试述极端低温对生物的影响及生物对低温环境的适应

参考答案：(1)极端低温对生物的影响：温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这个数值便称为临界温度。在临界温度以下，温度越低生物受害越重。低温对生物的伤害可分为冷害和冻害两种。①冷害是指喜温生物在0℃以上的温度条件下受害或死亡，冷害是喜温生物向北方引种和扩展分布区的主要障碍。 ②冻害指冰点以下低温对生物的伤害，不同的动物和植物之间的冻害发生温度均存在较大差异。 (2)生物对低温环境的适应：长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应。 ①在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少，这就是贝格曼规律。另外，恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应常被称为阿伦规律。 ②在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增强抗寒能力。此外，极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，一些植物的叶片在冬季由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量。动物靠增加体内产热来增强御寒能力和保持恒定的体温，而寒带动物利用隔热性能良好的毛皮，往往能使其在少增加甚至不增加代谢产热的情况下就能保持恒定的体温。 ③在行为方面，动物主要表现在休眠和迁移两个方面，前者有利于增强抗寒能力，后者可躲过低温环境。

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