Температурные адаптации пойкилотермных организмов

Температура и влажность представляются исключительно энергетическими факторами. Это связано с тем, что у растений и животных, особенно пойкилотермных, повышение температуры тела вызывает ускорение всех физиологических процессов. Поэтому чем выше температура, тем меньше времени необходимо для развития отдельных стадий и всего жизненного цикла организма. Для развития гусениц бабочки-капустницы от яйца до куколки при температуре 10 °C требуется 100 суток, а при 26 °C — только 10 суток. Как видно, скорость развития увеличивается в 10 раз.

Зависимость скорости развития от температуры выражается S-образной кривой (сигмовидная зависимость). Скорость развития может быть представлена как величина, обратная времени развития, или же как величина, равная среднему проценту особей, развившихся в единицу времени. При уменьшении точности эксперимента можно допустить, что зависимость скорости развития от температуры носит линейный характер (рис. 3). При этом прямая Vpaзв = f (t°) пересекает шкалу температур в некоторой точке а, которая называется нулем, или порогом, развития, т. е. это температура, ниже которой развитие не происходит. Параметр у (t° - а), где у-время развития, t° - температура, при которой происходит развитие, есть величина постоянная для каждого вида и называется суммой эффективных температур: y (t° - a) = St°эфф. Кривая, выражающая отношение y = S St°эфф. /(t° - а), представляет собой ветвь равносторонней гиперболы.

Рис. 3. Зависимость скорости развития кузнечика Austroicetes cruciata от температуры

Зная, что сумма эффективных температур — величина, постоянная для вида, можно рассчитать порог развития. Допустим, что при температуре 16 °C длительность развития составляет 24 дня, при 27 °C — 8 дней, отсюда: 24 (16 — а) = 8 (27 — а). Решение этого равенства дает возможность определить порог развития в данном конкретном случае. Он составляет 10,5°С. Определив порог развития, нетрудно найти сумму эффективных температур вида. Однако на практике значение константы, как правило, известно и требуется установить длительность развития при конкретной температуре. Этот параметр лежит в основе любого фенологического прогноза. [2].

Для колорадского жука порогом развития является температура 12 °C. При постоянной температуре 25 °C личиночная фаза длится от 14 до 15 дней, а при 30 °C — 5.5 суток. При температуре выше 33 °C развитие останавливается. Сумма эффективных температур составляет 330−335°С. Этот результат был использован в Восточной Европе для предсказания продолжительности развития колорадского жука и определения числа поколений, появляющихся в течение года. В соответствии с прогнозом выбирали необходимые средства борьбы с этим насекомым, чтобы защитить от него посадки картофеля. Первая обработка, направленная против молодых личинок, проводится, когда сумма эффективных температур достигает 150 °C, вторая — против личинок второго возраста, когда сумма эффективных температур составляет 475 °C. [2].

Температура влияет не только на скорость развития, но и на многие другие стороны жизнедеятельности организмов. Так, она сказывается на количестве потребляемой пищи, на плодовитости, уровне половой активности и т. д.