III.5. Температура и тепловые факторы

Один из важнейших абиотических факторов, обеспечивающих жизнедеятельность и нормальное существование растений и животных — температура окружающей среды. Особенно заметно влияние температуры на фотосинтез, обмен веществ, двигательную активность, размножение. Так, для картофеля наивысшая продуктивность фотосинтеза проявляется при температуре среды +20°С, но при +48°С этот процесс полностью тормозится. Необходимо отметить, что для разных видов растений и животных характерен свой оптимум температуры, который лежит, как правило, в довольно узком интервале и в котором создаются наиболее благоприятные условия для выживания особей, популяций и видов. Вместе с тем, известны виды, которые обитают в условиях сравнительно высоких или низких температур. Так, в горячих гейзерах Йеллоустонского национального парка (США) живут рыбы при 70°С, а есть рыбы, которые водятся в холодных водоемах и способны переносить замораживание. Тоже можно сказать и о некоторых земноводных. Для тех хладнокровных животных, которым присущ мигрирующий способ жизни, отмечено поведенческое регулирование температуры. Эти животные, также как и все растения, относятся к пойкилотермным, т.е. температура их тела обусловлена температурой среды.

Иначе обстоит дело у гомойотермных животных (млекопитающие, птицы). Последние способны поддерживать постоянную оптимальную температуру тела за счет более высокого по сравнению с пойкило-термными уровнем обмена веществ. Другим механизмом поддержания температурного гомеостата у них является наличие термоизоляционного слоя (оперение, жир, шерстяной покров). Физиолого-экологическая адаптация, обеспечивающая низкий уровень потерь энергии во время зимней спячки и высокий обмен веществ в период активности, характерна для гетеротермных животных. К последним относятся суслики, медведи, летучие мыши, барсуки, хомяки и др. Существуют и эвритермные организмы — бактерии, лишайники, которые способны переносить значительные колебания температуры. Напротив, весьма чувствительны и не могут адаптироваться даже к незначительным температурным изменениям стенотермные организмы — растения и животные высокогорий, глубоководные организмы.

Остаток тепла от сжигания топлива, не использующийся по прямому назначению (например, для обогрева) и попадающий в воду и воздух называется тепловым загрязнением. Это одна из форм физического загрязнения, происходящего в результате повышения температуры среды, в основном в связи с промышленным выбросом нагретого воздуха, отходящих газов и вод. Подобное загрязнение возникает также как вторичный результат изменения химического состава среды (см. раздел VI.3. Парниковые эффекты). К негативным экологическим последствиям могут привести "тепловые отходы", выделяющиеся при получении и переработке электрической энергии.

Источники теплового загрязнения разнообразны, но, принимая во внимание его вклад в общее загрязнение, а также масштабы и последствия, наиболее важны электростанции с охлаждением открытого типа (т.е., когда нагретая вода для охлаждения поступает в водоем). Источниками теплового загрязнения могут быть теплотрассы и подземные газопроводы.

Тепловое загрязнение может иметь и отдаленные последствия, когда повышенная температура не вызывает прямой гибели организмов, но снижает ре продуктивность особей и популяций, ведет к уменьшению продолжительности жизни. Известно, что небольшое повышение температуры окружающей среды приводит к более раннему созреванию яиц или икринок, но затем к повышенной гибели вследствие недостаточности пищи. Кроме того, по неясным до конца причинам у особей, перенесших тепловой шок, изменяются поведенческие реакции, они теряют способность отыскивать пищу и становятся легкой добычей хищников.

Экологами давно замечено, что тепловое загрязнение ведет к упрощению экосистем, снижению биоразнообразия.