Выделяют 2 экологические группы организмов, сохраняющих активное существование при температуре за пределами этого диапазона:
1. Криофилы – виды, предпочитающие холод. Существуют при температуре до минус 8–10 °C, когда жидкости их тела находятся в переохлажденном состоянии. Например, бактерии, грибы, лишайники, мхи, членистоногие и т. д.
2. Термофилы – виды, живущие при высоких температурах. Например, нематоды, личинки насекомых и клещей. Отдельные виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли, способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения.
В состоянии полного покоя (анабиоза), когда происходит приостановка всех жизненных процессов организма, споры некоторых растений могут выдерживать температуру до 180 °C, цисты простейших – до –271,16 °C. Затем они могут возвращаться к нормальной активности.
Очень часто температура выступает в качестве лимитирующего фактора.
Растения являются неподвижными организмами и существуют при том тепловом режиме, который создается в местах их произрастания. Высшие растения умеренного пояса эвритермны. В активном состоянии они переносят колебания температур, достигающие 60 °C.
По степени адаптации растений к условиям крайнего дефицита тепла можно выделить три группы:
1. Нехолодостойкие растения: сильно повреждаются или гибнут при температуре выше точки замерзания воды. Например, растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей.
2. Неморозостойкие растения: переносят низкие температуры, но гибнут, когда в их тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до минус 5–7 °C.
Например, вечнозеленые растения субтропиков. В период вегетации все листостебельные растения неморозостойки.
3. Морозоустойчивые, или льдоустойчивые растения: произрастают в областях с сезонным климатом и холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но сохраняют жизнеспособность.
После окончания ростовых процессов эти растения проходят предварительную закалку. Они накапливают в клетках сахара (до 20–30 %), производные углеводов и аминокислот, которые связывают воду. При этом перестраиваются ультраструктура и ферментные системы клеток, которые могут переносить обезвоживание при образовании льда. По степени адаптации к высоким температурам бывают: