16. Teplota jako faktor prostředí

Teplota -na čem závisí
• Klesá se zeměpisnou šířkou (ale teplotní maxima nejsou úplně na rovníku)
• Blízkost moře snižuje její variabilitu
• Mění se s nadmořskou výškou
• Na svahu (a v temperátu) se mění s orientací (v nížině nejteplejší JZ, v horách JV)
• Makroklima a mikroklima - vliv reliéfu - stékání studeného vzduchu do údolí
• Ve vodě a v půdě - kolísání teplot je tlumeno hloubkou
• Minima teplot na povrchu půdy jsou ovlivněna sněhovou pokrývkou (časté v horách) - rozdílnost závětrné a návětrné strany - AO systémy

• teplotní tolerance se může během roku měnit

Organismy endotermní - teplokrevné
• regulují svou teplotu vytvářením tepla ve vlastním těle - dost odpovídá organismům homoiotermním
• Teplo získávají z metabolismu a jsou schopny účině regulovat svoji teplotu (ta ale může i regulovaně dost klesnout - např. při hybernaci)
• ptáci, savci

Organismy ektotermní – studenokrevné
• jsou závislé na vnějších zdrojích tepla (přestože svoje teplo také vytvářejí) - dost odpovídá organismům poikilotermním
• behaviorální termoregulace u ektotermů

Fyziologický čas - koncepce denních stupňů
• “Nasčítává” se čas, po který je dost teplo, aby probíhaly fyziologické pochody
• Časté použití pro odhad vývoje populace
• princip - když je zima, vývoj probíhá pomalu (a třeba jen po nejteplejší část dne) a proto trvá dlouho

Tolerance k jiným než optimálním teplotám
• Rozsah tolerovaných teplot je různý pro různé procesy
• Organismus je často schopen přežívat v širokém rozsahu teplot, přijímat potravu v uzším teplotním intervalu, a pro rozmnožování potřebuje téměř optimální podmínky
• Tolerance se liší podle vývojového stádia

Extrémní teploty - (nebezpečně vysoké)
• Často - od optimální teploty k přehřátí je jenom krůček - křivka může být asymetrická
• K přehřátí dojde buď vliven záření, nebo vlivem teploty okolí (vzduchu, vody)
• Vysoká teplota může buď inaktivovat, nebo i denaturovat enzymy, ale také měnit poměr dějů - u kytek víc roste dýchání než fotosyntéza

Jak se nepřehřát
• Stínit se - (např. hvězdovvité trichomy rostlin)
• Schovat se do stínu (když jsem pohyblivý organismus)
• Využít odparného tepla (živočichové - pocení i rostliny - transpirace) - ale musím mít dost vody

Extrémní teploty – nízké
• Fyziologicky - mráz - nebezpečí vzniku ledu v organismu (stačí krátkodobě)
• “Dlouhodobý” vliv nízkých teplot (byť nad bodem mrazu) - organismus nestíhá asimilaci; nebo není potrava;

Jak nezmrznout
• Někdy může být škodlivý i chlad vysoko nad bodem mrazu (adaptace, ale i aklimatizace jednotlivých organismů)
• => někdy je důležitější náhlý pokles teploty než vlastní hodnota - nebezpečí pozdních mrazíků (“zmrzly nám meruňky”)
• rostlina: Polštářovitá růstová forma, chlupy (hlavně kolem květů)

Allenovo pravidlo - homoiotermní živočichové
• Ztráta tepla je závislá na povrchu -nejmenší povrch při daném objemu má koule
• s rostoucí teplotou se prodlužují výrůstky těla
• Tato zásada se zabývá stavbou těla teplokrevných (homoiotermních) navzájem příbuzných živočichů. Udává, že živočichové žijící ve vyšších zeměpisných šířkách mají menší tělní výběžky (zobáky, uši, ocasy) a končetiny než jejich příbuzní, se kterými se setkáváme blíže rovníku. Důvodem tohoto morfologického přizpůsobení je zřejmě zamezení ztrát tepla větším povrchem tělních výběžků v chladných oblastech a naopak rychlejší ochlazování krve u živočichů, žijících v oblastech horkých. Jako vhodný důkaz platnosti tohoto pravidla lze uvést například lišku polární žijící daleko za polárním kruhem, lišku obecnou a severoafrického fenka berberského.

Bergmanovo pravidlo - endo- i ektotermní ž.
• Ztráta tepla je závislá na povrchu -čím větší živočich, tím menší procento hmoty je v povrchové vrstvě
• s klesající teplotou roste velikost živočichů (neplatí tak úplně obecně)
• Toto pravidlo říká, že druhy a poddruhy žijící v chladnějších oblastech jsou zpravidla větší a mohutnější než jejich příbuzní z nižších zeměpisných šířek. Důvodem rozdílu ve velikosti je poměr mezi objemem a povrchem těla jednotlivých taxonů. Větší živočich má menší poměr povrchu těla vůči objemu a tím menší tepelné ztráty na jednotku hmotnosti. Pravdivost Bergmanova pravidla můžeme nejlépe pozorovat u medvědů, poddruhů tygra, tučňáků apod.

Glogerovo pravidlo - homoiothermní ž. - v teplejším a vlhčím klimatu jsou živočichové tmavší

Jordanovo pravidlo – ryby - v teplejších vodách nižší počet obratlů

Navíc:
• teplota
- primární zdroj – sluneční záření (infračervená složka – působí přímo, viditelná – nepřímo zpožděně = fotosyntetická fixace energie e rozkladné procesy)
- přenáší se zářením, prouděním a vedením – různé uplatnění ve vzduchu, vodě a půdě
- ovlivňuje aktivitu, délku vývoje a je omezující faktor výskytu organismů
- poikilotermní (bezprostředně závislý na teplotě) – mimo požadované teploty –neuspořádané teploty, strnulost chladem či horkem, smrt chladem či horkem, mikroorganismy, houby, rostliny a většina živočichů
- homoiotermní (nezávislý) – teplotu ovlivňují fyziologické procesy (svalová činnost, biochemické procesy) a morfologické struktury (izolační vrstvy), relativně stálá teplota závislá na dostatku potravy a pohybu, ptáci a savci
- vychýlení mimo požadované hodnoty – narušení až zastavení metabolismu, inaktivaci nebo denaturaci enzymů, ztráta vody či až vysušení, zmrznutí vody
- eurytermní – tolerantní
- stenotermní – specialisté
- teplotně nenáročné – extrémy: horké prameny – sinice až 88ºC;
- středně náročné
- chladnomilné
- žijící na sněhu a ledu
- zimní spánek (hibernace) – strnulost zimou, většina poikilotermních a někteří homoiotermní (zde aktivní snižování a zvyšování teploty)
- letní spánek (estivace) – při vysokých teplotách strnulost