Chap.6ResponsetovariationintheEnvironment.ppt

Ecology 2000 Ecology 2000 Chap.6 Response to variation in the Environment 前言 面對環境的變動(水份、鹽度、化學能量和溫度)，生物體需要持續保持其體內的穩定(平衡)。 要維持生物體內的平衡(穩定)，這是需要付出代價的。這也就如同經濟的考量，有cost-benefits 的考量。 面對氣溫下降，生物體或可以產熱來維持體溫，但這是要消耗體內的能量。若是讓體溫下降，雖然可以不消耗體內能量，但活動力就可能因而下降。 對環境變動的反應(response) 6.1 Homeostasis depends upon negative feedback.「衡定」依靠「負回饋」機制。 6.2 體溫的調整是動物體內衡定的重要方面。 6.3 調整(regulation)是在代價與利益的平衡。 6.4 溫度調整和水份平衡於熱沙漠地區，需要多樣衡定適應(homeostatic adaptations)。 6.5 環境的變動發生在不同的時空量度。 6.6 生物體對棲息地的選擇。 6.7 衡定反應會隨時間而有變動。 6.8 遷移，貯存和休眠讓生物體可以渡過季節性的惡劣狀況。 6.9 cue因素讓生物體可以預期環境的變動。 6.10 生態型的差異反應出適應地區的狀況。 6.1「衡定」依靠「負回饋」機制。 Negative feedback systems有3個重要成份： (1) 對体內狀況的senses(感應)機制。 (2) 有set point (標準點) (Fig.6-1) (3)可以向標準點調整狀況的機制。 Regulators 或是 Conformers 6.2 體溫的調整是動物體內恒定的重要方面。 Q10 (Chap.5) 大部份鳥類的體溫都維持在36oC至41oC間。無論其環境氣溫可能從-50oC至50oC的變動。這就稱為 homeotherymy的現象。 Table 6-1 endothermy, ectothermy, poikilothermy, heterothermy, facultative endothermy Newton‘s law of cooling：生物體維持其40oC的體溫，於20oC氣溫(溫差20oC)下所耗用的能量是其在30oC氣溫(溫差10oC)下的兩倍。(Fig.6-2) Basal (resting) metabolic rate (BMR or RMR) lower critical temperature (Tlc)(Fig.6-3)：於BMR之下就可以維持體溫的環境溫度。 Lower critical ecological temperature (Fig.6-3)最低可進行覓食和維持體溫的氣溫。 Lower critical physiological temperature 最低可忍受的氣溫。（Fig.6-3) Lowering energetic costs Fig.6-4 海鷗的腳在冰上的溫度。使用countercurrent heat exchanger torpid (休眠）：可以減少耗能量(Fig.6-5) shuttling (往返）：隨著不同的環境狀況，改變其體內衡定的狀態(Fig.6-6) 外溫動物的溫度生態學 外溫動物的行為和生態，會受到其體溫的需要之影響。 Fig.6-7 青蛙蝌蚪在水池的分佈。 有些魚類可以作「生理體溫調整」。譬如albacore tuna 運用 countercurrent exchange 体系，讓其体內核心的體溫維持高溫。 Reptiles have an enormous capacity to maintain their body temperature, within a narrow range. 6.3 調整(regulation)是在代價與利益的平衡。 蟒蛇可在孵蛋時，運用countercurrent 維持高體溫。　(partial regulation 部份調整） 箭魚運用肌肉組織產生的熱量來維持腦部的熱度。 大型蛾類和蜂類，於飛翔之前須要先預熱。 甚至是有些植物，也會運用代謝熱量來維持花朵的溫度。 甲殼類的適應 Fig.6-8 於不同鹽度水域生活的甲殼類，其体內鹽度的維持狀況，各有不同。 Fig.6-9 ghost crab (鬼蟹) 維持其體內水份和鹽份的平衡。沙灘上氣溫高達40oC，有相當高的水份蒸發量。鬼蟹靠著回到其洞穴快速補充水份。鬼蟹運用保留尿素來提高體內鹽度，如此有助於水份的吸收。　 恆溫的演化之限制(constraints) 只有哺乳類和鳥類是具有以生理調控維持高體溫的生物。如此高體溫，其RMR可高達其它脊椎動物的10倍。 如何才會演化出如