Приспособления у животных таблица: Заполните таблицу «Приспособления для питания животных».       Животные.                    

6) Подтвердите правильность тезиса: «Адаптации не обеспечивают абсолютной безопасности их носителей». Приведите три конкретных примера.

• Ответ: Большинство птиц не поедают ос и пчел, но некоторые поедают. Ежи поедают змей. Хищные птицы поднимают черепах в воздух и разбивают им панцирь, а затем поедают их.

7) Закончите высказывание.

• Ответ: Показано, что если крыс перевести на мягкую диету и убрать из клетки все твердые предметы, то у них вырастают гигантские клыки, которые мешают им питаться. Это наблюдение является еще одним аргументом в пользу утверждения, что любые приспособления «срабатывают» только в привычной для вида обстановке.

Урок по зоологии «Приспособления животных к условиям Мурманской области»

Урок зоологии в 7 классе по теме:

«Приспособления животных к условиям Мурманской области»

Автор: Ермакова Любовь Анатольевна,

учитель биологии МБОУ, СОШ № 20

с. Лувеньга Мурманской области

Урок зоологии по теме:

«Приспособления животных к условиям Мурманской области»

Учитель: Начать урок мне хочется словами поэтических строк Владимира Матвеева о природе нашего края:

А мне по душе край этот – и требовательный, и добрый,

Таящий богатства в недрах, разящий пургой слепой,

Но солнечный в пору лета, удобный и неудобный,

Такой невозможно щедрый с природой своей скупой.

Как вы думаете, с чего мы должны начать работу? Правильно, с географического положения. Откройте, пожалуйста, тетради, запишите 1 пункт плана: Географическое положение.

Игра “Путаница”

Учитель: Когда я готовилась к уроку, то случайно перепутала таблички со словами. Посмотрите внимательно на доску и расставьте их на свои места.

• Мурманская область находится:

• на северо-западе России, за Северным полярным кругом.

• омывается морями: Баренцевым и Белым.

• граничит с Норвегией, Финляндией, а на юге – с Карелией.

(В результате на доске появляется таблица.)

Географическое положение Мурманской области и особенности климата

Игра “Четвёртый лишний”

Учитель: У вас на партах есть задание для внимательных и любознательных: среди перечисленных животных найдите тех, которые не смогут выжить на территории Мурманской области; объясните почему?

Лемминг, белый медведь, суслик, волк.

Росомаха, тигр, кольчатая нерпа, норка.

Гренландский кит, лось, пантера, крыса.

Куница, белка обыкновенная, заяц – беляк, утконос.

Учитель: Фауна млекопитающих Мурманской области относительно небогата. Количество видов наземных животных у нас насчитывается 32, а морских — чуть более 10. В основном фауна млекопитающих сформировалась за счет немногих наиболее холодостойких и эврибионтных видов из близлежащих северо-таежных областей. Зависимость распространения млекопитающих от определенной природной зоны — довольно слабая. Животные, связанные с водоемами (выдра, норка и ондатра), встречаются практически повсеместно, где есть подходящие условия.

В нашем крае важное значение в жизни животных имеет зимний период, занимающий большую часть года. Снежный покров, морозы, ветер — ко всем этим неблагоприятным факторам животные приспособились по-разному, хотя в этом вопросе не все еще достаточно известно. Как, например, сказывается на них смена полярного дня на полярную ночь. В целом наступление зимы вызывает очень сильные изменения в организме млекопитающих. Снежный покров на длительное время скрывает корм, для растительноядных животных наступает тяжелый период. Известно, что с наступлением зимы медведь впадает в спячку. Многие звери меняют окраску (заяц-беляк, горностай).

Какой мы можем сделать вывод: на растительный и животный мир Мурманской области оказывает влияние её географическое положение и климатические условия.

Учитель: Интересно, какие животные обитают на Кольском полуострове, и как природа позаботилась о них? Какие приспособления появились у животных в трудных условиях северных широт?

Игра “Назови животное”

• Я — самый многочисленный вид из парнокопытных животных в зоне тундры. Вот как я выгляжу. Морда и пространство между ноздрями покрыты волосами. Так легче раскапывать снег, порой прорывая ямки полуметровой глубины, чтобы добраться до ягеля. Особенное и строение ног — широкие плоские копытца могут раздвигаться, между ними растут длинные, жесткие, как щетина, волосы, что увеличивает поверхность стопы и сохраняет от мороза. Благодаря этому легко прохожу по рыхлому снегу и болотам. Волосяной покров хорошо защищает от стужи, особенно сильно он развит на шее. На зиму волосы на теле к концам утолщаются, так что под ними образуется воздушный слой, препятствующий потере тепла. Кроме того, в шерсти увеличивается количество белых волос (с воздухом в середине), отчего как бы седею. Такая шерсть задерживает излучение тепла в окружающее пространство и согревает тело. Я наиболее приспособлен к жизни в суровых условиях. Этому способствует подкожный слой жира, достигающий 3-5 см к зиме и предохраняющий его от мороза. Питаюсь растительной пищей: ягодами, грибами, травой, листьями деревьев, но основу его питания составляет лишайник ягель. (Северный олень)

• Я внешне похож на лисицу, но меньше её по размерам. Бываю двух окрасов: белого и голубого. Подошвы лап сплошь покрыты щеткой жестких волос, не исключая пальцев и пяток. Это защитное приспособление против обмораживания лап при передвижении по плотному снегу и льду. Закругленные короткие уши почти скрываются в шерсти, что также предохраняет их от охлаждения во время сильных морозов. Летом питаюсь в основном леммингами и полевками, а также поедаю яйца птенцов и даже взрослых птиц. У морских побережий лакомлюсь выброшенными волнами сайкой, моллюсками, морскими ежами. К зиме жирею, что в условиях холодной и долгой зимы является хорошим приспособлением, так как зимой кормов становится меньше, грызунов добывать из-за уплотненного снега трудно. Нехватка пищи восполняется в этот период запасом подкожного жира. (Песец)

• Мы — небольшие мышевидные грызуны с коротким хвостом. Нас называют северными пеструшками, так мы имеем пеструю окраску шерсти — желтовато-бурую с темными и светлыми пятнами. В области нас 2 вида: норвежский и копытный. Копытный населяет горную тундру. Он на зиму белеет, а когти передних лапок у него сильно разрастаются, сливаясь своими основаниями и образуя нечто вроде острых копыт. Ими он разрывает снег в поисках пищи и при устройстве зимних гнезд.

Питаемся различными частями растений, соблюдаю определенный режим, строго чередуя прием пищи со сном: час кормлюсь, 2 часа сплю, снова час кормлюсь и опять 2 часа сплю. И так все сутки. Зимой прокладываю под снегом множество ходов, отыскивая побеги, плоды и семена вечнозеленых растений. Под снежным покровом мы имеем не только пищу, но и надежную защиту от вьюг, морозов, поэтому в спячку не впадаем и даже можем размножаться. (Лемминг)

• Я — крупный хищник. Длина тела достигает 2 метров, вес тела наиболее упитанного хищника чуть превышает 200 кг. Окрас шкуры бывает от светлого до почти черного, обычно буро-коричневый. Распространен по всей таежной зоне, но могу заходить и в зону тундры. Осенью впадаю в спячку: в октябре ложусь в берлогу, в начале мая выхожу из нее. Некоторые, особенно старые, не ложатся до поздней осени, а отдельные особи бродят всю зиму. Таких животных называют «шатунами». Поздний уход в берлогу наблюдается при недостаточной упитанности животных. Летом питаюсь ягодами, грибами.

У меня хорошо развиты слух и обоняние, несколько слабее — зрение. Заметив человека, я стараюсь уйти с его пути. (Медведь бурый)

• Распространена в области везде, за исключением тех участков, где обитает песец. Я — всеядна, но основу питания составляют полевки, лемминги и другие мышевидные. Я часто охочусь на глухарей, куропаток, тетеревов. Из водоплавающих особенно страдает от меня гага. Охотится, как правило, вблизи дорог, просек, в голодные годы в поисках корма выходит на свалки. Вес тела не превышает 10 кг. Имеют рыжий окрас различной интенсивности. Совершенно черные, которых называют черно-бурыми, крайне редки.

Устраиваю свои норы на песчаных склонах, расположенных на солнечной стороне. В скалистых ущельях вблизи берегов Баренцева моря использую в качестве нор расщелины между камнями и небольшие пещеры. Мех мой очень ценен. (Лиса)

• Я широко расселился по области, живу на различных участках леса и тундры. Тело тонкое, длинное. Ноги сравнительно толстые, с большой ступней. Мех зимой чисто-белый, летом — бурый, на брюшке и летом остается белым.

Весной делаю гнездо в расщелинах скал или под корнями деревьев, выстилая его сухой травой и шкурками грызунов. В основном питаюсь грызунами. (Горностай)

• В Мурманской области я широко распространен. Встречается во всех географических зонах, включая и горную тундру. Самая высокая численность отмечается на юге области. Отличительный признак представителей этого отряда, из-за которого животных выделяют в отдельную группу, — это особое строение зубов: в верхней челюсти у них не одна, а две пары резцов. Причем вторая пара развита слабее и находится позади передних (более крупных). Резцы имеют долотообразную форму и покрыты толстым слоем эмали, что способствует постоянному росту и самозатачиванию зубов. На нижней челюсти имеется только одна пара резцов. Покровительственная окраска меха, которая меняется два раза в год – это один их самых важных способов защиты. В пище преобладают веточные корма зимой, трава – летом. Вес животного составляет в среднем около 2 кг, максимальный достигает 4 кг. (Заяц-беляк)

• По внешнему виду напоминает крупную собаку. Действительно, он выше, мощнее собаки, хвост у него прямой, опущенный «поленом». Окраска сероватая, правда, встречаются различные цветовые вариации — от рыжеватых до черноватых тонов. Животные, обитающие в Мурманской области, по-видимому, смешанного происхождения. Здесь наблюдали крупных зверей, по виду напоминающих таежных, особей с более светлой окраской, как у полярных хищников. Вес в наших условиях достигает 50 кг. Хищники живут семьями, составляют, как правило, стаю. Гон (период размножения) у них отмечается в феврале-марте. Семейная пара готовит логово в глухом месте. В конце апреля — начале мая самка приносит щенят, которых бывает до 8. Охотится главным образом на копытных (северного оленя и лося). Ущерб от хищника может быть весьма ощутимым. (Волк)

• Крупное морское животное. Он лишён ушных раковин, по суше передвигается, подтягивая задние ласты. Благодаря огромным размерам: длине 3 – 4 метра и массе около полутора тонн, длинным бивням и усам – вибриссам его не спутать ни с каким другим зверем. Питается на мелководьях, добывая моллюсков, очень редко поедает рыбу. Кожа толстая, 3 – 4 см, а местами, например на груди у самцов, достигает 7 см. Под кожей десятисантиметровый слой жира. Волосяной покров очень редкий. Размножаются медленно ( раз в два – три года), самка приносит одного детёныша и кормит его молоком почти два года. Молоко превосходит по жирности коровьи сливки (35%). (Морж)
  
  

(На карте появляются картинки с изображениями этих животных.)

Составим схему приспособления: ученики работают самостоятельно.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Задание: Среди перечисленных животных найдите тех, которые не смогут выжить на территории Мурманской области; объясните почему?

Лемминг, белый медведь, суслик, волк.

Росомаха, тигр, кольчатая нерпа, норка.

Гренландский кит, лось, пантера, крыса.

Куница, белка обыкновенная, заяц – беляк, утконос.

Задание: Среди перечисленных животных найдите тех, которые не смогут выжить на территории Мурманской области; объясните почему?

Лемминг, белый медведь, суслик, волк.

Росомаха, тигр, кольчатая нерпа, норка.

Гренландский кит, лось, пантера, крыса.

Куница, белка обыкновенная, заяц – беляк, утконос.

Задание: Среди перечисленных животных найдите тех, которые не смогут выжить на территории Мурманской области; объясните почему?

Лемминг, белый медведь, суслик, волк.

Росомаха, тигр, кольчатая нерпа, норка.

Гренландский кит, лось, пантера, крыса.

Куница, белка обыкновенная, заяц – беляк, утконос.

Какие приспособления появились у животных в трудных условиях северных широт?

Игра “Назови животное”

• Я — самый многочисленный вид из парнокопытных животных в зоне тундры. Вот как я выгляжу. Морда и пространство между ноздрями покрыты волосами. Так легче раскапывать снег, порой прорывая ямки полуметровой глубины, чтобы добраться до ягеля. Особенное и строение ног — широкие плоские копытца могут раздвигаться, между ними растут длинные, жесткие, как щетина, волосы, что увеличивает поверхность стопы и сохраняет от мороза. Благодаря этому легко прохожу по рыхлому снегу и болотам. Волосяной покров хорошо защищает от стужи, особенно сильно он развит на шее. На зиму волосы на теле к концам утолщаются, так что под ними образуется воздушный слой, препятствующий потере тепла. Кроме того, в шерсти увеличивается количество белых волос (с воздухом в середине), отчего как бы седею. Такая шерсть задерживает излучение тепла в окружающее пространство и согревает тело. Я наиболее приспособлен к жизни в суровых условиях. Этому способствует подкожный слой жира, достигающий 3-5 см к зиме и предохраняющий его от мороза. Питаюсь растительной пищей: ягодами, грибами, травой, листьями деревьев, но основу его питания составляет лишайник ягель.

• Я внешне похож на лисицу, но меньше её по размерам. Бываю двух окрасов: белого и голубого. Подошвы лап сплошь покрыты щеткой жестких волос, не исключая пальцев и пяток. Это защитное приспособление против обмораживания лап при передвижении по плотному снегу и льду. Закругленные короткие уши почти скрываются в шерсти, что также предохраняет их от охлаждения во время сильных морозов. Летом питаюсь в основном леммингами и полевками, а также поедаю яйца птенцов и даже взрослых птиц. У морских побережий лакомлюсь выброшенными волнами сайкой, моллюсками, морскими ежами. К зиме жирею, что в условиях холодной и долгой зимы является хорошим приспособлением, так как зимой кормов становится меньше, грызунов добывать из-за уплотненного снега трудно. Нехватка пищи восполняется в этот период запасом подкожного жира.

• Мы — небольшие мышевидные грызуны с коротким хвостом. Нас называют северными пеструшками, так мы имеем пеструю окраску шерсти — желтовато-бурую с темными и светлыми пятнами. В области нас 2 вида: норвежский и копытный. Копытный населяет горную тундру. Он на зиму белеет, а когти передних лапок у него сильно разрастаются, сливаясь своими основаниями и образуя нечто вроде острых копыт. Ими он разрывает снег в поисках пищи и при устройстве зимних гнезд.

Питаемся различными частями растений, соблюдаю определенный режим, строго чередуя прием пищи со сном: час кормлюсь, 2 часа сплю, снова час кормлюсь и опять 2 часа сплю. И так все сутки. Зимой прокладываю под снегом множество ходов, отыскивая побеги, плоды и семена вечнозеленых растений. Под снежным покровом мы имеем не только пищу, но и надежную защиту от вьюг, морозов, поэтому в спячку не впадаем и даже можем размножаться.

• Я — крупный хищник. Длина тела достигает 2 метров, вес тела наиболее упитанного хищника чуть превышает 200 кг. Окрас шкуры бывает от светлого до почти черного, обычно буро-коричневый. Распространен по всей таежной зоне, но могу заходить и в зону тундры. Осенью впадаю в спячку: в октябре ложусь в берлогу, в начале мая выхожу из нее. Некоторые, особенно старые, не ложатся до поздней осени, а отдельные особи бродят всю зиму. Таких животных называют «шатунами». Поздний уход в берлогу наблюдается при недостаточной упитанности животных. Летом питаюсь ягодами, грибами.

У меня хорошо развиты слух и обоняние, несколько слабее — зрение. Заметив человека, я стараюсь уйти с его пути.

• Распространена в области везде, за исключением тех участков, где обитает песец. Я — всеядна, но основу питания составляют полевки, лемминги и другие мышевидные. Я часто охочусь на глухарей, куропаток, тетеревов. Из водоплавающих особенно страдает от меня гага. Охотится, как правило, вблизи дорог, просек, в голодные годы в поисках корма выходит на свалки. Вес тела не превышает 10 кг. Имеют рыжий окрас различной интенсивности. Совершенно черные, которых называют черно-бурыми, крайне редки.

Устраиваю свои норы на песчаных склонах, расположенных на солнечной стороне. В скалистых ущельях вблизи берегов Баренцева моря использую в качестве нор расщелины между камнями и небольшие пещеры. Мех мой очень ценен.

• Я широко расселился по области, живу на различных участках леса и тундры. Тело тонкое, длинное. Ноги сравнительно толстые, с большой ступней. Мех зимой чисто-белый, летом — бурый, на брюшке и летом остается белым.

Весной делаю гнездо в расщелинах скал или под корнями деревьев, выстилая его сухой травой и шкурками грызунов. В основном питаюсь грызунами.

• В Мурманской области я широко распространен. Встречается во всех географических зонах, включая и горную тундру. Самая высокая численность отмечается на юге области. Отличительный признак представителей этого отряда, из-за которого животных выделяют в отдельную группу, — это особое строение зубов: в верхней челюсти у них не одна, а две пары резцов. Причем вторая пара развита слабее и находится позади передних (более крупных). Резцы имеют долотообразную форму и покрыты толстым слоем эмали, что способствует постоянному росту и самозатачиванию зубов. На нижней челюсти имеется только одна пара резцов. Покровительственная окраска меха, которая меняется два раза в год – это один их самых важных способов защиты. В пище преобладают веточные корма зимой, трава – летом. Вес животного составляет в среднем около 2 кг, максимальный достигает 4 кг.

• По внешнему виду напоминает крупную собаку. Действительно, он выше, мощнее собаки, хвост у него прямой, опущенный «поленом». Окраска сероватая, правда, встречаются различные цветовые вариации — от рыжеватых до черноватых тонов. Животные, обитающие в Мурманской области, по-видимому, смешанного происхождения. Здесь наблюдали крупных зверей, по виду напоминающих таежных, особей с более светлой окраской, как у полярных хищников. Вес в наших условиях достигает 50 кг. Хищники живут семьями, составляют, как правило, стаю. Гон (период размножения) у них отмечается в феврале-марте. Семейная пара готовит логово в глухом месте. В конце апреля — начале мая самка приносит щенят, которых бывает до 8. Охотится главным образом на копытных (северного оленя и лося). Ущерб от хищника может быть весьма ощутимым.

• Крупное морское животное. Он лишён ушных раковин, по суше передвигается, подтягивая задние ласты. Благодаря огромным размерам: длине 3 – 4 метра и массе около полутора тонн, длинным бивням и усам – вибриссам его не спутать ни с каким другим зверем. Питается на мелководьях, добывая моллюсков, очень редко поедает рыбу. Кожа толстая, 3 – 4 см, а местами, например на груди у самцов, достигает 7 см. Под кожей десятисантиметровый слой жира. Волосяной покров очень редкий. Размножаются медленно ( раз в два – три года), самка приносит одного детёныша и кормит его молоком почти два года. Молоко превосходит по жирности коровьи сливки (35%).

• Крупное морское животное. Он лишён ушных раковин, по суше передвигается, подтягивая задние ласты. Благодаря огромным размерам: длине 3 – 4 метра и массе около полутора тонн, длинным бивням и усам – вибриссам его не спутать ни с каким другим зверем. Питается на мелководьях, добывая моллюсков, очень редко поедает рыбу. Кожа толстая, 3 – 4 см, а местами, например на груди у самцов, достигает 7 см. Под кожей десятисантиметровый слой жира. Волосяной покров очень редкий. Размножаются медленно ( раз в два – три года), самка приносит одного детёныша и кормит его молоком почти два года. Молоко превосходит по жирности коровьи сливки (35%).

Приспособления млекопитающих к северным условиям

Низкая температура окружающей среды

Низкая температура воды северных морей

Снежный покров земли

Приспособление организмов к неблагоприятным условиям среды

В процессе приспособления к неблагоприятным условиям среды организмы смогли выработать три основных пути избегания последних.[ …]

Активный путь — это путь, способствующий усилению сопротивляемости, развитию регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на неблагоприятные факторы. Так, теплокровные животные — птицы и млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, которая оптимальна для биохимических процессов в клетках тела. Вполне очевидно, что такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять, а также специальных приспособлений во внешнем и внутреннем строении организмов.[ …]

Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Так, при недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов.[ …]

При резком ухудшении условий среды организмы разных видов могут приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние т.н. скрытой жизни. Например, некоторые мелкие организмы могут полностью высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Это состояние мнимой смерти называется анабиозом. Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором практически полностью останавливается обмен веществ, существенно расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Известно, что высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдержать температуры ниже —200 °С.[ …]

Примерами скрытой жизни могут быть оцепенение насекомых, зимний покой растений, спячка позвоночных животных, сохранение семян и спор в почве, а мелких существ — в пересыхающих водоемах. Некоторые бактерии, вт.ч. и болезнетворные, многие годы могут находиться в неактивном состоянии, пока не возникнут благоприятные условия для их «пробуждения» и последующего размножения.[ …]

Избегание неблагоприятных воздействий — это выработка организмом таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии его развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года.[ …]

Обычный для животных путь приспособления к неблагоприятным периодам — миграция. Так, сайгаки ежегодно уходят на зиму в малоснежные южные полупустыни, где зимние травы в связи с сухостью климата более питательны и доступны. Однако летом травостои полупустынь быстро выгорают, поэтому на период размножения сайгаки переходят в более влажные северные степи.[ …]

Избегание, уход от действия крайних температур или недостатка влаги свойственен организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном пути адаптации к среде. Описанные пути приспособления характерны и по отношению к другим экологическим факторам среды. Наиболее часто приспособление вида к среде осуществляется определенным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.[ …]

Рассмотрим примеры адаптации к тем или иным факторам среды.[ …]

Морфологические адаптации. Это наличие таких особенностей внешнего строения, которые способствуют выживанию и успешной жизнедеятельности организмов в обычных для них условиях. Примером подобных адаптаций является выработанное в процессе длительной эволюции строение организмов, обитающих в воде. Это, в частности, приспособления к скоростному плаванию у китообразных, к парению в воде у планктонных организмов. Растения, обитающие в пустыне, лишены листьев, и их строение наилучшим образом приспособлено к минимальным потерям влаги.[ …]

открытых учебников | Сиявула

Математика

Наука

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • класс 7А

      • Марка 7Б

      • Класс 7 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 7А

      • Граад 7Б

      • Граад 7 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • класс 8A

      • марка 8Б

      • Grade 8 (комбинированные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 8А

      • Граад 8Б

      • Граад 8 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • марка 9А

      • Марка 9Б

      • Оценка 9 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 9А

      • Граад 9Б

      • Граад 9 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • класс 4А

      • класс 4Б

      • Класс 4 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 4А

      • Граад 4Б

      • Граад 4 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • Марка 5А

      • Марка 5Б

      • Оценка 5 (комбинированные A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 5А

      • Граад 5Б

      • Граад 5 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

• • Читать онлайн

  • Учебники

    • Английский

      • класс 6А

      • класс 6Б

      • Класс 6 (вместе A и B)

    • Африкаанс

      • Граад 6А

      • Граад 6Б

      • Граад 6 (A en B saam)

  • Пособия для учителя

Наша книга лицензионная

Эти книги не просто бесплатные, они также имеют открытую лицензию! Один и тот же контент, но разные версии (брендированные или нет) имеют разные лицензии, как объяснено:

CC-BY-ND (фирменные версии)

Вам разрешается и поощряется свободное копирование этих версий.Вы можете делать ксерокопии, распечатывать и распространять их сколь угодно часто. Вы можете скачать их на свой мобильный телефон, iPad, ПК или флешку. Вы можете записать их на компакт-диск, отправить по электронной почте или загрузить на свой веб-сайт. Единственным ограничением является то, что вы не можете адаптировать или изменять эти версии учебников, их содержание или обложки, поскольку они содержат соответствующие бренды Siyavula, спонсорские логотипы и одобрены Департаментом базового образования. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution-NoDerivs 3.0 Непортированный.

Узнайте больше о спонсорстве и партнерстве с другими, которые сделали возможным выпуск каждого из открытых учебников.

CC-BY (версии без марочного знака)

Эти небрендированные версии одного и того же контента доступны для вас, чтобы вы могли делиться ими, адаптировать, трансформировать, модифицировать или дополнять их любым способом, с единственным требованием — дать соответствующую оценку Siyavula. Для получения дополнительной информации посетите Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Сравните и сопоставьте адаптации, демонстрируемые животными и растениями, которые позволяют им выживать в различных средах, таких как вариации жизненного цикла, поведение и физические характеристики животных.

На этом веб-сайте используются изображения многих насекомых, чтобы проиллюстрировать различные формы окраски или рисунка для маскировки, спаривания, общения, мимикрии и других целей. Примеры энтомологического использования включают трости, катидид, мотыльков, жуков-засад и многие другие.

Тип: изображение / фотография

Эта коллекция изображений шести разных животных иллюстрирует широкий спектр стратегий питания и физических структур, которые выросли из взаимоотношений между организмами и их пищей.Окружающая среда играет решающую роль в формировании эволюционных изменений, которым подвергаются организмы, а для животных пища является одним из наиболее важных компонентов окружающей среды.

Тип: изображение / фотография

Обычно можно взглянуть на инструмент или кухонную утварь и определить, для чего они нужны, по их форме.То же самое и с птичьим клювом. У каждого вида есть клюв определенной формы и размера, который многое говорит о том, что и как питается этот тип птиц. Эта коллекция изображений представляет собой образец разнообразия птичьих клювов, существующих во всем мире. В этом слайд-шоу представлены следующие птицы: белоголовый орлан, черноголовая ходуля, черный кулик-сорока, бурый пеликан, большая голубая цапля, большая хохлатая мухоловка, овсянка индиго, пестрый дятел, красный клюв, колпица розовая.

Тип: изображение / фотография

Форма птичьего клюва многое говорит о том, что ест птица.Будь то длинный или короткий, широкий или узкий, каждый тип клюва идеально подходит для определенного типа пищи. Эта коллекция изображений показывает широкий спектр типов клювов и видов пищи, которые можно употреблять в пищу.

Тип: изображение / фотография

Студенты узнают об услугах, которые мангровые деревья предоставляют экосистеме, помимо того, что они являются домом для снука.Они будут заполнять разные рабочие листы, используя прочитанное, а также свое собственное критическое мышление.

Тип: План урока

Студенты будут изучать влияние экзотических видов на экосистему, разыгрывая цепочку здорового питания и цепь, на которую повлияли цихлиды майя.

Тип: План урока

В этом уроке, насыщенном технологиями, учащиеся спроектируют среду обитания, в которой могут выжить растения или животные. Студенты сосредоточатся на адаптации, которая позволяет определенным растениям и животным жить в определенных средах обитания.

Тип: План урока

Студентам представлен следующий сценарий: Ужасный лесной пожар произошел в экосистеме рядом с вами! Студентам необходимо будет предоставить подробную новостную статью, в которой объясняется влияние этого пожара на пищевую цепочку и то, как местные жители могут помочь в восстановлении экосистемы.Помимо предоставления шагов по восстановлению, они также должны убедить читателей в том, что шаги необходимо предпринять заранее, чтобы подготовить экосистемы к подобным бедствиям.

Тип: План урока

Этот блок начинается с классификации животных по основным группам (млекопитающие, птицы, рептилии, земноводные, рыбы, позвоночные, живорожденные и откладывающие яйца) в соответствии с их физическими характеристиками и поведением.

Студенты рассмотрят путь потока энергии от Солнца, когда она передается по пищевой цепочке от производителей к потребителям, и узнают, каким образом растения и животные, включая человека, могут влиять на окружающую среду.

Студенты будут сравнивать и противопоставлять приспособления животных и растений, которые позволяют им выжить.

Тип: План урока

Студенты будут изучать приспособления животных и среды обитания, когда инопланетяне с похожей на Землю планеты отправляют на Землю в подарок животных со своей планеты, и животные должны быть помещены в зоопарк.Учащиеся будут использовать характеристики животных, чтобы определить среду обитания, к которой они лучше всего приспособлены.

Типовые мероприятия по выявлению (MEA) — это открытые междисциплинарные мероприятия по решению проблем, которые призваны выявить мысли учащихся о концепциях, заложенных в реалистичных ситуациях. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о МПС и о том, как они могут изменить ваш класс.

Тип: План урока

Вы когда-нибудь задумывались, почему животные и растения обладают адаптациями, которые позволяют им выживать в их уникальной среде? Этот урок позволяет учащимся расширить свои знания о среде обитания и узнать о различных адаптациях и физических характеристиках животных при выполнении небольшого исследовательского проекта.

Тип: План урока

Узнайте о влиянии изменения климата на экосистему Арктики и четырех известных млекопитающих: белого медведя, моржа, песца и белуху.

Тип: План урока

Это MEA представляет собой некоммерческую группу, которая помогает создавать сады в школах. Этот клиент хочет перейти на семена томатов, которые адаптированы к повышенной влажности почвы из-за осадков, универсальны и обладают прекрасным вкусом.Группа инженеров изучит представленные семена и разработает процедурный метод ранжирования семян на основе потребностей клиента. Команда инженеров примет решение о том, какой посевной материал лучше всего подойдет для клиента.

Типовые мероприятия по выявлению (MEA) — это открытые междисциплинарные мероприятия по решению проблем, которые призваны выявить мысли учащихся о концепциях, заложенных в реалистичных ситуациях. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о МПС и о том, как они могут изменить ваш класс.

Тип: План урока

Студенты этого MEA будут использовать реальные навыки решения проблем и навыки сотрудничества, чтобы сотрудничать с местным университетом в его усилиях по повышению осведомленности, чтобы помочь защитить и восстановить среду обитания Флоридской пантеры.Пантера Флориды — официальное животное штата Флорида.

Типовые мероприятия по выявлению (MEA) — это открытые междисциплинарные мероприятия по решению проблем, которые призваны выявить мысли учащихся о концепциях, заложенных в реалистичных ситуациях. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о МПС и о том, как они могут изменить ваш класс.

Тип: План урока

Этот ресурс представляет собой управляемый подход к исследованиям для пятиклассников.Он помогает в создании исследовательской базы, которую студенты могут использовать в качестве руководства для завершения хорошего исследовательского проекта.

Тип: План урока

Если бы вы могли жить где угодно в мире, где бы вы жили? Как вы думаете, вы могли бы выжить в любой точке мира или в любой среде обитания? Какие типы адаптации могут помочь вам выжить в среде, в которой вы мечтаете? Многие места кажутся замечательными для посещения, но вы не узнаете, подходит ли это вам, если не знаете характеристик среды обитания.Этот урок побудит ваших учеников исследовать среды обитания и приспособления, которые позволяют растениям и животным выживать в их естественной среде обитания.

Тип: План урока

Это задание по инженерному проектированию предназначено для того, чтобы помочь ученикам пятого класса применить концепции жизненных циклов растений и животных и их физических характеристик, а также поведения животных в ситуации сравнения и контраста.Он не предназначен в качестве первого знакомства с этим тестом.

Тип: План урока

Этот урок дает вам возможность подумать о том, как некоторые животные, периодические цикады, хорошо выживают в определенных условиях благодаря жизненному циклу вида.Вы сможете наблюдать за взаимодействием цикад и других организмов в окружающей среде.

Тип: План урока

Этот урок посвящен птичьему клюву и исследует взаимосвязь между птичьим клювом и ее способностью находить пищу и выживать в данной среде.

Тип: План урока

Студенты узнают, что физические характеристики животного, такие как птичий клюв, могут дать преимущество для выживания в одной среде, но не в другой.Студенты будут участвовать в моделировании и исследовании взаимосвязей структуры и функций.

Тип: План урока

В этом упражнении учащиеся проводят эксперимент, чтобы определить, важно ли обоняние для способности распознавать пищу по вкусу.Это задание поддерживает изучение процессов проектирования и проектирования.

Тип: План урока

Это задание по инженерному проектированию призвано помочь ученикам пятого класса применить концепцию того, как структурная и поведенческая адаптация способствует выживанию вида животных.Включены некоторые предлагаемые уроки по построению базовых знаний, но они не предназначены в качестве начального введения в этот тест.

Тип: План урока

В этом упражнении учащиеся получают запрос от клиента с просьбой выбрать лучшую новую породу для охоты на кротов.

Типовые мероприятия по выявлению (MEA) — это открытые междисциплинарные мероприятия по решению проблем, которые призваны выявить мысли учащихся о концепциях, заложенных в реалистичных ситуациях. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о МПС и о том, как они могут изменить ваш класс.

Тип: План урока

На уроках здесь учащиеся развивают навыки наблюдения, необходимые для письма, изобразительного искусства и естествознания.Во-первых, они пытаются использовать вызывающий воспоминания язык при описании изображений птиц из Смитсоновского национального зоопарка. Они продолжают записывать наблюдения и выдвигать гипотезы, следя за поведением животных на веб-камерах Национального зоопарка в прямом эфире. Они могут наблюдать за гигантскими пандами, тиграми, гепардами, гориллами или любым другим из дюжины других видов.

Тип: План урока

Этот урок разработан для студентов, чтобы исследовать знакомые и незнакомые экосистемы с помощью Интернет-ресурсов, изучить, как различные организмы удовлетворяют свои потребности в своей среде, а также изучить виды отношений, которые существуют между организмами в окружающей среде.

Тип: План урока

В этой практической задаче интерактивного веб-дизайна учащиеся узнают о методах маскировки головоногих моллюсков и о том, как эта адаптация животных помогает им выжить.Учащиеся изучают, как головоногие моллюски могут быстро менять цвет, создавая модельный пигментный мешок из основных материалов.

Тип: Обучающая идея

В этом видеоролике учащиеся узнают от исследователя об адаптациях, разработанных водорослями, чтобы они могли противостоять воздействию воды в их среде обитания.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении студенты изучают головы рыб и обсуждают приспособления и среды обитания.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении учащиеся будут участвовать в обсуждениях в классе и посещать Wild Kratts на PBS Kids, чтобы узнать больше о животных и о том, насколько хорошо (или плохо) они приспособились к удовлетворению своих потребностей в естественной среде обитания.

Тип: Обучающая идея

Студенты будут моделировать естественный отбор, используя различную посуду для «захвата пищи».

Тип: Обучающая идея

В этой лабораторной работе вы смоделируете, как хищники находят добычу в различных средах.Вы проанализируете, как цвет влияет на способность организма выживать в определенных условиях.

Тип: Обучающая идея

Используя фотографии животных, студенты будут изучать, как окраска, отметины и физические действия могут помочь животному лучше адаптироваться к окружающей среде.

Тип: Обучающая идея

Студенты будут изучать, как называют косаток в других странах. Они улучшат свои познания в географии, нанеся на карту имена.Наконец, студенты изучают греческие и латинские коренные слова, чтобы развить научный словарный запас.

Тип: Обучающая идея

Студенты смогут продемонстрировать изоляционные качества захваченного воздуха с учетом перечисленных материалов.Учащиеся смогут понять, как мех или перья помогают изолировать животных.

Тип: Обучающая идея

Студенты делают прогнозы, затем планируют и проводят расследование.Они обсуждают, согласуются ли их доказательства с предложенным объяснением, и сообщают о шагах и результатах своего расследования.

Тип: Обучающая идея

Этот урок посвящен птичьему клюву и исследует взаимосвязь между птичьим клювом и ее способностью находить пищу и выживать в данной среде.

Тип: Обучающая идея

В этой обучающей идее учащиеся собирают доказательства, чтобы понять особенности, которые позволяют животным удовлетворять их потребности. В частности, учащиеся изучают изображения и видео структур рта различных животных, чтобы помочь им понять, как животные приспособлены к добыванию пищи в окружающей их среде.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении учащиеся будут использовать навыки числа и аудирования, чтобы укрепить свое понимание поведения дельфинов с помощью эхолокации.Когда ученики слушают, как учитель читает рассказ о приключениях дельфина, они могут либо соединить точки, либо нанести точки на график, чтобы выяснить, что дельфин ест в конце рассказа.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении учащиеся изучают некоторые формы поведения и физические характеристики, которые позволяют организмам успешно жить в окружающей их среде.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении ученики будут использовать пластилин для лепки, чтобы сделать магниты на холодильник в форме рыб. Они будут использовать навыки наблюдения, чтобы узнать о различных типах телосложения рыб и воспроизвести их с помощью смеси для моделирования.

Тип: Обучающая идея

В этом упражнении учащиеся исследуют, как звук распространяется по воздуху, твердым телам и воде, учащиеся смогут объяснить, почему звук является эффективным средством связи и навигации для китов.

Тип: Обучающая идея

В результате этого задания учащиеся смогут понять взаимосвязь организмов и окружающей их среды.Кроме того, они получат простое понимание того, как графики используются для отслеживания и определения научных тенденций.

Тип: Обучающая идея

Ученики предскажут, насколько высоко они могут прыгнуть, а затем сравнят высоту своих прыжков с тем, насколько высоко пингвин-рокхоппер может выпрыгнуть из воды.Они будут практиковать математические навыки для определения средних значений.

Тип: Обучающая идея

Это исследование покажет студентам специализацию по видам применительно к наследственности и адаптации видов к данной среде.

Тип: Обучающая идея

В этом задании ученики будут исследовать конкретную морскую среду, чтобы создать новую (растение или животное) с адаптациями, которые подходят видам для окружающей среды, и предсказать, как новый вид может повлиять на экосистему, в которую он внедрен.

Тип: Обучающая идея

Этот ресурс представляет собой игру-симулятор, в которой учащиеся представляют растения и животных, обитающих в лесной среде обитания. Сидя в круге, они соединяются с помощью веревки, чтобы показать, как они зависят друг от друга.По мере того, как они соединяются, нить образует паутину жизни. Они также узнают, что происходит, когда инвазивные виды попадают в их среду обитания.

Тип: Обучающая идея

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.Текст подробно описывает интригующие отношения между черепахами и бабочками в тропических лесах Амазонки: бабочки пьют слезы черепах, чтобы получить концентрацию натрия! В статье также исследуется, как эти отношения влияют на оба организма.

Тип: текстовый ресурс

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.В статье рассказывается, как форма головы карликового морского конька позволяет ему быть лучшим хищником.

Тип: текстовый ресурс

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.В статье рассказывается, как с помощью высокоскоростного видео ученые могут увидеть, как пузырчатые (плотоядные растения) очень быстро ловят мелких животных.

Тип: текстовый ресурс

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.В статье описывается способность гусеницы рогового червя защищаться от хищников, используя свой источник пищи.

Тип: текстовый ресурс

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.В статье рассматривается изучение способности населения адаптироваться к среде обитания. Раздел посвящен популяции цихлид в озере Виктория.

Тип: текстовый ресурс

Этот информационный текстовый ресурс предназначен для поддержки чтения в области содержимого.«Секреты мировых экстремальных дайверов» исследует, почему морские млекопитающие могут задерживать дыхание на длительные периоды времени.

Тип: текстовый ресурс

Это информационный ресурс для учителей и студентов.Он содержит описания и изображения различных биомов, примеры некоторых растений, которые там обитают, а также некоторые приспособления, которые есть у этих растений. Этот ресурс охватывает только адаптацию растений, но не животных.

Тип: текстовый ресурс

Кокосовый остров, удаленная вулканическая вершина посреди Тихого океана, служит маяком для голодных хищников, включая тысячи акул-молотов, которые ежегодно путешествуют сюда в поисках добычи.В этом видеофрагменте из NOVA: «Остров акул» изображены некоторые типичные взаимодействия хищника и жертвы, которые происходят в богатых питательными веществами водах, окружающих остров, и акцентируется внимание на преимуществах и недостатках одной поведенческой адаптации, характерной для хищных рыб: учеба в школе.

Тип: видео / аудио / анимация

Этот фрагмент видео из NOVA: «A Desert Place» подробно описывает поведение и среду обитания некоторых существ пустыни Сонора, уделяя особое внимание адаптации, которую они используют для выживания в одной из самых экстремальных сред в мире.

Тип: видео / аудио / анимация

В этом видеофрагменте из ZOOM сравниваются и противопоставляются некоторые из наиболее интересных климатических и экологических характеристик пустыни Долины Смерти и тропических лесов умеренного климата на северо-западе Тихого океана.Адаптации, используемые растениями и животными в этом климате, обсуждаются и дополнительно освещаются в фоновом эссе.

Тип: видео / аудио / анимация

Бобра часто называют инженером природы.В этом видео-сегменте основное внимание уделяется способности бобра трансформировать среду обитания под себя. Бобр делает это с врожденной способностью строить плотины — подвиг, на который не под силу ни одному существу, кроме людей.

Тип: видео / аудио / анимация

В этом видеофрагменте исследуется мир камуфляжа, включая некоторые методы и преимущества этой важной эволюционной стратегии.Кадры из NOVA: «Животные-самозванцы».

Тип: видео / аудио / анимация

Адаптации птиц и млекопитающих в пустыне

Адаптации пустыни птиц и млекопитающих

Питер Симински

Вы когда-нибудь задумывались, как животные могут жить во враждебном пустынная среда? Вода, столь необходимая для жизненных процессов, часто бывает в дефиците.Температуры, которые варьируются от нуля до более чем 100F (38C), делают поддержание безопасной температуры тела постоянной проблемой. Добавьте к этому уловку-22 выживания в пустыне: потребность организма в воде увеличивается с повышением температуры — доступная вода обычно уменьшается по мере того, как она становится горячее. Это может показаться безвыходной ситуацией, но, как мы увидим, пустынные птицы и млекопитающие разработали множество адаптивных стратегий, позволяющих справляться с экстремальными температурами и нехваткой воды.

Основная стратегия борьбы с высокими температурами в пустыне — избегание — многие млекопитающие просто избегают высоких дневных температур, ведя ночной или сумеречный образ жизни (активны в сумерках или на рассвете).Например, рысь обычно наиболее активна в сумерках и на рассвете; Джавелина никогда не активна днем ​​летом, но может быть зимой. Даже птицы, ведущие дневной образ жизни, наиболее активны на более прохладном рассвете. Многие млекопитающие, например, кольчужные крысы или кенгуровые крысы, никогда не проявляют активности в течение дня.

Микроклиматы и норы

Еще одна стратегия избегания — поиск прохладного микроклимата. Кактусовый крапивник может просто спокойно отдыхать в тени жожоба; степной сокол будет гнездиться на выступе прохладной северной скалы и избегать жарких южных склонов.Прохладная глубокая трещина в скале может быть дневным убежищем для бледной летучей мыши, в то время как кольчатка спит весь день в нагромождении камней у подножия утеса.

Некоторые млекопитающие создают свой микроклимат. Белогорлая древесная крыса (или вьючная крыса) строит логово из подстилки пустыни — суставов чоллы, подушечек опунции, палочек и камней — внутри куста кактуса опунции. Это немного похоже на кучу мусора, может быть три фута в высоту и восемь футов в ширину. Внизу этой кучи есть ряд туннелей, ведущих к гнезду из мягких растительных волокон.Вьючная крыса проводит свой день в мягком гнезде, в некоторой степени изолированном от внешней температуры воздуха, которая может составлять 110 F (43 ° C), с температурой поверхности земли 160 F (71 ° C).

Любые мелкие млекопитающие роют норы в почве пустыни. Среда в норе намного более умеренная, чем температура поверхности, которая может иметь годовые колебания от 15F (9,5C) до 160F (71C). Многие пустынные грызуны проводят весь день в мягкой норе. (Например, крыса-кенгуру Мерриама будет выходить на поверхность пустыни менее чем на один час каждую ночь!) Белки-антилопы — это дневные грызуны, которые короткое время кормятся на жаркой дневной поверхности пустыни.Когда они ищут семена, фрукты и насекомых, их тела размером с бурундука нагреваются, хотя их пушистые хвосты свисают, как зонтики, на спину. Над землей можно часто наблюдать, как белки прижимаются животом с расставленными ногами к прохладной земле или даже плитке загородных патио в тенистых местах, позволяя, как предполагается, отводить тепло их тела к прохладной земле или земле. плитка. Было высказано предположение, что белки используют более прохладную землю в своих норках аналогичным образом, когда отступают к ним в жаркие дни.

Предположения, сделанные несколько десятилетий назад относительно поведения пустынных грызунов в их норах и колебания температуры грызунов и их нор во время летней жары в пустыне, обрели самостоятельную жизнь как «факты». Так же как и обобщения относительно температуры. в норах и гнездах вьючных крыс, которые были основаны на очень ограниченных измерениях на высоте и в условиях, сильно отличающихся от наших крайностей в пустыне. По правде говоря, нам нужно многое узнать о переносимости температуры этими животными и их стратегиях предотвращения перегрева.Мы надеемся, что текущие и будущие исследования при поддержке современных технологий дадут нам более полные ответы.

Крупные млекопитающие не зарываются в нору, спасаясь от жары пустыни. Лисица в комплекте, однако, является исключением. В отличие от любого другого североамериканского псового, китовый лис использует норы круглый год. Норы помогают ему процветать в жарких, сухих пустынных долинах — среде, которая слишком сложна для других собак. Другие крупные млекопитающие, такие как снежный баран и олень-мул, днем ​​ищут тенистые места и остаются бездеятельными.Большой размер тела действительно имеет свои преимущества в условиях жаркой пустыни: большое тело нагревается медленнее, чем маленькое. Это явление называется тепловой инерцией. Это может выиграть достаточно времени, чтобы пережить жаркий летний день.

Теплопроводность и излучение

Птицы или млекопитающие могут отводить тепло от своего тела в окружающую среду, уменьшая изоляционные свойства перьев или меха. В жаркий день трэшер с кривой клювом гладит свои перья, создавая более тонкий изолирующий слой.Койоты теряют густую зимнюю шерсть в конце весны; их ранние летние пальто относительно тонкие. Снежный баран тоже сбрасывает зимнюю шубу весной, но сбрасывает ее постепенно. Во время июньской жары сначала сбрасываются живот и затемненные части ног, создавая зону, из которой теряется тепло тела; спина, однако, остается покрыты густым пушистым мехом, который изолирует снежного барана от палящего верхнего солнца.

Птицы имеют некоторые преимущества перед млекопитающими в переносе жары.Нормальная температура тела птиц обычно выше, чем у млекопитающих. Эта более высокая температура тела означает, что перепел Гамбеля, например, с температурой тела 107F (42C), может продолжать проводить тепло в воздух, пока температура окружающей среды не достигнет 107F. (Койот, автор сравнение, имеет температуру тела of 102F.) Кроме того, расширяя кровеносные сосуды, идущие к голым чешуйчатым ногам, птица может сбрасывать излишки тепла тела в окружающую среду. Температура ног птицы может повыситься на 15 ° F (9,5 ° C) после того, как ее кровеносные сосуды расширились.Таким образом, горячая птица гладит свои перья и выпрямляется, подставляя ноги воздуху. У млекопитающих тоже есть «радиаторы». Длинные уши зайца могут передавать избыточное тепло воздуху за счет расширения кровеносных сосудов к уху. Это лучше всего работает, когда температура воздуха ниже нормальной температуры тела кролика (104F / 40C), или после того, как кролик активен.

Испарительное охлаждение

Основной метод охлаждения горячей птицы или млекопитающего — испарительное охлаждение.Когда вода испаряется с поверхности, она охлаждает ее. Когда койот задыхается, он ритмично перемещает воздух по влажным поверхностям рта, горла и языка. Вода испаряется, и эти поверхности охлаждаются. Рядом с этими поверхностями находятся многочисленные расширенные кровеносные сосуды, которые охлаждаются ими. Образовавшаяся остывшая кровь затем циркулирует по всему телу. Горячая сова будет взмахивать дряблой кожей под горлом, чтобы воздух проходил через ротовую полость. Это называется трепетанием пищевода и приводит к тому же результату, что и одышка.Одышка и трепетание горла — это энергоэффективные движения, которые сами по себе выделяют очень мало тепла.

Мозг очень чувствителен к теплу. У овец и членов семей собак и кошек испарительное охлаждение носовых ходов приводит к охлаждению специальной сети кровеносных сосудов головного мозга. Например, мозг тренирующейся собаки холоднее, чем остальное ее тело.

Vultures интересным образом используют испарительное охлаждение. Стервятник мочится на ноги, если дневная температура превышает 21 ° C.Моча испарится, охлаждая ноги и забирая больше тепла от тела горячего стервятника. Вот почему, когда дневная температура постоянно составляет около 70F, ноги стервятника белые, но когда температура постоянно ниже 70F, ноги черного стервятника становятся серыми, а ноги стервятника-индюка. красные.

Доходы на воду и расходы на воду

Птицы и млекопитающие очень нуждаются в воде. Вода служит основной транспортной средой для питательных веществ, а также средой для разбавления и удаления отходов организма.Вода участвует в большинстве химических реакций жизнедеятельности, и, как мы видели, вода является основным хладагентом организма.

Уравновешивание водного бюджета пустынных животных сравнивается с балансированием банковского счета: есть доход и расход воды. Неудивительно, что пустынные животные всегда ограничены в средствах. Хранимая вода обычно ограничивается тем, что можно поместить в кишечник или урожай. Долги не допускаются. Потеря массы тела от 10 до 15 процентов из-за потери воды может ухудшить способность животного к восстановлению; потеря 20 процентов часто означает смерть.В жаркий день в пустыне потеря воды может произойти быстро, от одного до двух литров в час у человека.

Каковы источники поступления воды и расхода воды?

Доходы от воды могут поступать из трех источников:

• Бесплатная вода (например, снежный рог пьет у водопоя)
• Вода в пище, например, Phainopepla ест сочную ягоду омелы)
• Окислительная вода (вода, вырабатываемая всеми животными при метаболизме пищи)

Расходы на воду могут быть от:

• Испарительное охлаждение
• Разведение и выведение токсичных телесных отходов
• Кал
• Яйца или молоко

Некоторые грызуны, такие как карманные мыши и кенгуровые крысы, не зависят от свободной воды или даже от влажной пищи.Кенгуровая крыса, вероятно, самая известная из них. В основном питается сухими, высокоуглеводными семенами; Один грамм семян травы производит половину грамма воды для окисления. Семена с большим содержанием жира или с высоким содержанием избегают содержания белка: первые выделяют слишком много тепла, которое может быть потеряно из-за испарительного охлаждения; последние требуют слишком много воды для разбавления отходов. Кенгуровая крыса может жить на воде, полученной при метаболизме пищи, но это только часть ее арсенала стратегий выживания в пустыне.Дополнительную воду можно получить из сухих семян, которые при хранении в норе поглощают до 30 процентов своего веса в воде из-за более высокой влажности в норе. Потери на испарение у кенгуровой крысы невелики, так как у животного нет потовых желез и через кожу пассивно теряется мало воды. Потеря воды через дыхательные пути сокращается за счет системы охлаждения носа, которая извлекает воду из воздуха, когда он проходит через носовые полости при выдохе — система охлаждения, которая, как известно, используется совместно с другими грызунами и большинством других млекопитающих.Кенгуровая крыса может производить мочу в два раза более концентрированной, чем морская вода, и фекалии, в пять раз более сухие, чем помет лабораторной крысы. Он дополнительно сохраняет влагу, ведя ночной образ жизни. Наконец, кенгуровая крыса обычно размножается только тогда, когда зеленая растительность или насекомые доступны для пополнения ее водного баланса.

Другие грызуны, не имеющие регулярный доступ к бесплатной воде потребляют сочные животные и суккуленты и их плоды. Вьючные крысы и мыши-кактусы являются хорошими примерами такой стратегии кормления.В июне, самом засушливом месяце года, вьючные крысы могут выжить на чолле и опунции; кактусовые мыши могут выжить за счет плодов кактусов и насекомых. Помимо грызунов, есть много других животных, которые получают большую часть воды с пищей. Эльфийские совы выживают на катидидах и скорпионах. Вилороги могут выжить в воде в плодах чоллы. Китовые лисы могут удовлетворить свои потребности в воде за счет воды в своем диета кенгуровых крыс, мышей и кролики вместе с небольшим количеством растительного материала. Другие жители пустыни, такие как койотам, оленям-мулам и снежным баранам периодически требуется бесплатная вода.Фактически, их дома вращаются вокруг водоемов. Такие животные, в том числе мы, люди, встречаются только там, где есть свободная вода или где ее можно транспортировать.

Люди в жаркой засушливой среде

Люди физиологически очень хорошо умеют сохранять прохладу, но довольно плохо экономят воду. Потоотделение — основной метод охлаждения тела; испарение пота со всего тела охлаждает обнаженную кожу. Однако в очень жаркий день в пустыне человек теряет с потом до 12 литров (чуть более 3 галлонов) воды.

У людей есть специальный механизм для охлаждения большого мозга: кровь, охлаждаемая испарением пота на лице и голове, проникает в череп через крошечные эмиссарные вены, таким образом доставка свежеохлажденной крови в мозг. Этот черепной радиатор уникален среди приматов.

Вертикальное положение на двух ногах также дает некоторые преимущества для сохранения хладнокровия. Когда солнце находится прямо над головой, только голова и плечи освещены солнцем — у четвероногого животного вся спина, плечи и голова находятся на солнце.Поэтому люди получают гораздо меньше солнечного тепла, чем четвероногие животные. К тому же, стоя прямо, большая часть тела поднимается над раскаленным полом пустыни; это означает, что скорость поступления тепла от поверхности пустыни у людей намного меньше, чем у четвероногих. Вертикальное положение также подвергает большую часть тела воздействию потоков холодного воздуха, и, таким образом, тепло тела может теряться из-за конвекции.

Нагота — тоже преимущество. Без изолирующего меха тепло легче теряется из-за конвекции, а пот легче испаряется.А эта прядь густых волос на макушке — больше, чем просто украшение — она ​​защищает голову и ее чувствительный к теплу мозг от солнца.

В отличие от других пустынных млекопитающих, люди придумали много культурная и технологическая адаптация к пустынной жаре и засушливости. Представьте себя в типичный летний день в пустыне Сонора. Какие методы и приспособления вы используете, чтобы сохранять прохладу и питье?

Адаптации | manoa.hawaii.edu/ExploringOurFluidEarth

Млекопитающие приспособились к выживанию в любой среде обитания, где встречаются другие таксоны животных.Исключением из этого правила являются глубоководные бентические среды обитания, хотя некоторые китообразные действительно ныряют глубоко. У морских млекопитающих есть множество приспособлений, которые позволяют им выживать в различных водных средах обитания. На рис. 6.18 показаны некоторые примеры адаптации млекопитающих.

Плавание

У морских млекопитающих есть несколько приспособлений для плавания. Облигатный пловец — это любой вид, который всю жизнь проводит в воде. Все киты и дельфины являются обязательными пловцами.В отличие от ластоногих, выдр и белых медведей, китообразные не могут выжить на суше в течение длительного периода времени. Точно так же все сирены — обязательные пловцы. И китообразные, и сирены хорошо приспособлены к плаванию через миллионы лет эволюции путем естественного отбора. У них гладкое обтекаемое тело с очень небольшим количеством волос и передними конечностями в форме ласт (рис. 6.18 B). У китообразных и сирен широкие плоские мускулистые хвосты (рис. 6.18 C). Эти приспособления помогают китообразным и сиренам эффективно плавать в воде.

Другие группы морских млекопитающих приспособились к жизни как в море, так и на суше. Ластоногие, выдры и белый медведь не являются обязательными пловцами, потому что они могут жить на суше. Ластоногие и выдры имеют мощные перепончатые конечности, которые позволяют им быстро плавать (рис. 6.18 D). У них также есть мощные задние конечности, которые позволяют им ходить по суше. Белые медведи — настоящие морские млекопитающие, потому что они проводят большую часть своего времени, плавая в открытом океане, хотя они тоже могут длительное время жить на суше.Они приспособили широкие лапы к своим мощным передним конечностям, что позволяет проплыть сотни миль за несколько дней. В отличие от групп облигатных пловцов, ластоногие, выдры и белый медведь имеют густой, толстый мех, который согревает их в воде и вне ее.

Деятельность

Изучить роль жира и шерсти морских млекопитающих в поддержании внутренней температуры тела.

Выработка и удержание тепла

Эндотермия — это процесс выделения тепла в результате химического переваривания пищи.Слово эндотермия происходит от греческого корня, означающего тепла в пределах . Эндотермических животных иногда называют теплокровными. Все млекопитающие эндотермичны и используют различные механизмы для поддержания постоянной гомеостатической внутренней температуры тела. Гомеостаз — это состояние системы организма, которое активно регулируется, чтобы оставаться стабильным. Если температура тела млекопитающего начинает падать, оно может дрожать или увеличивать скорость метаболизма, превращая энергию пищи в тепло.Если млекопитающее начинает перегреваться, оно может выделять пот или усиливать приток крови к коже, чтобы охладиться. Эти механизмы позволяют млекопитающим процветать в самых разных средах.

Морские млекопитающие по определению проводят большую часть, если не все, время в океане. Вода в океане намного холоднее, чем внутренняя температура тела большинства млекопитающих. Кроме того, многие виды морских млекопитающих живут в полярном климате или ныряют в холодные глубокие воды.

Основной способ, которым морские млекопитающие адаптировались для поддержания внутренней температуры тела в этих холодных условиях, — это изоляционные слои, сохраняющие тепло тела. Жир — это плотный слой жировой ткани под кожей почти всех морских млекопитающих (рис. 6.19). Исключения составляют белый медведь, калан и морская выдра. У некоторых морских млекопитающих сала больше, чем у других. У морских свиней обычно всего 2,5–3 сантиметра (см) жира. Гренландский кит может иметь до 50 см жира. Хотя у белых медведей нет настоящего жира, у них есть такой же слой толстой жировой ткани — до 11 см толщиной — под густым мехом.

Наземные млекопитающие сохраняют тепло в холодном климате, покрывая их тела толстым слоем шерсти.В воде мех также служит для согрева млекопитающих, удерживая слой теплого воздуха возле кожи. У калана самый густой мех среди всех млекопитающих: до 165 000 волосков на квадратный сантиметр кожи. Они поддерживают эту пушистую изоляцию, постоянно ухаживая за собой и друг за другом. Ластоногие используют комбинацию подкожного жира и густого меха для сохранения тепла тела.

Эта комбинация эндотермического производства тепла и толстого изолирующего жира и меха позволяет морским млекопитающим выжить в некоторых из самых холодных сред на Земле.

Дайвинг-приспособления

Типичный человек может задерживать дыхание под водой менее двух минут. При длительной тренировке некоторые спортсмены-фридайверы могут задерживать дыхание до 12 минут (рис. 6.20). В случае с морскими млекопитающими несколько минут — это относительно короткий период времени для действий, которые они должны выполнять под водой — охоты за едой, размножения, общения и навигации. В то время как большинство морских млекопитающих совершают несколько коротких погружений, некоторые регулярно совершают длительные глубокие погружения (рис.6.21). Калифорнийские морские львы ныряют на глубину до 200 метров и проводят под водой примерно две минуты за раз. Морские слоны проводят 90 процентов своего времени под водой, в среднем 20 минут на каждое погружение и обычно кормятся на глубинах 300–600 м (рис. 6.22). Кашалоты (рис. 6.21) — одни из самых глубоко ныряющих организмов на планете. Были зарегистрированы отдельные кашалоты, ныряющие на глубину 2250 м и находящиеся под водой почти 90 минут. Кашалоты обычно кормятся добычей в течение почти часа на глубинах до 1000 м.Самое глубокое ныряющее из известных млекопитающих — клювовый кит Кювье ( Ziphius cavirostris ). Было зарегистрировано, что помеченная особь этого вида нырнула на глубину 2992 м.

Погружение осложняется резким увеличением давления под водой. При каждом увеличении глубины на 10 м ниже уровня моря давление увеличивается на одну атмосферу (атм). Воздух сжимается под давлением. Например, воздушный шар, наполненный одним литром (л) воздуха на поверхности, уменьшается в размере на 50 процентов при перемещении на 10 м ниже поверхности.У млекопитающих в ушах и легких есть заполненные воздухом пространства, и все они могут разрушиться под высоким давлением. У некоторых морских млекопитающих есть приспособления, которые заполняют воздушные пространства в ушах кровью, которая, будучи жидкостью, не сжимается значительно под давлением. Есть также несколько видов, которые развили структурные приспособления, такие как гибкие грудные клетки, которые позволяют их дыхательным путям и легким сжиматься при нырянии, а затем снова расширяться при всплытии.

Повышение давления, связанное с дайвингом, также представляет физические проблемы для млекопитающих с точки зрения растворимости газа.По мере увеличения давления парциальное давление каждого газа в воздухе может увеличиваться до токсичного для организма уровня. Парциальное давление газа, такого как N ₂ или O ₂ , в газовой смеси, такой как воздух, представляет собой давление этого газа в объеме всей смеси. На поверхности, где полное давление составляет 1 атм, парциальное давление N ₂ составляет 0,79 атм, а для O ₂ — 0,21 атм. На глубине 100 метров парциальное давление N ₂ составляет 8,69 атм, а для O ₂ — 2.31 атм. Кислород становится токсичным для человека при парциальном давлении 1,6 атм или выше. Газообразный азот при парциальном давлении 3 атм или выше может нанести вред аквалангистам и привести к различным симптомам, напоминающим алкогольное опьянение, включая эйфорию и галлюцинации. Аквалангисты называют это нарушение азотным наркозом. Еще одна проблема, с которой сталкиваются морские млекопитающие, заключается в том, что на больших глубинах газ поглощается тканями и кровью организмов. Чем выше парциальное давление газа и чем дольше животное остается под водой, тем сильнее насыщаются ткани.Хотя на глубине это не проблема, когда животное возвращается на поверхность, оно должно выпустить отходящий газ или выдохнуть газ, который они поглотили в своей ткани. Если организм выходит на поверхность слишком быстро, газы могут пузыриться в ткани, вызывая повреждения и даже летальный исход. Это называется декомпрессионной болезнью. По этой причине аквалангисты должны медленно возвращаться на поверхность в отходящие газы. Одним из наиболее важных способов адаптации морских млекопитающих к проблемам погружения под высоким давлением является вытеснение большей части воздуха из легких перед погружением.Такое поведение может снизить воздействие газового отравления и декомпрессионной болезни.

Всем млекопитающим, включая морских, необходимо дышать, чтобы обеспечивать кислородом клетки, ткани и органы, чтобы они могли функционировать. В отличие от рыб, у морских млекопитающих нет жабр для извлечения кислорода непосредственно из воды. Вместо этого им приходится иметь дело с недостатком кислорода, связанным с задержкой дыхания, когда они находятся под водой. Недостаток кислорода приводит к снижению метаболизма и большей зависимости от анаэробного дыхания для питания клеточных механизмов.Анаэробное дыхание обеспечивает гораздо меньший выход энергии, чем аэробное дыхание. Еще одно последствие анаэробного дыхания — накопление токсичного побочного продукта — молочной кислоты. Большинство млекопитающих могут переносить небольшое количество молочной кислоты в течение короткого периода времени. Во время глубоких погружений, когда анаэробное дыхание является обычным явлением, многие морские млекопитающие обладают адаптациями, способствующими переносимости молочной кислоты. Например, у многих глубоководных млекопитающих повышен уровень ферментов, которые помогают расщеплять молочную кислоту.Еще одна адаптация к задержке дыхания заключается в том, что многие морские млекопитающие увеличили количество кислорода, который может храниться во внутренних тканях, по сравнению с их наземными аналогами, прежде всего в легких, мышцах и крови. Для этого в крови и мышцах повышается концентрация молекул, переносящих кислород, называемых гемоглобином и миоглобином. У морских млекопитающих также, как правило, повышенный объем крови по сравнению с человеком или другими наземными млекопитающими. У людей объем крови составляет семь процентов от массы тела, тогда как у морских млекопитающих он колеблется от 10 до 20 процентов.

Адаптация животных к разному климату

Климат меняется от места к месту. Вот почему животные обладают особыми характеристиками, которые позволяют им жить в определенном климате. Эти особые характеристики называются адаптациями. Адаптации можно определить как изменения в структуре или поведении организма, которые позволяют ему выживать в определенной среде обитания.

Миграция
Миграция — интересное занятие, изображаемое некоторыми птицами и животными.Это связано с массовым перемещением птиц и животных из одного места в другое в ответ на сезонные изменения. Они мигрируют, чтобы избежать неблагоприятных условий доступности пищи и температуры. Они возвращаются на родину, когда возвращаются благоприятные условия. Некоторые птицы даже мигрируют, чтобы отложить яйца.

Горячий и сухой (пустынный) климат
В жарком и сухом климате воды мало, и животные нуждаются в приспособлениях для экономии воды. Здесь большинство животных могут получать воду из растений, которые они едят, особенно из сочных (мясистых и сочных), таких как кактусы.Некоторые животные также получают воду из жидкостей тел животных, которых они едят. Давайте посмотрим на некоторых животных и на то, как они приспосабливаются к жаркому и сухому климату.
Верблюды

• У верблюдов длинные ресницы, волосы на ушах и ноздри, которые они могут закрывать, чтобы песок не попадал внутрь при дутье ветра.
• У них густые брови, дающие тень от яркого Солнца.
• Их широкие ступни помогают им ходить по песку, не погружаясь в него.
• Горб верблюда — резервуар жировой ткани.Верблюд может прожить неделю или больше без воды и несколько месяцев без еды.
• У верблюдов толстые губы, которые помогают им питаться колючими растениями пустыни, не причиняя себе вреда.
• В отличие от большинства млекопитающих, верблюд может выдерживать перепады температуры тела в течение дня от 34 ° C до 41,7 ° C (93 ° F-107 ° F). Это позволяет верблюду экономить воду, не потея при повышении температуры окружающей среды.

Рептилии и птицы выделяют метаболические отходы в виде мочевой кислоты, нерастворимого белого соединения, расходуя при этом очень мало воды.

Крысы-кенгуру живут в норах, которые они заделывают, чтобы блокировать полуденную жару и рециркулировать влагу из собственного дыхания. Они активны только утром и вечером, чтобы спастись от палящего зноя. Удивительный факт об этих животных заключается в том, что они не пьют воду. Все свои потребности они получают, переваривая сухие семена. Различные виды обитающих в пустынях сусликов и жаб остаются в спящем состоянии, спят всю самую жаркую часть лета.

Фенек ведет ночной образ жизни и ищет пищу только ночью, когда менее жарко.Днем фенек держится в логове с другими лисицами. Его длинные уши помогают ему рассеивать тепло.

Горячий тропический и умеренный климат
В тропиках жарко и влажно, а в регионах с умеренным климатом довольно тепло. Следовательно, животные, обитающие в тропиках, имеют приспособления в основном для регулирования температуры и для более быстрого испарения воды, чтобы она не становилась слишком липкой и неудобной. Испарение воды из тела оставляет охлаждающий эффект. Эти животные вызывают более быстрое испарение из-за активного потоотделения, одышки и облизывания.Как и в жарком климате пустыни, животные здесь более активны рано утром, вечером или ночью. Гориллы, обезьяны, ягуары, ленивцы и красочные птицы, такие как ара, можно найти в этом регионе.
Животные, обитающие в тропиках, обычно имеют длинные ноги и хвосты. У многих здешних животных очень большие уши.
Хлопание этих огромных ушей помогает дуть воздуху, который охлаждает кровь и, в свою очередь, охлаждает тело. Теперь вы знаете, почему у африканских слонов такие огромные уши.
Эти уши работают как вееры.
Листовые и палочные насекомые имеют форму или окраску, соответствующую их окружению. Это затрудняет их обнаружение.

Поскольку в этом регионе обитает много видов животных, конкуренция за пищу очень высока. Многие животные адаптировались, научившись есть пищу, которую редко едят другие, что снижает конкуренцию. Некоторые животные, например обезьяны, живут на деревьях. Это защищает их от хищников, которые живут на земле.
Чрезвычайно холодный климат
Животные, живущие в холодных регионах, обычно имеют приспособления, позволяющие сохранять тепло за счет слоев жировых отложений.Они принимают температуру воды, которая обычно стабильна. Некоторые крупные рыбы и млекопитающие согревают свое тело за счет чрезмерной мышечной активности и толстого водонепроницаемого меха.

Белые медведи

• У белых медведей и многих других животных, таких как тюлени, киты и моржи, под кожей имеется толстый слой жира, называемый жиром, который сохраняет их тела в тепле и защищает их от холода.
• Белый мех белого медведя — хороший изолятор от холода.Кроме того, это помогает животному замаскироваться от добычи, что позволяет ему хорошо охотиться как на суше, так и в воде.
• Самки белых медведей роют норы в снегу, где они могут впадать в спячку, то есть оставаться бездействующими или бездействующими в худшую часть зимы. Это позволяет им выжить без еды и воды в холодное зимнее время года. Жировые запасы тела преобразуются в энергию для функционирования организма во время спячки. В берлоге рождаются детеныши.

Пингвины собираются в группы, чтобы согреться и сражаться со своими врагами.Пингвины-самцы сбиваются в кучу, чтобы защитить яйца, отложенные самкой, от сильного холода.
При воздействии холода яйца разрушаются. Затем самки пингвинов возвращаются в море, чтобы покормить себя и принести еду для своих птенцов.

Arcticfox , канадская рысь и арктический заяц обычно намного крупнее представителей того же вида, живущих в более теплом климате. У них большие пушистые лапы и пушистые ушки. Пушистые лапы действуют как снегоступы и помогают им легко передвигаться по снегу.Пушистые ушки не пропускают холод.

Арктические птицы , такие как куропатки, имеют перья до ног, чтобы согреться. Эти куропатки остаются в Арктике круглый год, в то время как некоторые птицы, такие как снежные гуси и полярные крачки, мигрируют в более теплые регионы зимой и возвращаются только после того, как лето начинает селиться.

Стратегии адаптации: жвачные животные | Границы животных

Последствия

• Рост населения и ограниченный доступ к пахотным землям означают, что животноводческие системы должны будут либо интенсифицироваться, либо производить больше за счет сокращающейся базы земли и других ресурсов.

• Изменчивые и непредсказуемые условия окружающей среды означают, что животноводство сталкивается с многочисленными проблемами. Помимо климата, к этим проблемам относятся повышенный риск заболеваний, повышенный дефицит питательных веществ и нехватка капитала для поддержки диверсификации.

• Прогнозируемые изменения климата вызовут давление отбора на признаки, важные для биологической пригодности (и продуктивности).

• Генетическая адаптация важна для будущего животноводческих систем.Адаптация животных предполагает компромиссы, которые необходимо учитывать при выборе животных для использования в программах разведения.

Основные проблемы

Почему животным нужно приспосабливаться? Какие проблемы необходимо решить (например, низкая фертильность, проблемы с питанием)? Это важные вопросы, с которыми сталкиваются животноводы и зоотехники. Адаптация животных является функцией ряда взаимосвязанных факторов (например, животное × управление × ресурсы).Адаптивность животных зависит не только от самих животных, но и от их воспитателей и использования ими имеющихся ресурсов (например, земли, корма, воды и капитала). Любое обсуждение адаптивности животных должно охватывать все факторы, которые будут либо повышать, либо снижать адаптивность (Gaughan and Cawdell-Smith, 2017). Кроме того, необходимо рассмотреть краткосрочные и долгосрочные стратегии улучшения адаптации.

В широком смысле адаптация — это негенетический (краткосрочный или фенотипический) и генетический (долгосрочный или поколенческий) ответ на вызов (стрессор).Негенетические реакции на стрессорный фактор могут быть краткосрочными, например, снижение потребления корма и учащение дыхания при воздействии высокой температуры окружающей среды. Однако краткосрочные реакции также имеют генетическую основу: одни животные лучше справляются с воздействием тех же стрессоров, чем другие. Многие стратегии управления представляют собой краткосрочные ответы на острые проблемы, такие как обеспечение тени и диетические манипуляции. Это уменьшает проблему, но не приводит к генетическим изменениям.

Повышение продуктивности за счет целевого отбора признаков у жвачных животных хорошо задокументировано.Однако отбор животных для достижения высоких уровней продуктивности повысил восприимчивость животных к экологическим проблемам. Например, общепризнано, что высокопродуктивные молочные коровы более восприимчивы к тепловому стрессу, чем низкопродуктивные коровы. Использование коров с низкой продуктивностью может снизить тепловой стресс, снизить надои и снизить производственные затраты. Однако это приведет к концентрации затрат на техническое обслуживание со снижением эффективности и увеличением выбросов парниковых газов. Оптимального животноводства легче всего, но не обязательно наиболее экономично, достичь в контролируемых условиях окружающей среды, что чаще наблюдается у нежвачных животных по сравнению с системами производства жвачных.

Проблем много, и они не всегда напрямую влияют на продуктивность животных. Например, хроническое пребывание в жарких условиях может привести к ухудшению количества и качества пастбищ, что приведет к ухудшению питания и пищевых результатов, что приведет к репродуктивной недостаточности, замедлению роста и повышению риска заболеваний. В этой сфере адаптация животных не обязательно имеет первостепенное значение, поскольку она больше связана с правильным питанием и, следовательно, требуется комплексный подход на ферме (Thamo et al., 2017).Задачи состоят в том, чтобы определить, есть ли необходимость в адаптации, в улучшении содержания животных (т. Е. В управлении и адаптации к ресурсам) или в том и другом.

Адаптация к чему?

Улучшение адаптации животных будет работать только в том случае, если другие аспекты их среды / управления также будут адаптированы. Например, выращивание термоустойчивого крупного рогатого скота не имеет большого значения, если не хватает корма и воды, чтобы обеспечить генетическое проявление желаемых признаков, или если продуктивность этих животных чрезвычайно низкая.Важно понимать, что реакция животного на определенный набор стрессоров может со временем измениться, потому что животное приспосабливается к этому стрессору или проблеме. Хотя возможно, что акклиматизация или адаптация могут облегчить стрессовую реакцию, продуктивность животного (удой, скорость роста, фертильность) может не вернуться к уровням до стресса. Это загадка или компромисс, с которым сталкиваются животноводы и животноводы. Адаптация часто происходит за счет производительности, и выживаемость часто лучше у животных с «низкой» производительностью, потому что их потребности в ресурсах (особенно в корме) и внутренняя выработка тепла не так велики (Gaughan and Cawdell-Smith, 2017).Стрессоустойчивые животные, как правило, имеют более низкую продуктивность, потому что они адаптированы к условиям. Колдиц и Хайн (2016) предложили уделять больше внимания разведению и содержанию животных для повышения устойчивости к применяемым стрессорам. Они заявили, что методы животноводства, которые включают в себя физические и социальные факторы стресса, а также взаимодействие с людьми, могут быть использованы для характеристики устойчивых фенотипов к заданному набору проблем.

Ключом к нашему пониманию реакции животных на стресс-факторы и их способности адаптироваться, является определение стресс-факторов, а также определение того, к чему мы хотим, чтобы животные тоже адаптировались.Часто говорят о негативном влиянии высокой температуры окружающей среды на продуктивность животных. Однако животные редко подвергаются воздействию единственного фактора стресса. Например, Sejian et al. (2013) обсудили влияние нескольких факторов стресса на овец и пришли к выводу, что кумулятивные эффекты чрезмерной тепловой нагрузки, плохого питания и необходимости преодолевать большие расстояния до источников корма и воды ставят под угрозу продуктивность и воспроизводство овец малпура (адаптированная местная порода полусухих овец). -засушливые тропические районы Индии).Хотя один фактор стресса может быть важным, совокупные эффекты нескольких факторов стресса значительны, и некоторые из них могут быть скорее мультипликативными, чем аддитивными.

Стратегии адаптации

Стратегии, используемые для поддержания продуктивности жвачных животных, можно в широком смысле классифицировать как адаптацию (например, развитие толерантных пород, улучшение доступа к воде, улучшение пастбищных видов), смягчение последствий / улучшение (например, меры по питанию, манипуляции с экосистемой рубца, обеспечение тени , корпус, вентиляторы и спринклеры; Таблица 1).

Стратегии адаптации домашнего скота

В обзоре потребностей животноводства в смягчении последствий и адаптации , Zhang et al.(2017) заявили, что в целом животноводы адаптировались к изменению климата за счет (1) перехода от выращивания сельскохозяйственных культур к выпасу; (2) внедрение смешанных систем растениеводства и животноводства; и (3) уменьшение поголовья и / или размера стада. Однако в заключение они заявили, что ответные меры не обязательно преодолевают все неблагоприятные эффекты, с которыми можно столкнуться.

Универсальных стратегий нет. Некоторые стратегии могут иметь глобальное применение, другие — региональные, а третьи — на уровне фермерских хозяйств. Некоторое беспокойство вызывает отсутствие систематических глобальных обзоров того, как сектор животноводства подвержен влиянию климатических изменений и адаптируется к ним (Escarcha et al., 2018).

Ограничения адаптации

Недавний обзор Escarcha et al. (2018) перечислили ряд факторов, которые могут ограничивать стратегии адаптации. К ним относятся недостаток информации на системном уровне; отсутствие адекватных исследований, особенно в Азии и Южной Америке; тот факт, что наращивание потенциала сильно зависит от правительства и других институтов; пастырские системы, особенно системы общинного землевладения; ограниченный доступ к природным, капитальным и трудовым ресурсам; слабая рыночная инфраструктура и организация.Другие области, сдерживающие адаптацию, — это недостаток доверия к науке об изменении климата и множество неизвестных относительно того, как изменение климата повлияет на системы животноводства.

Механизмы адаптации

Морфологическая адаптация

Морфологические адаптации включают короткие и тонкие волосы, светлый цвет волос, слегка пигментированную кожу, более высокую плотность потовых желез, стройные ноги и меньшее количество подкожного жира. Пальто является основным защитным слоем от прямого воздействия солнечного излучения.Fanta (2017) сообщил, что коровы со светлым окрасом шерсти в тропических регионах отражают солнечную радиацию; тем самым защищая животное от неблагоприятного воздействия солнечной радиации. В то время как крупный рогатый скот с темной окраской шерсти будет поглощать больше солнечного излучения, что увеличивает их тепловую нагрузку. Крупный рогатый скот, адаптированный к засушливым регионам, обладает гладкой, короткой и тонкой шерстью (ген гладкой шерсти), которая усиливает отвод тепла. Потоотделение позволяет животным справляться с жарким климатом. У крупного рогатого скота термотолерантность напрямую связана с плотностью потовых желез и скоростью потоотделения.Следовательно, животные в жарких регионах поддерживают потовые железы большего диаметра, объема, периметра и плотности. Кроме того, породы крупного рогатого скота в тропических регионах, как правило, имеют меньший размер тела по сравнению с породами умеренного климата (Sejian et al., 2018).

Овцы со светлым окрасом шерсти, гладкие и блестящие, отражают больше солнечного излучения, чем шерсть темной, густой или шерстистой. Кроме того, овцы с ковровой шерстью лучше защищают себя от солнечного излучения, способствуя отводу тепла через кожу (Sejian et al., 2018). Овцы с более длинной, толстой и темной шерстью подвергаются большему стрессу и демонстрируют более высокую ректальную температуру и уровень потоотделения в тропических регионах, чем седые овцы.

Козы — опытные животные, обитающие в пустынях. Физиологические характеристики коз дают им преимущество перед другими видами жвачных животных в суровых условиях окружающей среды. Их небольшой размер тела, структура шерсти и высокая пищеварительная способность помогают им выжить в суровых климатических условиях. Кроме того, карликовые козы лучше выживают в засушливых регионах, чем другие породы, отчасти потому, что их уши короткие, стоячие и заостренные вперед, а их шерсть светлая.Козы, населяющие засушливые районы, обладают длинным ворсом из грубых волокон, чтобы защитить себя от жары днем ​​и холода ночью. Кроме того, козы в регионах с умеренным климатом имеют шерсть из длинных грубых волокон и сезонную шерсть из коротких тонких волокон для защиты от сильного холода.

Поведенческая адаптация

Поведенческие реакции помогают в процессе акклиматизации животных при воздействии высокой тепловой нагрузки. Поведенческие реакции, изученные у подвергшихся тепловому стрессу жвачных животных, включают поиск тени, снижение потребления корма, увеличение потребления воды и частоту поения, увеличение времени стояния, уменьшение времени лежания и уменьшение частоты дефекации и мочеиспускания.Поиск тени — это самая быстрая поведенческая реакция, наблюдаемая у животных, подвергшихся тепловому стрессу. Как правило, молочный скот использует тень в ясные дни, когда температура воздуха превышает 21 ° C, а продолжительность использования тени увеличивается по мере увеличения температуры воздуха и повышения солнечной радиации, при этом коровы часто проводят в тени более 10 часов в день. Использование тени сокращает время выпаса и, как следствие, снижает удои или замедляет рост. Овцы, хотя обычно более выносливы, также будут искать тени при воздействии повышенных температур.

Снижение потребления корма — это адаптивный механизм, который снижает метаболическую выработку тепла у животных летом. В многочисленных исследованиях сообщалось о снижении потребления корма крупным рогатым скотом, овцами и козами во время воздействия тепла (Valente et al., 2015; Aleena et al., 2018). Кроме того, Curtis et al. (2017) высказали мнение, что поведенческие исследования показали различия в характере выпаса крупного рогатого скота в жарких условиях с меньшим и большим временем выпаса в течение дня и ночи, соответственно. В жарких условиях у различных жвачных животных наблюдается повышенное потребление воды и частота поения (Valente et al., 2015; Aleena et al., 2018). Brscic et al. (2007) установили, что у крупного рогатого скота, подвергшегося тепловому стрессу, частота мочеиспусканий снижалась, в то время как Chedid et al. (2014) сообщили, что пустынные овцы компенсируют повышенную потерю воды, концентрируя мочу во время экстремальной тепловой нагрузки. На время стояния и лежания также влияет высокая тепловая нагрузка. Овцы и крупный рогатый скот, подверженные тепловому стрессу, как правило, проводят больше времени стоя, чтобы переориентироваться, чтобы избежать прямого солнечного излучения и излучения почвы.

Физиологическая адаптация

Физиологическая адаптивность — один из основных механизмов реакции, который помогает выжить животным во время воздействия высокой тепловой нагрузки.Воздействие на животных тепловой нагрузки вызывает увеличение рассеивания избыточного тепла тела в окружающую среду, что снижает тепловую нагрузку на их тело. Кроме того, рассеяние избыточного тепла тела вызывается физиологическими реакциями, включая учащенное дыхание, ректальную температуру, частоту пульса, температуру кожи и скорость потоотделения. Психологические реакции показывают отчетливые суточные колебания в дневное время, в то время как значения остаются стабильными в течение ночи (da Silva et al., 2017). Снижение тепла тела ночью помогает животным справляться с повышенной температурой в дневное время.Частота дыхания и ректальная температура являются идеальными показателями для количественной оценки теплового стресса у нескольких видов жвачных животных (Chauhan et al., 2014).

Биохимическая адаптация крови

Тепловой стресс приводит к изменению биохимических показателей крови. Тепловой стресс вызывает увеличение гемоглобина и объема упакованных клеток у крупного рогатого скота, и эти изменения считаются постепенным развитием адаптивных характеристик у крупного рогатого скота (Mazzullo et al., 2014). Кроме того, есть несколько гормонов, которые участвуют в управлении механизмом гомеотермии у жвачных животных.Стремясь адаптироваться к более высоким температурам окружающей среды, животные снижают секрецию гормонов щитовидной железы для контроля метаболической активности и, следовательно, выработки тепла телом. Кроме того, кортизол является основным биохимическим маркером теплового стресса у жвачных животных. Существенное повышение уровня кортизола во время теплового стресса указывает на уровень стресса у жвачных животных (Sivakumar et al., 2010; Sejian et al., 2013). Супероксиддисмутаза и глутатионпероксидаза являются индикаторами окислительного стресса у овец и крупного рогатого скота, особенно во время воздействия чрезмерной тепловой нагрузки.Сообщалось о повышении концентрации этих антиоксидантов у овец (Chandra and Aggarwal, 2009; Chaudhary et al., 2015) и молочного скота (Bernabucci et al., 2002).

Метаболическая адаптация

При воздействии высокой тепловой нагрузки секреция лептина и адипонектина повышается, при этом лептин стимулирует гипоталамическую ось, что приводит к снижению потребления корма, в то время как адипонектин изменяет пищевое поведение посредством периферических и центральных механизмов.Verma et al. (2000) объяснили это снижение потребления корма прямым влиянием повышения температуры на центр насыщения гипоталамуса. Изменения концентрации гормонов щитовидной железы в крови отражают метаболический и питательный статус животного. Разница в биологической активности этих гормонов помогает поддерживать метаболический баланс в стрессовых условиях, особенно у пастбищных животных, поскольку они уязвимы к колебаниям окружающей среды (Todini et al., 2007). У овец было установлено, что снижение функции щитовидной железы при воздействии высокой тепловой нагрузки является метаболической адаптацией к снижению метаболической выработки тепла.Повышенная температура окружающей среды также может напрямую влиять на гипоталамо-гипофизарную ось и снижать секрецию тиреотропного гормона. Снижение выработки гормонов, стимулирующих щитовидную железу, снижает функцию щитовидной железы и циркулирующие гормоны Т3 и Т4, чтобы уменьшить выработку тепла при метаболизме. Однако Chauhan et al. (2014) не обнаружили изменений уровня кортизола, Т3 или Т4 у овец, подвергшихся чрезмерной тепловой нагрузке.

Метаболическая активность также контролируется несколькими ферментами. Концентрации щелочной фосфатазы и аланинаминотрансферазы в плазме обычно повышаются у молочных коров, подвергшихся тепловому стрессу.Концентрация аланинаминотрансферазы в сыворотке также увеличивается в ответ на тепловой стресс у овец. Изменение аланинаминотрансферазы и щелочной фосфатазы во время теплового стресса является показателем плохой функции печени. Таким образом, оба могут быть хорошими маркерами у восприимчивых животных. Кроме того, неэтерифицированные жирные кислоты также играют решающую роль в определении энергетического статуса домашнего скота. Неэтерифицированные жирные кислоты играют преобладающую роль в поддержании метаболической активности за счет их своевременной мобилизации в печени и периферических тканях в качестве источника энергии в периоды теплового стресса.Тепловой стресс приводит к значительному снижению концентрации неэтерифицированных жирных кислот у лактирующего крупного рогатого скота (Baumgard and Rhoads, 2013).

Биологические маркеры.

Генетические различия в термостойкости на физиологическом и клеточном уровнях у жвачных животных хорошо задокументированы. Теплостойкость — это количественная характеристика. Одним из доминирующих генов, определяющих термостойкость, является ген гладкой шерсти, который контролирует длину шерсти у крупного рогатого скота.Помимо этого, было обнаружено, что другие гены, такие как АТФаза Na + / K +, транспортная субъединица альфа 1 и АТФаза Na + / K +, транспортная субъединица бета 2, рецептор тироидного гормона, фактор роста фибробластов и белки теплового шока, связаны с термостойкостью у жвачных животных (Collier et al., 2012; Aleena et al., 2018). Ген альфа-1 транспортной субъединицы Na + / K + АТФазы также был связан с различными переменными термостойкости, включая частоту дыхания и ректальную температуру, у пород крупного рогатого скота Тарпаркар и Вриндавани, что позволяет предположить, что он может быть хорошим биологическим маркером термостойкости.Недавно исследователи установили быструю индукцию экспрессии мРНК белка теплового шока-70 у коз во время воздействия теплового стресса, что подтверждает ее роль в термостойкости (Aleena et al., 2018). Кроме того, было обнаружено, что полиморфизм белка теплового шока-90AA1 связан с термостойкостью у крупного рогатого скота Frieswal (Deb et al., 2013) и овец (Marcos-Carcavilla et al., 2010). Повышенная экспрессия генов иммунного ответа, таких как толл-подобный рецептор, толл-подобный рецептор 2/4 и интерлейкины 2/6, также была зарегистрирована у крупного рогатого скота Тарпаркар, подвергнутого тепловому стрессу.Вероятно, эти гены связаны с термотолерантностью (Bharati et al., 2017). В недавнем обзоре Sejian et al. (2018) идентифицировали частоту дыхания, ректальную температуру, кортизол, белки теплового шока-70 плазмы, толл-подобный рецептор-2, толл-подобный рецептор-1, толл-подобный рецептор-4, толл-подобный рецептор-5 и тепловой шок. гены белков-70, которые будут полезными биологическими маркерами для количественной оценки воздействия множества стрессорных факторов как на овец, так и на коз.

Знание о влиянии теплового стресса на различные адаптивные реакции дает четкое представление о будущем животноводстве жвачных животных.Различные биологические маркеры, определенные для состояния теплового стресса, также могут помочь исследователям в создании устойчивых к климату пород на основе как фенотипических, так и генотипических маркеров, включающих морфологические, поведенческие, физиологические, клеточные и молекулярные процессы. Кроме того, объединение различных идентифицированных биомаркеров может помочь выйти за рамки термостойкости домашнего скота и может иметь большое значение для определения породы или пород с превосходной термостойкостью для оптимальной продуктивности. Таким образом, благодаря прогрессу в оценке различных механизмов, связанных с термостойкостью, становится возможным обеспечить и поддерживать производство жвачных животных в будущем, способствуя их благополучию и способствуя выживанию в конкретной среде.

Выводы

Животноводство вносит важный вклад в общее производство продуктов питания. Продукты животного происхождения — это высококачественная пища, и они являются важным источником дохода для многих фермеров в развивающихся странах. Поэтому поддержание животноводства в меняющемся климате является одним из главных приоритетов в сельскохозяйственном секторе. Снижение негативного воздействия изменения климата на животноводство требует междисциплинарных подходов, включая интеграцию животноводства, питания, содержания и здоровья.Важно понимать и анализировать реакцию домашнего скота на окружающую среду, разрабатывать модификации стратегий управления питанием и окружающей средой и тем самым улучшать комфорт и продуктивность животных. Однако при разработке стратегии адаптации к изменению климата одна из ключевых проблем связана с неопределенностью. Производители животноводческой продукции должны играть ключевую роль в определении соответствующих стратегий адаптации и смягчения последствий, которые будут использоваться для поддержания животноводства в изменяющемся климате. Интеграция новых технологий в системы исследований и передачи технологий потенциально открывает множество возможностей для дальнейшей разработки стратегий адаптации к изменению климата.

Об авторах

Джон Б. Гоган — адъюнкт-профессор с 25-летней исследовательской карьерой в области теплового стресса домашнего скота. Он является автором или соавтором 12 глав книг, 44 рецензируемых публикаций, 72 трудов конференций и 20 исследовательских отчетов. Он окончил 11 докторантов и 3 кандидата наук. Он признан лидером в исследованиях теплового стресса крупного рогатого скота в Австралии и во всем мире. Его исследования помогли разработать модели теплового стресса для откорма крупного рогатого скота, молочных коров и овец.Его работы были сосредоточены на понимании физиологических реакций на острый и хронический тепловой стресс, разработке управленческих и диетических стратегий для уменьшения теплового стресса и вероятного воздействия будущих климатических условий на животноводство. Джон также является частью команды, изучающей стратегии питания для уменьшения воздействия высокой тепловой нагрузки на скот на откормочной площадке.

Веерасами Седжян, магистр наук, доктор философии , старший научный сотрудник Национального института питания и физиологии животных ICAR (NIANP), Бангалор, Индия.Д-р Седжян является руководителем группы, разработавшей концепцию «Множественные стрессы, влияющие на производство мелких жвачных животных в сценарии изменения климата». Его текущее исследование сосредоточено на выявлении молекулярных маркеров различных стрессов окружающей среды у мелких жвачных животных с основным упором на создание термоустойчивых пород, специфичных для агроэкологической зоны. В настоящее время он руководит совместным индо-французским проектом «Новые системы растениеводства и животноводства, адаптированные к меняющейся среде» (проект ECLIPSE).Кроме того, д-р Седжян опубликовал три международные книги Springer о способах сотрудничества: «Экологический стресс и улучшение животноводства»; «Влияние изменения климата на животноводство: адаптация и смягчение последствий» и «Овцеводство, адаптирующееся к изменению климата». За выдающийся вклад в изменение климата и животноводство Индийский совет сельскохозяйственных исследований (ICAR) наградил его престижной премией «Выдающийся молодой ученый» имени Лала Бахадура Шастри.

Терри Л.Мадер — почетный профессор факультета зоотехники Университета Небраски. Доктор Мадер получил степень бакалавра в Университете штата Канзас и степень магистра и доктора философии в области питания животных в Университете штата Оклахома. Текущая деятельность доктора Мадера включает участие в национальных и международных проектах по изучению и снижению воздействия окружающей среды на продуктивность животных. В прошлом он был председателем подкомитета FASS по мясному скотоводству по Руководству по уходу за сельскохозяйственными животными и Организации по сертификации профессиональных аудиторов животных, входящей в Американский реестр профессиональных зоотехников.Доктор Мадер ранее был лауреатом премии Американского общества зоотехники в области управления животными и почетным профессором животноводства в Университете Квинсленда в Австралии. Он является автором или соавтором более 400 научных публикаций. Доктор Мадер в настоящее время возглавляет Mader Consulting, LLC, бизнес-структуру, занимающуюся разработкой стратегий и моделей управления для минимизации стресса и последствий изменчивости климата в животноводстве.

Фрэнк Даншеа — профессор с более чем 30-летней исследовательской карьерой в области физиологии роста и питания, а также использования домашних животных в исследованиях питания и биомедицине.Он опубликовал более 750 журналов, конференций, книг, патентов или технических статей. Его исследования оказали большое научное влияние, и многие результаты были быстро приняты промышленностью. Профессор Даншеа является уважаемым лидером в области исследований в области животноводства во всем мире и стремится к тому, чтобы отрасли животноводства работали ответственным и устойчивым образом. Большая часть его работы была сосредоточена на повышении эффективности за счет сокращения затрат и выпуска при сохранении качества продукции и здоровья потребителей, включая акцент на смягчении последствий теплового стресса.Помимо множества наград, он является членом Австралийского общества питания, Австралийской ассоциации свиноводства и Австралийского общества животноводства, а также бывшим председателем Комитета по питанию Австралийской академии наук.

Цитированная литература

Aleena

J.

V.

Sejian

M.

Bagath

G.

Кришнан

В.

Бина

Р.

Бхатта

2018

Устойчивость трех местных пород коз к тепловому стрессу на основе фенотипических признаков и экспрессии HSP70 в PBMC

Внутр. J. Biometeorol

62

1995

2005

Baumgard

L. H.

R. P.

Rhoads

2013

Влияние теплового стресса на постабсорбционный метаболизм и энергетику

Annu. Rev. Anim. Biosci

1

311

337

Bernabucci

U.

B.

Ronchi

N.

Lacetera

A.

Nardone

2002

Маркеры оксидативного статуса в плазме и эритроцитах молочных коров переходного периода в жаркое время года

J. Молочные науки

85

2173

2179

Bharati

J.

SS

Dangi

SR

Mishra

VS

Chouhan

V.

Verma

O.

Shankar

MK

Bharti

A.

Paul

DK

Mahato

G.

Раджеш

2017 г.

Анализ экспрессии толл-подобных рецепторов и интерлейкинов у крупного рогатого скота тарпаркар во время акклиматизации к тепловому стрессу

J. Therm. Биол

65

48

56

Brscic

M.

F.

Gottardo

A.

Mazzenga

G.

Cozzi

2007

Поведенческая реакция на различные климатические условия мясного скота в системах интенсивного выращивания

Польопривреда

13

103

106

Chandra

G.

A.

Aggarwal

2009 г.

Влияние DL-α-токоферола ацетата на вызванный отелом окислительный стресс у помесных коров в период отела летом и зимой

Indian J. Anim. Гайка

26

204

210

Chaudhary

S. S.

V. K.

Singh

R. C.

Upadhyay

G.

Puri

A. B.

Odedara

P. A.

Patel

2015 год

Оценка физиологических и биохимических реакций в разные сезоны у буйволов Сурти

Вет. Мир

8

727

731

Chauhan

S. S.

P.

Celi

B. J.

Leury

I. J.

Clarke

F. R.

Dunshea

2014 г.

Диетические антиоксиданты в сверхпитательных дозах улучшают окислительный статус и уменьшают негативные последствия теплового стресса у овец

J. Anim. Sci

92

3364

3374

Chedid

M.

L. S.

Jaber

S.

Giger-Reverdin

C.

Duvaux-Ponter

S. K.

Hamadeh

2014 г.

Водный стресс у овец, выращенных в засушливых условиях

Кан. J. Anim. Sci

94

243

257

Colditz

I. G.

B. C.

Hine

2016

Устойчивость сельскохозяйственных животных: биология, управление, разведение и значение для благополучия животных

Anim. Prod. Sci

56

1961

1983

Кольер

Р.J.

K.

Gebremedhin

A. R.

Macko

K. S.

Roy

2012 г.

Гены, участвующие в термостойкости домашнего скота

Sejian

V.

S. M. K.

Naqvi

T.

Ezeji

J.

Lakritz

R.

Lal

Экологический стресс и улучшение животноводства

Нью-Йорк

Springer-Verlag

379

410

Curtis

A. K.

B.

Scharf

P. A.

Eichen

D. E.

Spiers

2017 г.

Взаимосвязь между условиями окружающей среды, тепловым статусом и потреблением корма КРС во время летнего теплового стресса с доступом к тени

Дж.Therm. Биол

63

104

111

Deb

R.

B.

Sajjanar

U.

Singh

S.

Kumar

MP

Brahmane

R.

Singh

G

Sengar

A.

Sharma

2013

Варианты промотора в области бокса AP2 hsp70.1 влияют на реакцию на термический стресс и показатели молочной продуктивности у кросс-племенного скота Frieswal

Ген

532

230

235

Escarcha

J. F.

J. A.

Lassa

K. K.

Zander

2018

Животноводство в условиях изменения климата: систематический обзор воздействий и адаптации

Климат

6

54

Фанта

M

2017 г.

Физиологическая адаптация молочного скота голштино-фризской породы в Эфиопии: обзорная статья

J. Biol. Agric. Здоровье

7

67

78

Gaughan

J. B.

A. J.

Cawdell-Smith

2017 г.

Влияние изменения климата на животноводство и воспроизводство

Sejian

V.

J.

Gaughan

L.

Baumgard

C.

Prasad

Влияние изменения климата на животноводство: адаптация и смягчение последствий

Нью-Дели

Springer

51

60

Gienapp

стр.

C.

Теплицкий

J. S.

Alho

J. A.

Mills

J.

Merilä

2008 г.

Изменение климата и эволюция: разделение экологических и генетических реакций

Мол. Экол

17

167

178

Marcos-Carcavilla

A.

M.

Mutikainen

C.

González

JH

Calvo

J.

Kantanen

A.

Sanz

NS

Marzanov

MD

Pérez-Guzmán

M.

Серрано

2010 г.

SNP в 5′-фланкирующей области гена HSP90aa1 связан с адаптацией к дифференциальным тепловым условиям у овец

Шаперон клеточного стресса

15

67

81

Mazzullo

G.

C.

Rifici

F.

Cammarata

G.

Caccamo

M.

Rizzo

G.

Piccione

2014 г.

Влияние различных условий окружающей среды на некоторые гематологические параметры коровы

Ann. Anim. Sci

14

947

954

Sejian

V.

R.

Bhatta

J. B.

Gaughan

F. R.

Dunshea

N.

Lacetera

2018

Отзыв: адаптация животных к тепловому стрессу

Животные

Седжян

В.

V. P.

Maurya

K.

Kumar

S. M. K.

Naqvi

2013

Влияние множественных стрессов (теплового, пищевого стресса и стресса при ходьбе) на рост, физиологическую реакцию, биохимические и эндокринные реакции крови овец мальпура в полузасушливых тропических условиях

Trop. Anim. Продовольствие

45

107

116

Седжян

В.

L.

Samal

N.

Haque

M.

Bagath

I.

Hyder

VP

Maurya

R.

Bhatta

JP

Ravindra

CS

Prasad

R.

Lal

2015 год

Обзор стратегий адаптации, смягчения последствий и мелиорации для улучшения животноводства в условиях меняющегося климатического сценария

Sejian

V.

J.

Gaughan

L.

Baumgard

C.

Prasad

Влияние изменения климата на животноводство: адаптация и смягчение последствий

Нью-Дели

Springer

359

397

da Silva

W. E.

J. H. G. M.

Leite

J.E. R.

de Sousa

W. P.

Costa

W. S. T.

da Silva

M. M.

Guilhermino

L. A. B.

Asensio

D. A. E.

Façanha

2017 г.

Суточная ритмичность терморегуляторных реакций бразильских овец, адаптированных к местным условиям, в полузасушливых условиях

Внутр. J. Biometeorol

61

1221

1231

Sivakumar

A. V. N.

G.

Singh

V. P.

Varshney

2010 г.

Добавки антиоксидантов для восстановления кислотно-щелочного баланса при тепловом стрессе у коз

Asian-Aust. J. Anim. Sci

23

1462

1468

Thamo

т.

Д.

Аддаи

Д. Дж.

Паннелл

М. Дж.

Робертсон

Д. Т.

Томас

Дж. М.

Янг

2017 г.

Воздействие изменения климата и адаптация на уровне хозяйств: экономический анализ смешанной системы растениеводства и животноводства

Agric. Syst

150

99

108

Торнтон

П.K.

J.

van de Steeg

A.

Notenbaert

M.

Herrero

2009 г.

Воздействие изменения климата на животноводство и животноводческие системы в развивающихся странах: обзор того, что мы знаем и что нам нужно знать

Agric. Syst

101

113

127

Тодини

л,

2007

Гормоны щитовидной железы у мелких жвачных: влияние эндогенных факторов, факторов окружающей среды и питания

Животные

1

997

1008

Валенте

Э. E.

M. L.

Chizzotti

C. V.

de Oliveira

M. C.

Galvão

S. S.

Domingues

A.

de Castro Rodrigues

M. M.

Ladeira

2015 год

Потребление, физиологические параметры и поведение быков породы ангус и неллор, подвергшихся тепловому стрессу

Semin Ciênc Agrár

16

4565

4574

Verma

D. N.

S. N.

Lal

S.P.

Singh

O.

Parkash

2000

Влияние сезона на биологические реакции и продуктивность буйволов

Внутр. J. Anim. Sci

152

237

244

Zhang

Y. W.

B. A.

McCarl

J. P. H.

Jones

2017 г.

Обзор потребностей и стратегий по смягчению последствий и адаптации для сектора животноводства

Климат

5

95

© Гоган, Седжиан, Мадер и Даншед.

границ | От редакции: Поведенческая адаптация к жизни в городе

Люди радикально изменили планету, и недавние оценки показывают, что только 3% наземных экосистем остаются экологически нетронутыми (Plumptre et al., 2021). Фундаментальная задача экологов, эволюционных биологов и специалистов по охране природы состоит в том, чтобы понять, как животные реагируют на эти быстрые изменения экосистем и новые условия окружающей среды. Городские районы относятся к числу новейших и наиболее быстро развивающихся местообитаний, а также к наиболее измененным наземным экосистемам на планете (Grimm et al., 2008; Seto et al., 2012; Rivkin et al., 2019). Исследования, посвященные городским фенотипам и стремящиеся понять, какие черты позволяют животным проникать в городской фильтр, позволили лучше понять, какие животные и функциональные группы лучше всего способны адаптироваться к новой городской среде.Кроме того, исследования на уровне популяции, в которых основное внимание уделяется изменениям физиологии, морфологии и поведения, выяснили, каким образом животные с наибольшей вероятностью адаптируются и выживают в городских районах. Однако не совсем ясно, какие аспекты городской жизни ответственны за городские фенотипы, и приводит ли городская адаптация к значительному отклонению от сельского населения.

Городская среда представляет собой новую абиотическую и биотическую среду обитания видов. Новые абиотические изменения включают антропогенный шум, искусственное освещение, тепловые острова и химическое загрязнение, которые сильно влияют на поведение, физиологию и плотность популяции животных (Swaddle et al., 2015; Спаркман и др., 2018; Путман и др., 2019). Новые биотические изменения включают изменение рациона питания и возможностей поиска пищи, истощение фаунистических сообществ, повышение количества неместных видов и изменение сообществ хищников (Isaksson and Andersson, 2007; Narango et al., 2017; Seress et al., 2018). Понимание того, как животные реагируют и приспосабливаются к этим новым факторам окружающей среды, может помочь нам понять, какие виды способны адаптироваться к городской среде и как городская среда может быть изменена, чтобы приспособиться к большему количеству местных видов.

Этот специальный выпуск журнала «Поведенческая адаптация к жизни в городе » объединяет сборник статей, посвященных изучению фундаментальных вопросов, на которые до сих пор нет ответа. Цель специального выпуска — изучить эти вопросы, заполнить пробелы в знаниях о городских фенотипах и представить последние теоретические и эмпирические исследования поведенческой гибкости и адаптации к городской среде. С недавней пандемией возросла осведомленность о жизни животных в городах, и эти исследования направлены на недавний всплеск интереса к тому, как животные преуспевают или терпят поражение в урбанизированных средах обитания.В специальном выпуске выявляются черты городского фенотипа и обсуждаются потенциальные последствия этих черт для приспособленности.

Несколько статей в этом выпуске подтверждают и расширяют многие специфические черты, такие как пение птиц и гнездовое поведение, которые наблюдались или предполагались как типичные для городского фенотипа. Например, Различия в суточных моделях певческой активности между городской и сельской большой синицей Бермудес-Куаматзин и др., Находят различия в певческой активности больших синиц между городской и сельской местностью, так что городские синицы поют раньше в течение дня, с одинаковыми усилие пения во время утреннего припева и более низкое усилие пения позже в течение дня по сравнению с сельскими птицами. Наборы данных, разделенных по времени, выявляют схожие черты птиц, сохраняющихся в мегаполисе США. Cooper et al. анализирует жизненный цикл и поведенческие черты, связанные с урбанизацией 52 видов гнездящихся птиц на 173 съемочных участках в районе Лос-Анджелеса на юге Калифорнии, США, в конце 1990-х и снова в 2010-х. Это исследование показало, что гнездование в пустотах и ​​миграционное поведение являются фильтрами, которые препятствуют успешному существованию в городских районах, поскольку они отрицательно связаны с урбанизацией, а гнездование на искусственных структурах положительно связано с урбанизацией.Winandy et al. оценить, как городской шум ограничивает полосу частот песни и разнообразие слогов в банановых звуках: повышение слышимости за счет качества сигнала и подразумевает негативные последствия с точки зрения полового отбора для снижения качества сигнала. Winandy et al. Связанные с шумом вариации песни влияют на общение: Bananaquits вокально адаптируются к воспроизведению сложных или простых песен прекрасно дополняет другие свои статьи экспериментами по воспроизведению, чтобы показать, что песни с уменьшенным слоговым разнообразием и пропускной способностью получают более слабые отклики от территориальных соперников, таким образом, имеют соответствующую стоимость с точки зрения полового отбора.Филлипс и др. найти доказательства того, что Territory Quality предсказывает исполнение птичьего вокала через градиент между городом и деревней . Модель связи между вокальным исполнением, характеристиками растительности и уровнями окружающего шума дает интригующие выводы и поднимает новые вопросы о лежащих в основе механизмах, влияющих на вариативность исполнения песни. В своей статье Различия в инкубационном поведении городских и сельских домашних крапивников Troglodytes aedon Heppner и Ouyang обнаружили, что городские самки тратят меньше времени на инкубацию и имеют больше и более короткие инкубационные периоды в связи с более высокими температурами окружающей среды, чем сельские самки, что могло быть следствие эффекта городского острова тепла.

В то время как вышеупомянутые статьи исследуют ранее известные городские фенотипы, несколько статей в этом выпуске исследуют, какие аспекты городской среды организуют городские сообщества и их пространственную ориентацию в городах. Реагирование основных видов жертв на антропогенные и природные угрозы в Детройте. , Lima et al. выяснили, что городские кролики наиболее бдительны в районах с высокой активностью домашних собак и избегают районов с плотоядными животными, такими как койоты.Между тем Hansen et al. исследовать фундаментальные экологические взаимосвязи продуктивности среды обитания и распределения видов, но делать это в пределах городской территории. Объясняет ли использование ресурсов приусадебного участка обилие дикой природы в городах? дает количественную оценку относительного влияния антропогенных ресурсов (пищи, воды, убежища) в жилых дворах на относительную численность млекопитающих. Они обнаружили, что пищевые ресурсы привлекают млекопитающих на дворы, а виды хищников связаны с относительной численностью кормовых видов млекопитающих на этих дворах.

Наконец, несколько статей в этом выпуске делают шаг назад, чтобы получить более широкое представление о том, как животные адаптируются к городской среде обитания, с систематическими обзорами адаптации млекопитающих и ящериц к жизни в городе. Изменение поведения городских млекопитающих: систематический обзор Ритцель и Галло представляют систематический обзор литературы, касающейся поведения городских млекопитающих за последние 50 лет. Они выявляют таксономические, региональные и поведенческие предубеждения в литературе и обсуждают адаптивные реакции (регулирующие, акклиматизационные и связанные с развитием) млекопитающих на урбанизацию.Работа Путмана и Типпи «Жизнь в большом городе»: глобальный метаанализ показывает положительное влияние урбанизации на размер тела ящериц. предоставляет систематический обзор различных факторов селективного давления в городской среде по сравнению с естественной средой и того, как они приводят к изменениям в поведении животных. физиология и морфология ящериц. Ящерицы, живущие в городских условиях, крупнее сельских, а городские ящерицы используют более крупные насесты и имеют более длинные задние конечности. В связи с тем, чтобы сделать шаг назад и увидеть более широкую картину городского фенотипа, Халфверк представляет статью, озаглавленную Как мы должны изучать городское видообразование , в которой он дает откровенную точку зрения, которая иллюстрирует отсутствие у нас в настоящее время доказательств для полной оценки видообразования в городских условиях. среды.Lailvaux также применяет комплексный подход к городскому фенотипу, рассматривая различное избирательное давление на городских ящериц по сравнению с сельскими зелеными ящерицами Anole и используя долгосрочные эксперименты по повторной поимке меток для оценки соотношения полов и плотности населения в городской среде. Лейлво . Не просто быть зеленым: поведение, морфология и структура популяции в городских и природных популяциях зеленых ящериц анолисов (Anolis carolinensis) обнаружил, что городские и сельские ящерицы значительно различаются по своему поведению и морфологии.

Хотя этот специальный выпуск проливает свет на городской фенотип и некоторые механизмы окружающей среды, которые приводят к их расхождению с сельским населением, многие вопросы остаются без ответа. Самая большая из них заключается в том, что мы не знаем, в какой степени расхождение между городским и сельским населением приводит к последствиям приспособленности или даже к генотипическим изменениям. Этот вопрос углубляет наше понимание городского фенотипа, а также подчеркивает постоянную необходимость исследования того, привела ли городская адаптация к значительному отклонению от сельского населения.

Авторские взносы

DL и ED разработали, написали, отредактировали и одобрили подачу этой редакционной статьи. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Гримм, Н. Б., Фаэт, С.H., Golubiewski, N.E., Redman, C.L., Wu, J., Bai, X., et al. (2008). Глобальные изменения и экология городов. Наука 319, 756–760. DOI: 10.1126 / science.1150195

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Исакссон, К., и Андерссон, С. (2007). Каротиноидная диета и обеспечение птенцов у городских и сельских синиц ( Parus major ). J. Avian Biol. 38, 564–572. DOI: 10.1111 / j.0908-8857.2007.04030.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Наранго, Д.Л., Таллами Д. В., Марра П. П. (2017). Местные растения улучшают среду размножения и кормления насекомоядных птиц. Biol. Консерв. 213, 42–50. DOI: 10.1016 / j.biocon.2017.06.029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пламптре, А. Дж., Байзеро, Д., Белоте, Р. Т., Васкес-Домингес, Э., Форби, С. и др. (2021 г.). Где мы можем найти экологически нетронутые сообщества? Фронт. Для. Glob. Изменение 4:26. DOI: 10.3389 / ffgc.2021.626635

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Путман, Б.Дж., Гаска, М., Блюмштейн, Д. Т., и Паули, Г. Б. (2019). Уменьшение размера для центра города: длина конечностей, длина пальцев ног и количество чешуек уменьшаются по мере урбанизации ящериц западного забора ( Sceloporus occidentalis ). Городской Экосист. 22, 1071–1081. DOI: 10.1007 / s11252-019-00889-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ривкин, Л. Р., Сантанджело, Дж. С., Альберти, М., Аронсон, М. Ф., де Кейзер, К. В., Даймонд, С. Е. и др. (2019). Дорожная карта для городской эволюционной экологии. Evolut. Заявление . 12, 384–398. DOI: 10.1111 / eva.12734

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Seress, G., Hammer, T., Bókony, V., Vincze, E., Preiszner, B., Pipoly, I., et al. (2018). Влияние урбанизации на численность и фенологию гусениц и последствия для размножения насекомоядных птиц. Ecol. Прил. 28, 1143–1156. DOI: 10.1002 / EAP.1730

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сето, К. К., Гюнеральп Б. и Хутира Л. Р. (2012). Глобальные прогнозы расширения городов до 2030 года и прямого воздействия на биоразнообразие и углеродные пулы. Proc. Natl. Акад. Sci. США 109, 16083–16088. DOI: 10.1073 / pnas.1211658109

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Спаркман, А., Хау, С., Хайнс, С., Хоббс, Б., и Хандал, К. (2018). Параллельное поведенческое и морфологическое расхождение ящериц в двух кампусах колледжа. PLoS ONE 13: e01

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Swaddle, J. P., Francis, C. D., Barber, J. R., Cooper, C. B., Kyba, C. C. M., Dominoni, D. M., et al. (2015). Рамки для оценки эволюционных реакций на антропогенный свет и звук. Trends Ecol. Evolut. 30, 550–560. DOI: 10.1016 / j.tree.2015.06.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar