Водно-солевой гомеостаз организма в разных средах обитания

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Экологическая физиология животных

Предмет и методы экологической физиологии животных.

Экологическая физиология как специфический раздел физиологии, изучающий зависимость функций животных и человека от условий жизни в различных природных средах и при обитании в разнообразных физико-географических зонах. Исследование физиологических основ приспособлений к природным факторам. Связи и взаимоотношения со смежными дисциплинами — физиологией, экологией, хронобиологией, возрастной и эволюционной физиологией, физиологией с.-х. животных, этологией, а при изучении человека — и с физиологией труда и спорта. Особенности исследований на надорганизменном (популяционном), организменном, органном и системном, клеточном и субклеточном (молекулярном) уровнях интеграции. Соотношение лабораторных и полевых исследований, применение классических (например, клинических, химических и электрофизиологических) лабораторных приёмов изучения и методов изоляции организма от отдельных факторов среды. Использование сравнительных методов у близких в систематическом отношении видов с разной экологической специализацией. Методы полевых экофизиологических исследований. Специфика и походы в изучении сенсорных систем и коммуникации, а также сложных форм поведения организмов. Экоморфологические методы и их применение.

Экологическая физиологиякак основа практических мероприятий по прогнозированию массовых размножений вредителей, акклиматизации полезных видов животных, породному районированию с.-х. животных, адаптации человека. Значение экологической физиологии для развития эволюционной теории. Природоохранное значение экологической физиологии.

Физиологическая адаптация и гомеостаз.

Физиологическая адаптация каксовокупность физиологических реакций, лежащая в основе приспособления организма к изменению окружающих условий и направленная к сохранению относительного постоянства его внутренней среды. Гомеостаз — относительное динамическое постоянство состава и свойств внутренней среды и устойчивость основных физиологических функций организма, пути его достижения. Адаптогенные факторы среды обитания. Адаптационный синдром и стресс. Стадии (фазы) адаптации: декомпенсация, неполное приспособление, устойчивое приспособление. Роль реактивности организма, его исходного функционального состояния и регуляционных систем в адаптации. Пределы толерантности и границы адаптационных возможностей у стено- и эврибионтных организмов. Адаптивные аспекты рецепции и поведения. Адаптация и аккомодация. Цена адаптации (в лаборатории и в природе). Обратимость адаптаций. Классификация адаптаций. Критерии и механизмы адаптаций. Резистентность и толерантность в адаптационных механизмах.



Роль размерного фактора в адаптации организмов. Размеры животных и их адаптивное значение. Прочность тканей и конструктивные особенности при статических нагрузках. Локомоция в вязких средах и её связь с размерами организма. Размерные факторы в физиологии циркуляционных систем. Массоперенос и энергоперенос через границы раздела сред и роль масштабных эффектов в их реализации. Физические критерии подобия и их роль в оценке адаптационных механизмов. Изометрия и аллометрия в физиологии. Масштабирование обмена веществ.

Энергетические адаптации.

Жизнь как функционирование открытых систем: необходимость в поступлении энергии для жизнедеятельности. Физиологические аспекты энергетики организма животного. Типы энергии в живом организме. Источники и формы химической энергии. Анаэробные и аэробные энергетические процессы и их реализация в различных средах обитания.

Адаптации к температуре среды обитания.

Теплопродукция, термообмен и термоизоляция, регуляция температуры тела у животных. Чувствительность живых организмов к изменениям температуры окружающей среды. Температурный диапазон существования. Температурный оптимум. Экто- и эндотермы (пойкило- и гомойотермные животные). Адаптации пойкилотермов: температурная компенсация, способность к разогреву у насекомых, «гомеостатичность» у рыб, рептилий. Устойчивость к перегреву. Резистентность и толерантность к замораживанию. Поддержание температуры тела у гомойотермов. Терморефлекс. Схема зависимости теплопродукции от температуры среды. Интенсивность химической терморегуляции. Сократительный и несократительный термогенез в различных органах и тканях. Адаптация к холоду и биогенез митохондрий. Механизмы адаптации при различных режимах холодовой экспозиции. Особенности адаптации к холоду в лаборатории и в природных условиях; метаболический и изоляционный типы адаптации. Правило Бергмана-Аллена. Изменение критической точки при адаптации к теплу и холоду.



Влияние температуры на метаболизм, двигательную активность, рост, развитие и продолжительность жизни эктотермных организмов. Правило суммы эффективных температур и его значение.

Покой при низких температурах и его формы: оцепенение, сон, спячка. Изменения физиологических функций при зимнем покое. Диапауза и реактивация. Адаптация к высоким температурам среды.Основные механизмы физической терморегуляции (ФТР).

Экологические ниши и температурные адаптации.

Экофизиология дыхания и газообмена.

Дыхание как процесс, сопряженный с получением энергии. Особенности дыхания в воздушной и водной средах. Масштабные факторы в газообмене. Основные типы органов дыхания и принципиальные схемы их функционирования. Типы гипоксий (высотная, средовая, динамическая), условия и механизмы их возникновения. Общая схема адаптации к высотной гипоксии, фазы адаптации (срочная, долговременная), изменения транспортных систем и митохондриального пула, регуляторная роль нервной и эндокринной систем. Гипоксия в водной среде и пути её преодоления у позвоночных и беспозвоночных. Адаптации к гипоксии при нырянии. Гипероксигенация организма и её эффекты. Экологические аспекты транспорта кислорода в организме животного.

Трофические адаптации.

Роль пищи в жизнедеятельности животных. Энергетический и структурный аспекты питания. Питание и пищеварение, их типы. Внутреннее и внешнее (внекишечное) пищеварение. Пищеварительные системы и их эффективность. Полостное, пристеночное и внутриклеточное пищеварение. Экологические факторы пищевой специализации. Интоксикация и детоксикация организмов при питании. Физиологическая эффективность пищеварения при разных уровнях и модусах трофической специализации. Адаптация пищеварительных ферментов. Роль симбионтов в питании животных. Морфофункциональные особенности пищеварительного аппарата при разных пищевых режимах у позвоночных и беспозвоночных. Регуляция количества поедаемой пищи. Кормление и формирование пищедобывательной деятельности в онтогенезе.

Структурный аспект питания. Поглощение и усвоение полноценной и неполноценной пищи. Потребность организма в незаменимых компонентах пищи и возможность их получения из окружающей среды. Симбионты как источники незаменимых продуктов питания животных. Пополнение организма и обмен симбионтами в природной среде.

Транспорт трофических ресурсов в организме. Транспорт в кишечнике и его регуляция в норме и патологии. Проникновение питательных веществ в полость тела. Транспорт питательных веществ в полости тела организма, транспортные системы и их специализации при различных типах экологических адаптаций.

Водно-солевой гомеостаз организма в разных средах обитания

Роль воды в жизнедеятельности организмов. Состояние воды в организме животных: свободная и связанная вода. Водный баланс организма. Запас воды в организме животного и пути его пополнения. Вода и ионообмен. Пассивный и активный транспорт растворов.

Основные направления адаптации к условиям недостатка влаги. Поведенческие адаптации. Пути удержания воды беспозвоночными, амфибиями, рептилиями, млекопитающими. Роль почек, желудочно-кишечного тракта, легких, покровов. Примеры дублирования и замещения функций. Роль метаболической воды. Величина экстраренальных потерь влаги и устойчивость к перегреву.

Осмотические процессы и осморегуляция. Гипер- и гипоосмотическая регуляция. Осморегуляция на внешних поверхностях. Осморегуляторные органы и их экскреторные продукты. Приспособления к избытку солей в пище и воде. Адаптации пресноводных и почвенных организмов к обитанию в гипоосмотических средах. Осмотические адаптации морских организмов. Адаптации к периодическим изменениям солености.

Выведение продуктов азотистого обмена как частный случай солевого гомеостаза. Особенности выводящих систем у морских и пресноводных организмов. Экскреция у наземных организмов как результат адаптации к гиперосмотической среде обитания. Экономия воды при экскреции. Связь экскреторных и осморегуляционных процессов.


3054771402269982.html
3054827150948593.html
    PR.RU™