Термочувствительность и температурный диапазон жизни
Важное чувство - ощущение температуры. Это чувство, хотя оно и широко распространено в царстве животных, не связано с развитием сложных органов чувств, подобных глазу, уху или носу (исключая инфракрасные детекторы у змей ). При этом термочувствительные окончания распределены по всей поверхности тела.
До недавнего времени полагали, что температурный диапазон, в котором способны существовать животные, достаточно ограничен: от прибл. 0 до 40оС (или 273 - 313 К). Открытие крупных "трубчатых" червей, обитающих вблизи от глубоководных фумарол при температуре около 100оС, поставило знак вопроса у верхней границы диапазона обитания. Тем не менее, непреодолимые факты химической природы, кажется, противоречат возможности серьезного отклонения от диапазона 0 - 40оС. При температуре ниже 0оС водная среда, которая составляет более 90% массы любого живого организма, претерпевает фазовый переход, что в лучшем случае замедляет метаболические процессы (если развились какие-то формы органического антифриза) или приводит к замораживанию - в худшем (обычно). При температуре выше 40оС тепловое движение может нарушать гидрофобные и другие слабые химические связи, которые удерживают структуру глобулярных белков. Нарушение этой прецизионной и хрупкой структуры приводит к утрате их биологических, в особенности ферментативных, функций. Кроме того, к температуре очень чувствительны и биологические мембраны. Фосфолипидный бислой при низких температурах стремятся к состоянию геля и переходят в мицеллы при высоких тимпературах. Каждый начинающий студент-биолог знает, что денатурация белка происходит при температуре около 40оС; каждый начинающий микробиолог знает, что кипячение ведет к стерилизации. Однако же, как мы видели, некоторые трубчатые черви переносят 100оС, а гипертермофильные бактерии продолжают расти и при 113оС в горячих источниках. Мы до сих пор не понимаем, как это у них получается. По отношению к температурной регуляции животные делятся на две большие группы: пойкилотермных и гомойотермных . Первая группа не имеет иного выхода, кроме как подчинять свое поведение контролю над температурой тела; у второй развились механизмы поддержания постоянной температуры внутренней среды, вне зависимости от изменений внешней среды (в определенных пределах, естественно). Обе группы, однако, нуждаются в средствах определения температуры окружающей среды. Особенно это важно для мелких животных. Даже гомойотермные мелкие животные очень быстро начинают испытывать воздействие температуры окружающей среды - их гомеостатические механизмы должны работать быстро и эффективно, чтобы предупредить стремление температуры их тела уравняться с температурой среды.
