Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và sinh sản động vật

1. Nhiệt độ  ảnh hưởng đến sự phát triển của động vật.

- Động vật biến nhiệt. Tốc độ phát triển và số thế hệ trong một năm phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ xuống thấp dưới một mức nào đó thì động vật không phát triển được. Nhưng trên nhiệt độ đó sự trao đổi chất của cơ thể được hồi phục và bắt đầu phát triển. Người ta gọi ngưỡng nhiệt phát triển (hay nhiệt độ thềm phát triển) là nhiệt độ mà ở dưới nhiệt độ này tốc độ phát triển của cơ thể là 0. 

Bằng các thực nghiêm mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian phát triển của động vật biến nhiệt được thể hiện bằng công thức sau:

  T = (x-k)n

Trong đó: T là tổng nhiệt ngày; x: nhiệt độ môi trường; k: nhiệt độ ngưỡng của sự phát triển mà bắt đầu từ đó sự phát triển mới xảy ra; n: thời gian cần để hoàn thành một giai đoạn hay cả đời sống của sinh vật; (x-k): nhiệt độ phát triển hữu hiệu.

 Mỗi một loài  động vật có một ngưỡng nhiệt nhất  định. Ví dụ ngưỡng nhiệt phát triển của sâu khoang cổ (Prodenia litura) phá hại rau cải, su hào, bông lạc là 10⁰C, của cóc (Bufo lentigirnosus) là 6⁰C.

Biết được tổng nhiệt hữu hiệu của một thế hệ và nhiệt độ nơi loài đó sống ta có thể tính được số thế hệ trung bình của nó trong một năm.

Nhìn chung các loài  động vật  ở vùng nhiệt  đới có tốc  độ tăng trưởng nhanh hơn và có số thế hệ hằng năm nhiều hơn so với những loài có quan hệ họ hàng gần gũi với chúng ở vùng ôn đới.

  Ở động vật đẳng nhiệt. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên sự phát triển của động vật nội nhiệt phức tạp hơn nhiều so với động vật biến nhiệt. Nhiệt độ thấp tuy làm chậm sự tăng trưởng, nên sự trưởng thành sinh dục cũng bị chậm lại và vì thế kích thước cơ thể của con vật tăng lên. Chuột nhắt và chuột cống sống trong tủ lạnh thí nghiệm có kích thước lớn hơn ở trong nhà hay ngoài đồng và có cường độ sinh sản cao, cụ thể trong tủ lạnh ở nhiệt đô -5⁰C, chuột cống (Rattus novegicus) có kích thước lớn hơn (chiều dài trung bình 219mm), nặng hơn (333g) và có tốc độ sinh sản cao hơn (trung bình số phôi ở cá thể cái là 8,5). Còn chuột cống trong điều kiện nhiệt độ 10 - 15⁰C có chiều dài trung bình 214mm, nặng 262g và số phôi trung bình ở cá thể cái là 8,1.

Khi nhiệt độ môi trường lên quá cao hoặc xuống quá thấp sẽ gây trạng thái ngủ hè, ngủ đông. Các động vật biến nhiệt tiến hành ngủ hè khi nhiệt độ môi trường quá cao và độ ẩm xuống thấp, phổ biến ở một số côn trùng và thú. Trạng thái ngủ đông xuất hiện khi nhiệt độ của môi trường hạ thấp tương đối,  đình chỉ sự phát triển của động vật biến nhiệt. Nhiệt độ ngủ đông của một số loài động vật nhiệt đới tương đối cao, ví dụ như mọt bông là 13⁰C. Sự ngủ đông có thể xảy ra ở tất cả các cá thể và các giai đoạn phát triển cá thể, phổ biến ở chồn sóc, sóc bay, gấu ...

2.  Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự sinh sản của động vật

Sự sinh sản của nhiều loài động vật chỉ tiến hành trong một phạm vi nhiệt độ thích hợp nhất định. Nếu nhiệt độ môi trường không thích hợp (cao hoặc thấp) so với nhiệt độ cần thiết sẽ làm giảm cường độ sinh sản hoặc làm cho quá trình sinh sản đình trệ, là vì nhiệt độ môi trường đã ảnh hưởng đến chức năng của cơ quan sinh sản. Nhiệt độ môi trường lạnh quá hoặc nóng quá có thể làm giảm quá trình sinh tinh và sinh trứng ở động vật.

Ví dụ : cá chép chỉ  đẻ khi nhiệt  độ nước không thấp hơn 15⁰C.

Chuột nhắt trắng (Mus musculus) nuôi trong phòng thí nghiệm sinh sản mạnh  ở nhiệt  độ 18⁰C, khi nhiệt  độ tăng quá 30⁰C mức sinh sản giảm xuống thậm chí dừng hẳn lại.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự phân bố và sự thích nghi của động vật. Trong tự nhiên có nhiều loài động vật sống được trong một biên độ nhiệt rộng tức là có khả năng chịu đựng được sự thay đổi lớn về nhiệt theo chu kỳ ngày, mùa là những loài  động vật chịu nhiệt rộng. Ví dụ như nhuyển thể chân bụng (Hydrobia aponensis), hay ruồi nhà (Muca domestica), phân bố hầu như khắp thế giới và đến độ cao 2.200m. Các loài động vật chịu nhiệt rộng chủ yếu là các loài động vật có xương sống đẳng nhiệt. Chẳng hạn như hổ có thể sống được cả những vùng Sibiri lạnh lẽo, cũng như vùng nhiệt đới nóng bức Ấn Độ, Mã Lai, Việt Nam ...

Ngược lại cũng có nhiều loài động vật chỉ phân bố hay chỉ sống được ở những vùng nhiệt đới hoặc trong nước và nơi mà sự chênh lệch nhiệt  độ giữa ngày và  đêm, giữa các mùa không lớn. Đó là những loài động vật chịu nhiệt hẹp hay là những loài động vật hẹp nhiệt. Ví dụ như cá hồi (Salmo) chỉ chịu được nhiệt độ 18 - 20⁰C. Nhiều loài động vật không xương sống ở biển là các động vật hẹp nhiệt. 

3. Sự thích nghi của động vật với nhiệt độ

Để thích nghi với sự thay đổi nhiệt độ của môi trường, ở động vật có những hình thức điều hòa nhiệt.

- Sự điều hòa nhiệt hóa học đó là quá trình tăng mức sản ra nhiệt của cơ thể do tăng quá trình chuyển hóa các chất để đáp ứng lại sự thay đổi nhiệt độ của môi trường.

- Sự điều hòa nhiệt vật lý đó là sự thay đổi mức tỏa nhiệt, khả năng giữ nhiệt hoặc ngược lại phát tán nhiệt dư thừa. Sự điều hòa nhiệt vật lý thực hiện nhờ các đặc điểm về hình thái, giải phẩu của cơ thể như có lông mao, lông vũ, hệ mạch máu, lớp mở dự trữ dưới da ...

-  Hình thành các tập tính để giữ thăng bằng nhiệt. Trong quá trình sống, động vật đã hình thành những tập tính giữ cân bằng nhiệt có hiệu quả nhất  để thích nghi với nhiệt  độ của môi trường. Các  động vật biến nhiệt tìm kiếm những môi trường thích hợp bằng cách đào hang, xây tổ ...để tạo ra nơi ở có khí hậu thuận lợi cho chúng hoặc tránh các điều kiện khắc nghiệt của môi trường như  độ chiếu sáng, nhiệt  độ,  độ  ẩm ...Hoặc nhờ thay đổi tư thể, động vật có thể làm tăng hoặc giảm sự đốt nóng cơ thể do bức xạ mặt trời, đó chính là những đặc tính của chúng. Hiện tượng này gặp rất nhiều ở một số sâu bọ, bò sát, cá ... Ngoài ra tập tính của một số loài côn trùng sống thành xã hội như kiến, mối, ong phức tạp hơn. Chúng xây dựng tổ và có các hoạt động để điều hòa nhiệt trong tổ. Ví dụ như ong, khi nhiệt  độ trong tổ thấp hơn nhiệt  độ môi trường ngoài,  để cân bằng nhiệt chúng cùng loạt cùng đập cánh trong một thời gian.

Ở động vật đẳng nhiệt, nhờ sự phát triển và hoàn chỉnh cơ chế điều hòa nhiệt và sự hình thành trung tâm điều khiển nhiệt ở não bộ và giữ cho nhiệt độ cơ thể ổn định, ít phụ thuộc vào môi trường ngoài. Đó là đặc điểm tiến hóa của động vật. Ngoài ra, một đặc điểm thích nghi khá độc đáo để điều hòa nhiệt độ ở động vật đẳng nhiệt là tập tính tụ hợp lại thành đám.

Ví dụ chim cánh cụt ở vùng gió và bảo tuyết đã biết tập trung lại thành một khối dày đặc. Những con chim đứng ở vòng ngoài cùng sau một thời gian chịu rét  đã chui vào giữa  đám và cả  đàn chuyển  động chậm chạp vòng quanh, do đó ở ngoài môi trường nhiệt độ rất thấp nhưng nhiệt độ bên trong đám đông vẫn giữ  được 37⁰C. Nhờ sự kết hợp các phương thức điều hòa nhiệt (hóa học, vật lý và tập tính) mà động vật có khả năng thích nghi với sự thay đổi nhiệt độ ở các vùng trên trái đất.  

Theo GT Sinh thái học  (Chờ 5 giây và nhấn Skip ad để tải)

DOWNLOAD: