生物是如何適應極端溫度的

A. 生物對極端溫度條件的適應（形態、生理、行為）

（一）生物對低溫環境的適應 長期生活在低溫環境中的生物通過自然選擇，在形態、生理和行為方面表現出很多明顯的適應。在形態方面，北極和高山植物的芽和葉片常受到油脂類物質的保護，芽具鱗片，植物體表面生有蠟粉和密毛，植物矮小並常成匍匐狀、墊狀或蓮座狀等，這種形態有利於保持較高的溫度，減輕嚴寒的影響。生活在高緯度地區的恆溫動物，其身體往往比生活在低緯地區的同類個體大，因為個體大的動物，其單位體重散熱量相對較少，這就是Bergman規律。另外，恆溫動物身體的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低溫環境中有變小變短的趨勢，這也是減少散熱的一種形態適應，這一適應常被稱為Allen規律。例如北極狐的外耳明顯短於溫帶的赤狐，赤狐的外耳又明顯短於熱帶的大耳狐。恆溫動物的另一形態適應是在寒冷地區和寒冷季節增加毛和羽毛的數量和質量或增加皮下脂肪的厚度，從而提高身體的隔熱性能。

在生理方面，生活在低溫環境中的植物常通過減少細胞中的水分和增加細胞中的糖類、脂肪和色素等物質來降低植物的冰點，增加抗寒能力。例如鹿蹄草（Pirola）就是通過在葉細胞中大量貯存五碳糖、粘液等物質來降低冰點的，這可使其結冰溫度下降到-31℃。此外，極地和高山植物在可見光譜中的吸收帶較寬，並能吸收更多的紅外線，虎耳草（saxi fraga）和十大功勞（Mohonia）等植物的葉片在冬季時由於葉綠素破壞和其他色素增加而變為紅色，有利於吸收更多的熱量。動物則靠增加體內產熱量來增強禦寒能力和保持恆定的體溫，但寒帶動物由於有隔熱性能良好的毛皮，往往能使其在少增加（圖2-20中的紅狐和雷鳥）甚至不增加（北極狐）代謝產熱的情況下就能保持恆定的體溫。從圖2-20中可以看出，動物對低溫環境的適應主要表現在熱中性區寬、下臨界點溫度低和在下臨界點溫度以下的曲線斜率小。例如北極狐和生活在阿拉斯加的紅狐，其熱中性區都很寬，下臨界點溫度可低到-10℃ 以下，即使在下臨界點溫度以下代謝率的增加也很緩慢（紅狐）甚至不增加（北極狐）。在低溫環境中減少身體散熱的另一種適應是大大降低身體終端部位的溫度，而身體中央的溫暖血液則很少流到這些部位。例如生活在冰天雪地的北極灰狼，其腳爪可保持在接近冰點的溫度。一隻站立在冰面上的鷗，其腳掌部的溫度為0～5℃，溫度自下而上逐漸升高，到達生有羽毛的脛部為32℃，而鷗的體溫為38～41℃。

行為上的適應主要表現在休眠和遷移兩個方面，前者有利於增加抗寒能力，後者可躲過低溫環境，這在前一節中已舉過許多實例。

（二）生物對高溫環境的適應 生物對高溫環境的適應也表現在形態、生理和行為三個方面。就植物來說，有些植物生有密絨毛和鱗片，能過濾一部分陽光；有些植物體呈白色、銀白色，葉片革質發亮，能反射一大部分陽光，使植物體免受熱傷害；有些植物葉片垂直排列使葉緣向光或在高溫條件下葉片折疊，減少光的吸收面積；還有些植物的樹乾和根莖生有很厚的木栓層，具有絕熱和保護作用。植物對高溫的生理適應主要是降低細胞含水量，增加糖或鹽的濃度，這有利於減緩代謝速率和增加原生質的抗凝結力。其次是靠旺盛的蒸騰作用避免使植物體因過熱受害。還有一些植物具有反射紅外線的能力，夏季反射的紅外線比冬季多，這也是避免使植物體受到高溫傷害的一種適應。

動物對高溫環境的一個重要適應就是適當放鬆恆溫性，使體溫有較大的變幅，這樣在高溫炎熱的時刻身體就能暫時吸收和貯存大量的熱並使體溫升高，爾後在環境條件改善時或躲到陰涼處時再把體內的熱量釋放出去，體溫也會隨之下降。沙漠中的嚙齒動物對高溫環境常常採取行為上的適應對策，即夏眠、穴居和白天躲入洞內夜晚出來活動。有些黃鼠（Citellus）不僅在冬季進行冬眠，還要在炎熱乾旱的夏季進行夏眠。晝伏夜出是躲避高溫的有效行為適應，因為夜晚濕度大溫度低，可大大減少蒸發散熱失水，特別是在地下巢穴中。這就是所謂夜出加穴居的適應對策。在前一節介紹內穩態行為機制時，已舉過很多實例，在此不再重復。

B. 植物對低溫和高溫適應的方式各有哪些

低溫：

春天發芽，夏季開花，秋天結實，冬季休眠。休眠對適應外界嚴酷環境有特殊意義。植物的休眠主要是種子的休眠。

高溫：

對高溫的適應表現在有些植物體具有密生的絨毛或鱗片，能過濾一部分陽光，發亮的葉片能反射大部分光線，以及葉片垂直排列，減少吸光面積等。

生物對溫度的適應是多方面的，包括分布地區、物候的形成、休眠及形態行為等[2]。 極端溫度是限制生物分布的最重要條件。高溫限制生物分布的原因主要是破壞生物體內的代謝過程和光合呼吸平衡，其次是植物因得不到必要的低溫刺激而不能完成發育階段。

植物在寒冷到來之前，在生理上相應地做出各種適應性反應：如可溶性糖渡度的提高，就可以提高細胞溶液濃渡，使水點降低。還可以緩沖原生質過度脫水，保護原生質膠體不致遇冷凝固。

外糖分子還有巨大的表面活動能力，可以吸附在細胞器的表面之上，減弱它們的生命能力；細胞內糖多，滲透壓加大，保留水分多，減少外出結冰。還有的植物通過降低自身含水量，以適應低溫條件，安全渡過寒冷的冬季。

(2)生物是如何適應極端溫度的擴展閱讀

溫度與生物發育的關系一方面體現在某些植物需要經過一個低溫「春化」階段，才能開花結果，完成生命周期；另一方面反映在有效積溫法則上。

有效積溫法則的主要含義是植物在生長發育過程中，必須從環境中攝取一定的熱量才能完成某一階段的發育，而且植物各個發育階段所需要的總熱量是一個常數。

C. 生物是如何適應極端溫度條件的

這是長期自然選擇的結果 通過對自然條件的適應 自身不多發生進化 甚至是基因的改變使之是因極端環境