温度与生物

温度直接或间接地影响到生物的生长、发育、繁殖、形态结构、行为、数量和地理分布。各种生物对温度都具有一定的适应范围。有的能适应较大的温度变化范围，有的只能适于较为狭窄的变化范围。故有广温性生物与狭温性生物之别。后者又分为喜冷和喜热的狭温性生物。无论哪一类生物，其生命的最适温度范围通常并不在最低和最高温度的正中间。而是在靠近上限耐受温度的一端。但其安全耐受温度幅度在下限一端比在上限一端大。植物一般生活在0—45℃的温度范围内。在这个范围内，随着温度上升，生长加快，温度降低，生长减慢。当温度超过最低和最高限度时就停止生长，甚至受到伤害。在一些自然环境严酷的地区，仍然有植物分布，这是因为许多植物在长期演化过程中，逐渐形成了一些适应低温或高温防止伤害的特征。例如西伯利亚东部的维尔霍扬斯克极端最低温度达-73℃仍有森林分布，那里共有200多种植物。我国东北大兴安岭地区的兴安落叶松能在-69.5℃下生存。大多数动物生活在-2—50℃温度范围内，但因种类不同，适应温度范围也有变化。
     一般说来，比较低等的动物较高等动物对高温和低温都具有较大适应能力。但各种动物忍受高温的能力都比忍受低温的能力差得多，而水生动物又比陆生动物差。即低温在某些方面对生物的破坏不如高温大，因为低温一般不引起蛋白质和酶的性质发生根本改变。温度对动物生长和形态的影响表现在低温可以延缓恒温动物的生长，由于其性成熟延缓，动物可以活得更久，长得更大些。因此，同类恒温动物在寒冷地区的个体比在温热地区的大。前一情况有利于保温，后者则便于散热（贝格曼定律）。例如我国东北虎的躯体比华南虎大，北方野猪比南方大。另外，在寒冷地带的哺乳动物，四肢、尾和耳朵有明显缩短现象（阿伦定律）。例如北极狐（Alopex lagopus）、赤狐（Vulpes vulpes）和非洲大耳狐（Fennecus zerda）的耳朵都有明显的大小差别。温度对动物行为的影响在于使动物主动选择最适宜的温度环境而避开不良环境，或产生一些适应高、低温的生活方式。在夏季，炎热干燥的草原和沙漠地区，鸟类主要于晨、昏较凉爽的时刻活动，日中即隐伏不动。它们的巢窝多筑在植物的东边或东北边，以免遭下午太阳西晒。当冬季来临，一些动物以冬眠的方式度过严寒，如旱獭、黄鼠等。
     根据动物的热能代谢特点将其划分为变温动物或冷血动物和恒温动物或温血动物两大类。前者几乎完全缺少对体温的调节机制，它们的体温随环境温度的变化而改变，通常与环境温度相差无几，如鱼类、两栖类、爬行类和昆虫等。后者具有比较完善的调节体温的机制，使体温相对恒定，一般不受环境温度变化的影响，对环境的适应能力较强，如哺乳类和鸟类。温度还是影响动、植物地理分布的重要因素。温暖的热带和亚热带有利于生物的生存，其种类较多，寒冷地带和高山地区种类较少。如爬行类在欧洲南部有82种，中部22种，北部只有6种。印度的植物约有20000多种，亚洲北极地带只有200余种。由于热量在地表分布不均匀，从赤道向两极逐渐降低，形成不同的热量气候带，与此相应的植物也有热带植物，如三叶橡胶、剑麻等；亚热带植物为柑桔、油茶等；温带植物如桃、杏、冬小麦等和寒带植物如冷杉等。在山地也可以观察到与温度的变化相适应的植物垂直分布现象。