熱中性區

熱中性區是指在環境溫度的某一範圍內，內溫動物耗氧量最低，並且不隨環境溫度而變化，是代謝的穩定區。在熱中性區，動物機體產熱量穩定，恆定體溫溫度的維持是依靠改變身體的熱傳導率，通過傳導、對流、輻射和蒸發等散熱途徑，例如改變身體姿勢，使散熱面積增大或縮小；通過皮膚下血管的舒縮，控制體表溫度等。熱中性區的下端(靠低溫端)，稱下臨界溫度，上端(靠高溫端)稱上臨界溫度。當環境溫度降到下臨界溫度以下時，動物增加耗氧量，提高代謝率，體內產熱量增加，以維持恆定體溫。當環境溫度超過上臨界溫度時，動物耗氧量迅速上升，體內產熱量增加，體溫將隨之上升。

基本介紹

• 中文名：熱中性區
• 外文名：thermal neutral zone
• 對象：環境溫度、內溫動物
• 定義：指在某溫度區域內溫動物代謝穩定
• 調節溫度方式：傳導、對流、輻射和蒸發等
• 形態學規律：阿倫規律、貝格曼規律、約旦規律

概念

熱中性區是指在環境溫度的某一範圍內，內溫動物耗氧量最低，並且不隨環境溫度而變化，是代謝的穩定區。

內容

溫度是最重要的生態因子之一，參與生命活動的各種酶都有其最低、最適和最高溫度，即三基點溫度。不同生物的三基點不同，在一定溫度範圍內，生物生長的速率與溫度成正比。環境的季節性變化引起變溫動物生長加速和減弱的交替，形成年輪。

熱中性區的下端(靠低溫端)，稱下臨界溫度，上端(靠高溫端)稱上臨界溫度。溫度低於下臨界溫度，生物便會因低溫而遭受寒害和凍害。溫度超過上臨界溫度，對生物產生有害作用，如蛋白質變性、酶失活、破壞水分平衡、氧供應不足、神經系統麻痹等。動物可以通過一系列形態、生理、行為的變化適應低溫或高溫脅迫。

動物對低溫的形態學適應包括：阿倫規律( Allen's rule)：寒冷地區的內溫動物較溫暖地區內溫動物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明顯趨於縮小的現象，稱阿倫規律，是減少散熱的適應；貝格曼規律( Bergman's rule)：生活在寒冷氣候中的內溫動物的身體比生活在溫暖氣候中的同類個體更大，是減少散熱的適應，稱貝格曼規律，例如，在所有虎的亞種中，東北虎的體形最大；約旦規律(Jordan's rule)：低溫水域魚類的脊椎骨數目比在溫暖水域的多。動物對低溫的生理學適應有超冷和耐受凍結，當環境溫度偏離熱中性區增加體內產熱，維持體溫恆定，局部異溫等；動物對低溫的行為適應有遷移和冬眠或休眠等。高溫環境下，動物體形變小，外露部分增大；腿加長將身體抬離地面；背部具厚的脂肪隔熱層等；行為方面有休眠，穴居，晝伏夜出等。

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等幾個方面。

動物對高溫環境的適應也表現在形態、生理和行為3個方面。其中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儲存大量的熱並使體溫升高．而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。體溫也隨之下降。

影響

依據有機體熱能的主要來源，把動物區分為外溫動物和內溫動物。內溫動物機體的熱傳導率低，代謝產熱水平高，其體溫的熱源主要是機體自身的代謝產熱，如鳥類和獸類；外溫動物機體的熱傳導率高，代謝產熱水平低，其體溫的熱源主要由外部環境獲得。在熱中性區，動物機體產熱量穩定，恆定體溫溫度的維持是依靠改變身體的熱傳導率，通過傳導、對流、輻射和蒸發等散熱途徑，例如改變身體姿勢，使散熱面積增大或縮小；通過皮膚下血管的舒縮，控制體表溫度等。

在一定的環境溫度範圍內(熱中性區)，內溫動物是在基礎代謝的水平上消耗能量；而當環境溫度離這一區域越來越遠時，內溫動物維持恆定體溫消耗的能量越來越多。此外，即使在熱中性區，內溫動物消耗的能量通常比外溫動物多。內溫動物的產熱速率由腦控制，它們通常保持35～40℃間恆定的體溫，因此它們趨向於向環境散熱。不過，這種散熱會被隔熱物質(毛皮、脂肪或羽毛)所調節，也能通過控制皮膚表面的血流來調節。很多外溫動物調節體溫的能力是很低的，總是離不開對外部熱源的依賴。

環境因素會改變動物的營養需求。就恆溫動物而言，若暴露在熱中性區以下的溫度，動物必須產生較多的熱能以維持體溫的恆定。反之，在高溫環境中，動物採食欲望會下降，此時應提供高營養水平的飼料，使動物獲得足夠的養分。