• 物理环境影响有机体生态成功在两个方面:
• 能源和资源的可用性-impacts生长和繁殖。
• 极端条件可能超过耐受性限制和影响生存。
• 能量供应会影响生物体对极端环境的耐受能力。
• 物种的实际地理分布通常降低由于其他因素，如干扰和竞争，潜在的分布。
• 因为植物不会移动，它们是物理环境的良好指示器。
• 例如:Aspen的分布可以根据气候进行预测。低温和干旱影响繁殖和生存。

• 生理生态学是研究的相互作用生物体之间和影响他们的物理环境生存和持久性．
• 生理过程具有最佳的功能条件。
• 偏离最优值会降低过程的速率。
• 压力-环境变化导致生理过程速率下降，降低潜力为了生存，生长或繁殖。(不等于干扰)
• 适应：通过行为或生理来适应压力。(达到最优水平）
• 这通常是一个短期的、可逆的过程。
• 适应高海拔包括更高的呼吸频率，更多的红细胞产生和更高的肺血压。

• 随着时间的推移，个人也会适应新环境但它会趋于稳定，然后自然选择就会产生结果适应人口对环境压力。
• 具有能够应对压力的特质的人更受青睐。
• 随着时间的推移，这些遗传性状在人口中变得更频繁，并可以恢复到最佳需要环境和压力的水平
• 生态型：具有适应独特环境的人口。
• 生态型可能最终成为人口分歧的单独物种，并成为生殖孤立。
• 适应和适应需要能源和资源的投资，这是可能的权衡其他功能也会影响生存和繁殖。

温度应力

• 整个生物圈的环境温度变化很大。
• 生物体的生存和功能与它们的内部温度密切相关。
• 温泉中的一些古菌和细菌可以在90°C的温度下工作。
• 下限是由水在电池中冻结的温度(-2至-5°C)决定的。
• 恒温动物不能在极高或极低的温度范围内工作
• 代谢反应是由酶，具有窄温度范围以获得最佳功能。
• 在高温下，酶成为变性，这会破坏酶的功能。
• 一些物种产生不同形式的酶（同功酶）不同的温度最佳，允许适应改变条件，例如季节性温度变化。
• 温度也影响细胞膜的性质，细胞膜由两层脂质分子组成。
• 在低温下，这些脂质会凝固，嵌入的蛋白质无法发挥作用，细胞会泄漏代谢物。
• 在低温下生长的植物的细胞膜上有更高比例的不饱和脂质(双键)
• 像鸟类和哺乳动物这样的动物可以在体内产生热量。
• 内部产生热量是一个优势:
• 这些动物能在外界温度范围很广的情况下保持相对恒定的内部温度，接近新陈代谢功能的最适温度。
• 这些动物可以延长其地理范围。
• Ectotherms.:通过与外界环境的能量交换来调节体温。
• 吸热：主要依靠内部发热 - 大多是鸟类和哺乳动物。
• 其他一些生物体内部产生热量包括蜜蜂，一些鱼，如金枪鱼，甚至一些植物。
• 人体的变温表面积与体积比是与环境交换能量的重要因素。（
• 一个更大的表面积允许更大的热量交换，但使其更难维持内部温度。
• 一个较小的表面积相对体积降低动物获得或失去热量的能力。
• 作为体积增大，表面积体积比减小因此，大型变温动物是不可能存在的。
• 这使得人们猜测大型恐龙可能有一定程度的恒温动物。
• 小型水生变温动物仍然是主要的与水相同的温度。
• 一些大型变温动物可以保持较高的体温:
• 许多陆地变温动物可以四处移动来调节温度。
• 寒冷的夜晚过后，许多昆虫和爬行动物在阳光下晒暖身子。因为这增加了被捕食者捕食的风险，许多动物都伪装起来，可以改变颜色来匹配背景。
• 温带温带和极地区域的异调必须避免或耐热地渗出。
• 躲避行为包括季节性迁移到低纬度地区或冰点以上的微点(例如，在土壤中挖洞，四处移动，阳光照射)。
• 冻结的耐受性涉及最小化与细胞中冰形成相关的损伤。
• 一些昆虫含有高浓度的甘油，这是一种可以降低体液冰点的化学物质。
• 脊椎动物一般不能忍受低温。
• 人体冷冻法是通过冷冻来保存尸体，希望它们在未来能够复活。
• 只有少数脊椎动物可以承受冻结。
• 在大多数生物中，冰冻会导致组织损伤，因为冰晶会穿透细胞膜和细胞器。
• 在经受冰冻的动物体内，冰冻的水仅限于细胞外的空间。
• 细胞外的冰成核蛋白是缓慢的、受控的冰形成位点。
• 额外的溶质，如葡萄糖和甘油是在细胞内制作的，以降低冰点。
• 在子折衷温度下，吸热可以保持活性。
• 吸热的成本是对能量(食物)的高需求，以支持代谢热生产。
• 代谢速率是外部温度和热量速率的函数。
• 热损失率与机体大小和表面积体积比有关。
• 体积比大的小型恒温动物具有较高的代谢率，比大型恒温动物需要更多的能量和更高的摄食率。
• 热中性的区：恒定的环境温度范围基础代谢率可维护。随着温度的升高，基础代谢率增加
• 临界温度较低:热损失大于代谢产生;体温下降，代谢热量增加。
• 北极哺乳动物的临界温度比热带地区的哺乳动物低。
• 与北极哺乳动物相比，代谢活性的速率在热带哺乳动物中较低的临界温度较低。
• 吸热的进化所需的绝缘- 伤害，毛皮和脂肪。
• 绝缘体限制导电和对流热损失．
• 皮毛和羽毛为皮肤提供了一层静止的空气。有些动物为了过冬而长出更厚的皮毛。
• 一些生物可以通过进入状态来生存极度热或冷的时期休眠，其中很少或没有发生代谢活动。
• 小型哺乳动物皮毛薄，用于储存能量的脂肪不多，但在较低的临界温度下，对代谢能量的需求很大。
• 它们通过进入一种叫做麻木．体温和基础代谢率较低，这节省了能量。可能一晚上，也可能几周。
• 在麻木中需要能量储备。小吸热可能会经历每天陷阱来生存寒冷的夜晚。
• 长时间的麻木，或者冬眠对于能储存足够能量的动物来说是可能的。

热应力的动物

• 有些生物使用行为变化来控制能量交流与环境。
• 例子：大象用树干游泳和喷水，用树干来冷却他们的身体。
• 移到阴凉处会减少接收到的太阳辐射。动物的蒸发热损失包括人类的出汗，狗和其他动物的喘气，以及一些有袋动物的舔身体。
• 热环境中的异位可以从环境中获得太多的热量，体温可以达到致命水平。
• 气候变化似乎限制了几种墨西哥蜥蜴的觅食期，它们的数量已经显著减少。

水的压力

• 干旱的条件是对生物的广泛挑战。
• 通过进入一些耐动条件假死．许多微生物做到这一点，这样做了一些多细胞生物。
• Desiccation-tolerant生物可以减掉80％-90％的水。
• 水分损失：啮齿动物/鸟类<人类<骆驼<昆虫
• 爬行动物在干燥的环境中非常成功。它们有厚厚的皮肤，上面有死细胞层、脂肪层和鳞片。
• 哺乳动物和鸟类有厚厚的皮肤和皮毛或羽毛，以减少水分流失。
• 哺乳动物中的汗腺是防水抗性和蒸发冷却之间的权衡。
• 植物可以调节能量的输入和输出。
• 蒸腾速率可以通过
• 专门保卫细胞周围的叶子开口称为气孔。
• 气孔开度和气孔数量的变化控制着蒸腾速率，从而控制着叶片温度。
• 如果土壤水分有限，transpirational冷却不是一个好机制。
• 一些植物在干燥的季节期间脱落叶子。
• 其他机制包括软毛在叶子表面上反射太阳能。但毛发也降低了导电热量损失。
• 青春期三次研究Encelia.种(雏菊科植物)。
• 高短柔毛的荒漠种与较湿、较冷生境的非短柔毛种进行了比较。
• 在这两个地点都种植了这三种植物(常见的花园）。
• 在凉爽潮湿的地方，3种植物的叶片温度和气孔开度差异不大。
• 在沙漠中，没有毛的物种通过蒸腾来维持叶片温度;短柔毛植物的叶子反射的太阳辐射是普通植物的两倍。
• 如果空气温度低于叶片温度，则通过对流会丢失热量。
• 对流热损失与穿过叶片表面的空气速度有关。
• 边界层：叶片表面附近由于摩擦而产生的湍流区。
• 边界层降低了对流热损失。由于湍流
• 边界层厚度与叶片大小和表面粗糙度有关。
• 小,光滑的叶子具有薄边界层，减少比大或粗糙的叶子更多。
• 在寒冷的环境中，对流是主热损失机制。
• 大多数高山植物紧贴地面以避免高风速。
• 一些有一层绝缘头发，以降低对流热损失。

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