidade e o sucesso do desenvolvimento de animais poiquilotérmicos. Em geral, o desenvolvimento completo de ovos e larvas é mais rápido em temperaturas quentes. Ovos de truta, por exemplo, desenvolvem quatro vezes mais rápido a 15 ° C do que a 5 ° C. O inseto, mosca de chironomidae Metriocnemus hirticollis, requer 26 dias a 20 ° C para o desenvolvimento de uma geração completa, 94 dias a 10 ° C, 153 dias a 6, 5 ​​° C, e 243 dias a 20 ° C, (Andrewartha e Birch, 1954).

No entanto, as sementes de muitas plantas não germinarão e os ovos e pupas de alguns insetos não eclodirão ou se desenvolverão normalmente até que sejam resfriados. Truta Brook cresce melhor a 13 ° C a 16 ° C, mas os ovos desenvolvem melhor a 8 ° C. Na floresta comum, o desenvolvimento do besouro terrestre Pterostichus oblongopunctatus do ovo ao besouro maduro leva 82 dias a 15 ° C, enquanto que a 25 ° C leva apenas 46 dias. No lappet de pinheiro, Dendroliniuspini taxa de desenvolvimento e mortalidade de vários estágios de desenvolvimento são efetuados por temperatura.

6. Temperatura e crescimento:

As taxas de crescimento de diferentes animais e plantas também são influenciadas pela temperatura. Por exemplo, as trutas adultas não alimentam muita ajuda, não crescem até que a água esteja mais quente que 10 ° C. Da mesma forma, na ostra Ostra virginica, o comprimento do corpo aumenta de 1, 4 mm para 10, 3 mm quando a temperatura é aumentada de 10 ° C para 20 ° C. O gastrópode Urosalpinx cinerea e o ouriço do mar Echinus esculcntus apresentam tamanho máximo em águas mais quentes. Os corais florescem bem nas águas que contêm água abaixo de 21 ° C.

7. Temperatura e coloração:

O tamanho e a coloração dos animais estão sujeitos à influência da temperatura. Em climas quentes e úmidos, muitos animais, como insetos, pássaros e mamíferos, possuem uma pigmentação mais escura do que as raças de algumas espécies encontradas em climas frios e secos. Esse fenômeno é conhecido como regra de Gioger.

No sapo Hyla e no sapo com chifres Phrynosoma, sabe-se que as baixas temperaturas induzem o escurecimento. Alguns camarões (invertebrados crustáceos) tornam-se de cor clara com o aumento da temperatura. A bengala Carausius é conhecida por ficar preta a 15 ° C e marrom a 25 ° C.

8. Temperatura e morfologia:

A temperatura também afeta o tamanho absoluto de um animal e as propriedades relativas de várias partes do corpo (regra de Bergman). Aves e mamíferos, por exemplo, atingem um tamanho corporal maior quando estão em regiões frias do que em regiões quentes, e regiões mais frias abrigam espécies maiores. Mas os poiquilotérmicos tendem a ser menores em regiões mais frias.

O tamanho do corpo tem desempenhado um papel significativo na adaptação à baixa temperatura porque influenciou a taxa de perda de calor. De acordo com Brown e Lee (1969), ratos maiores têm uma vantagem seletiva em climas frios, aparentemente porque sua relação superfície-ar e maior isolamento permitem a conservação do calor metabárico. Por razões opostas, os animais de pequeno porte são favorecidos nos desertos.

As extremidades dos mamíferos, como cauda, ​​focinho, orelhas e pernas, são relativamente mais curtas em partes mais frias do que nas partes mais quentes (regra de Allen). Por exemplo, ocorre diferença no tamanho das orelhas da raposa ártica (Alopex lagopus), da raposa vermelha (Vulpes Vulpes) e da raposa do deserto (Megalotis zerda) (Fig. 11.17).

Como o calor é perdido pela superfície, as pequenas orelhas da raposa ártica ajudam a conservar o calor; enquanto orelhas grandes da raposa do deserto ajudam na perda de calor e evaporação. Da mesma forma, Gazella picticanda dos Himalaias tem pernas, orelhas e cauda mais curtas do que as encontradas por Gazella benetti nas planícies do Himalaia, embora ambas sejam do mesmo tamanho corporal.

Da mesma forma, os esquimós têm braços e pernas mais curtos em proporção ao tamanho do tronco, que é comparativamente maior do que em qualquer outro grupo contemporâneo. Os ratinhos criados a 31 ° C a 33, 5 ° C têm caudas mais longas do que as da mesma estirpe criada a 15, 5 ° C a 20 ° C. Todos esses exemplos da regra de Allen estão mostrando claramente o significado adaptativo das extremidades curtas na redução da perda de calor do corpo no clima frio.

As raças de aves com asas relativamente estreitas e mais acuminadas tendem a ocorrer em regiões mais frias, enquanto aquelas em climas mais quentes tendem a ser mais amplas (regra de Rensch). A temperatura também influencia a morfologia de certos peixes e tem alguma relação com o número de vértebras (regra de Jordon). O bacalhau que eclode da Nova Terra a uma temperatura entre 4 ° e 8 ° C tem 58 vértebras, enquanto que a leste de Nantucket a uma temperatura entre 10 ° e 11 ° C tem 54 vértebras.

Cabeças de raposa ártica (Alopex lagnpus), raposa vermelha (Vulpes Vulpes) e raposa do deserto (Megalot's zerda) mostrando gradação em tamanho de orelhas e ilustrando a regra de Allen (após Clark, 1954).

9. Temperatura e ciclomorfose:

A relação entre as mudanças sazonais de temperatura e a forma do corpo se manifesta em um notável fenômeno denominado ciclomorfose exibido por certos cladóceros como Daphnia durante os meses quentes do verão (Fig. 1118). Estes crustáceos mostram uma variação impressionante no tamanho do capacete ou projeção da cabeça entre o inverno e o verão (Coker, 1931).

O capacete se desenvolve na cabeça da Daphnia na primavera; atinge o seu tamanho máximo no verão e desaparece completamente no inverno para proporcionar uma forma redonda habitual à cabeça. Tal tipo de ciclomorfose em termos de tamanho do capacete está claramente mostrando uma correlação com o grau de calor de diferentes estações do ano.

Esses prolongamentos do capacete têm sido interpretados como uma adaptação auxiliando a flotação, uma vez que a flutuação da água se reduz à medida que a temperatura aumenta (a hipótese da flutuabilidade). De acordo com outra interpretação (a saber, hipótese de estabilidade), o capacete age como o leme e dá maior estabilidade ao animal. Além da temperatura, esse polimorfismo estrutural pode ser causado por outros fatores ambientais, incluindo a comida.

10. Temperatura e comportamento animal:

A temperatura geralmente influencia o padrão comportamental dos animais. Em águas temperadas a influência da temperatura no comportamento das brocas de madeira é profunda. Por exemplo, nos meses de inverno em geral, tanto a Martesia quanto o Teredo ocorrem em menor número em comparação com a Bankia campanulaia, cuja intensidade de ataque é máxima durante os meses de inverno.

Além disso, a vantagem obtida por certos animais de sangue frio através de termotaxia ou orientação em direção a uma fonte de calor é bastante interessante. Carrapatos localizam seus hospedeiros de sangue quente por uma reação de virada ao calor de seus corpos. Certas cobras, como a cobra-de-chocalho, a cabeça de cobre e as víboras são capazes de detectar mamíferos e aves pelo calor do corpo, que permanece um pouco mais quente que o ambiente.

Mesmo no escuro, essas cobras atacam suas presas com uma precisão desconcertante, devido à radiação de calor proveniente da presa. A chegada do tempo frio em zonas temperadas faz com que as cobras se enrolem e se amontoem.

Ciclomorfose em Daphnia cucullata devido a mudança sazonal de temperatura (após Clarke, 1954).

11. Temperatura e distribuição de animais:

Como a temperatura ideal para a conclusão das várias etapas do ciclo de vida de muitos organismos varia, a temperatura impõe uma restrição na distribuição das espécies. Geralmente, o alcance de muitas espécies é limitado pela temperatura crítica mais baixa no estágio mais vulnerável de seu ciclo de vida, geralmente, o estágio reprodutivo. Embora a lagosta do Atlântico viva em água com uma temperatura entre 0 ° e 17 ° C, produzirá apenas água a uma temperatura superior a 11 ° C.

A lagosta pode viver e crescer em águas mais frias, mas uma população reprodutora nunca se estabelece lá. Não apenas a temperatura afeta a reprodução na distribuição geográfica, mas também afeta a temperatura na sobrevivência (isto é, o efeito letal da temperatura), a alimentação e outras atividades biológicas são responsáveis ​​na distribuição geográfica dos animais.

Como observado anteriormente neste artigo, os animais das regiões geográficas mais frias são geralmente menos tolerantes ao calor e mais tolerantes ao frio do que os animais das regiões mais quentes; por exemplo, membro de Aurelia, um peixe-geleia da Nova Escócia morre a uma temperatura da água de 29-30 ° C, enquanto Aurelia da Flórida pode tolerar temperaturas de até 38, 5 ° C. Assim, o limite letal de temperatura pode regular o alcance da distribuição de Aurelia.

Geralmente, a distribuição de espécies marinhas de águas rasas pode ser atribuída a quatro tipos de zoneamento. No primeiro tipo, a distribuição para norte depende dos limites térmicos durante os meses de inverno, e a distribuição sul depende dos limites de temperatura no verão. Em um segundo tipo, os limites térmicos requeridos para a população determinam a distribuição norte-sul.

No terceiro tipo de zoneamento, os requisitos térmicos para o repovoamento
mina o hábitat do poleiro no verão, e a temperatura máxima determina a área de sobrevivência do equador. Finalmente, a temperatura mínima para a sobrevivência determina o limite do pólo no inverno e as temperaturas que limitam o repovoamento determinam a faixa sul.

Os invertebrados terrestres, particularmente os artrópodes geralmente são distribuídos em todos os ambientes térmicos onde a vida é encontrada. Muitos artrópodes que invadiram as áreas mais frias têm um estágio em seu ciclo de vida que é muito resistente ao frio, permitindo que eles superlongem o inverno até que o clima mais quente retorne (Salt, 1964). Aves e mamíferos também são adaptados para viver em quase todos os ambientes térmicos.

A distribuição de anfíbios e répteis, no entanto, limita-se aos climas térmicos relativamente mais quentes. Mock (1964) listou três fatores que limitam a invasão de répteis em ambientes frios: a temperatura ambiente diária deve ser alta o suficiente para permitir atividade, a temperatura ambiente diária deve ser alta o suficiente para permitir a reprodução e permitir adultos e jovens. para adquirir comida para “over-wintering” e deve haver locais adequados para a hibernação.

12. Temperatura e umidade:

O aquecimento diferencial da atmosfera resultante da variação da temperatura sobre a superfície da Terra produz uma série de efeitos ecológicos, incluindo ventos locais e alísios e furacões e outras tempestades, mas, mais importante, determina a distribuição da precipitação.