Между организмами и жизненной средой существуют сложные термические отношения, обусловленные тем, что потребности животных и растений в тепле должны находиться в определенном равновесии с его наличием во внешней среде, т. е. между ними должен быть достигнут температурный гомеостаз. Баланс между потребностью в тепле и поступлением его извне достигается разными путями. Наибольшего успеха в адаптации достигли животные, как наиболее высокоорганизованные обитатели планеты. Животным доступны два основных источника тепловой энергии - внешний (солнечная энергия, запасы тепла во внешней среде, например в пище) и внутренний (тепло, продуцируемое в процессе обмена веществ). В ходе эволюции животных от низших форм к высшим относительное значение этих источников заметно менялось - происходило все большее усиление роли внутренних источников тепла и ослабление зависимости от внешних. Одновременно с развитием источников внутреннего тепла (например, мускулатуры - чем она мощнее и активнее, тем большее количество тепла генерирует животное) под действием естественного отбора формировались специальные пути и способы терморегуляции. У животных их несколько.
Химический терморегуляция — активное увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды; направлена на поддержание теплового баланса, или гомеостаза. С энергетической точки зрения это расточительный способ сохранения температурного гомеостаза.
Физическая терморегуляция - изменение уровня теплоотдачи (не продуцирования, а отдачи тепла!), способность удерживать тепло или, наоборот, рассеивать его избыток. Физическая терморегуляция осуществляется благодаря специальным анатомическим и морфологическим приспособлениям в строении животных: волосяному и перьевому покровам, деталям устройств кровеносной системы, распределению жировых запасов, возможностям испарительной теплоотдачи и т. д. Физическая терморегуляция значительно более экономична, чем химическая.
Поведенческая регуляция. Изменяя свое поведение или местоположение, животные мшуг активно избегать крайних температур. Для мно- шх видов изменение поведения является практически единственным и очень эффективным способом поддержания теплового баланса.
В зависимости от источника тепла, преобладающего в тепловом балансе, и развитости терморегуляторных способностей животных делят на две группы: поикилотер.мные (греч. poikifos — колеблющийся), или, как говорили раньше, “холоднокровные” (все беспозвоночные и низшие позвоночные) и гомойотермные (греч. homeo- устойчивый), иначе говоря, “теплокровные” (почти все птицы и млекопитающие). Некоторые авторы выделяли еще и третью, промежуточную группу' - гетеротермных животных (низшие и зимоспяшие звери, новорожденные детеныши и птенцы).
Пойкилотермные животные обладают более низким уровнем обмена веществ (например, при +37°С пустынная игуана потребляет кислорода в 7 раз меньше, чем грызуны такой же величины), они мало вырабатывают собственного тепла.
Следовательно, возможности химической терморегуляции у них незначительны. Физическая терморегуляция также развита слабо. Температура пойкилотермного животного в спокойном состоянии почти не отличается от температуры внешней среды. У травяной лягушки, например, она превышает температуру среды не более чем на 3,5°С, у морских беспозвоночных - на десятые доли градуса. Непосредственное тепловое воздействие на них может оказать солнечная радиация, даже сравнительно невысокая. Так, у живородящих яшерип при температуре воздуха +12°С под действием прямой солнечной радиации температура тела достигает +28°С. а у пустынной ящерицы агамы - даже +36... +37ЭС.
В известных пределах пойкилотермнъте животные могут регулировать поступление втело наружного тепла, не только ускоряя нагревание, но и избегая нагрева. Основные способы регуляции температуры в этих ситуациях поведенческие - перемена позы, активный поиск благоприятных микроклиматических условий, смена мест обитания, создание нужного микроклимата (рытье нор, сооружение гнезд и т. д.).
Меняя позу, животное может усилить или ослабить нагревание тела солнечными лучами. Так, пустынная саранча в прохладные утренние часы подставляет солнечным лучам широкую боковую поверхность тела, а в полдень - узкую спинную. В сильную жару животные прячутся в тень, скрываются в норах. Некоторые виды ящериц и змей в пустынях, избегая прикосновения к раскаченной почве, заползают на кусты. К зиме животные и шут убежища с более ровными температурами, не столь контрастными, как снаружи. Общественные насекомые (пчелы, муравьи, термиты) строят гнезда с хорошо репетируемой внутри температурой.
Отдельные виды способны и к химической терморегуляции. Некоторые из них поддерживают оптимальную температуру тела за счет работы мышц. Например, шмели разогревают тело специальными мышечными сокращениями - дрожью — до +32... +33° С, что дает возможность взлетать и кормиться в плохую