Існують різкі відмінності в нагріванні й теплових особливостях поверхневих шарів грунту і верхніх шарів водних басейнів. В грунті тепло поширюється по вертикалі шляхом молекулярної теплопровідності, а в легкорухомій воді - також і внаслідок турбулентного перемішування водних шарів, тому набагато більш ефективно. Турбулентність у водоймах обумовлена течіями й хвилюваннями. Але в нічний час доби та в холодний період року до турбулентності додається ще й термічна конвекція: охолоджена на поверхні вода опускається донизу внаслідок збільшеної густини і заміщується більш теплою водою з нижніх шарів. В океанах і морях деяку роль в перемішуванні шарів і пов'язаної з цим передачі тепла відіграє також і випаровування. При значному випаровуванні з поверхні моря верхній шар води стає більш солоним і щільним, внаслідок чого вода опускається з поверхні вглиб. Крім того, радіація проникає глибше у воду в порівнянні з грунтом. Насамкінець, теплоємність води в 3-4 рази більша за теплоємність грунту, тому одна й та сама кількість тепла нагріє масу води до меншої температури, ніж таку саму масу грунту.
Товщина біосфери - земної оболонки, яку населяють живі організми, дещо більше 20 км. Біля верхньої межі біосфери, де низькі температури і тиск та велика концентрація ультрафіолетового проміння, що згубно впливає на живі істоти, та нижньої межі з її високою температурою (понад 100°С) зустрічаються лише спори нижчих рослин. Так, на висоту 20 км підіймаються спори бактерій і деяких грибів, а у земних надрах, на глибині понад 3 км, у водах нафтових родовищ можуть існувати тільки певні види бактерій.
Тварини зрідка підіймаються на висоту 12 км, а у ґрунт проникають не глибше 11 м; вони можуть жити в найглибших печерах (понад 1000 м глибини) і в найбільших глибинах океану. Є багато видів, які можуть існувати при дуже низькій температурі (до - 60° - 70° С), досить високій (до 60° у пустелях і понад 40° С у гарячих джерелах), під великим тиском у граничних глибинах океанів, високо у горах, де тиск і температура низькі, а' кисню обмаль, в умовах цілодобового полярного дня і вічної ночі в печерах.
З кліматичних факторів головну роль відіграє температура. Наземні тварини з непостійною температурою тіла (холоднокровні) потребують теплого або гарячого клімату з достатньою вологістю, а тому найчастіше вони зустрічаються у тропіках і субтропіках. Низькі температури краще витримують тварини з постійною температурою тіла (теплокровні).
Чемпіоном витривалості до низьких температур слід визнати антарктичних пінгвінів, зокрема імператорських. Вони не лише добре переносять страшенну холоднечу і сніжні бурани антарктичної зими, а ще й розмножуються у цей період і при цьому нікуди не ховаються, гнізд не влаштовують. Витримувати жорстокий холод Антарктики їм допомагає щільне й густе оперення та підшкірний шар жиру.
Обов'язкове для всіх птахів линяння у них також має пристосований характер: старі пера випадають тільки після того, як виростають нові. Пташенята імператорських пінгвінів вкриті густим пухом, з'являються вони навесні, за літо мужніють настільки, Що вже можуть витримати сувору і довгу зиму. Пінгвінам допомагає захищатися від сильного вітру та морозу й те, що вони часто скупчуються у так звані черепахи, які нагадують собою коло у декілька метрів діаметром. Таке коло повільно і безперервно рухається навколо центру і проти вітру, що сприяє збереженню температури тіла і меншій втраті ваги (одинокі птахи втрачають щоденно понад 200 г, а у "черепасі" - лише 100 г).
З морських ссавців найнижчі температури доводиться витримувати антарктичним тюленям: морські води в Південній півкулі холодніші, ніж в Північній на тих самих широтах. Зокрема тюлені Уеддела навіть взимку тримаються" антарктичного континенту і сусідніх островів.
Пристосуватись до низьких антарктичних температур дає можливість товстий підшкірний шар жиру до 7 см завтовшки у дорослих особин (загальною масою до 30% ваги тіла). Взимку на поверхню льоду вони майже не4 виходять через сильні вітри і низьку температуру, а плавають біля льодової кромки, дихаючи через отвори-продушини, які самі роблять і постійно їх відновлюють. Так само поводяться взимку і нерпи, які в найлютіші морози перебувають у воді.
В Арктиці сильні морози найкраще переносить білий ведмідь - цей велетенський напівводяний мешканець полярних морів і островів. У пошуках своєї основної поживи - нерп - білі ведмеді долають значні відстані на полярних крижинах і по чистій воді. Довга і густа шерсть з густим підшерстком, до того ж добре змащена жиром, не намокає у воді і не вкривається льодом на морозі. Товстий шар підшкірного жиру захищає від холоду у воді і на повітрі, зменшує питому вагу звіра, полегшуючи плавання. Широкі лапи з плавальними перетинками між пальцями вкриті густою шерстю не лише зверху, а й знизу, на підошвах, що дає можливість не провалюватись у снігу, не ковзати на льоду і не обморожувати лап.
Існують різкі відмінності в нагріванні й теплових особливостях поверхневих шарів грунту і верхніх шарів водних басейнів. В грунті тепло поширюється по вертикалі шляхом молекулярної теплопровідності, а в легкорухомій воді - також і внаслідок турбулентного перемішування водних шарів, тому набагато більш ефективно. Турбулентність у водоймах обумовлена течіями й хвилюваннями. Але в нічний час доби та в холодний період року до турбулентності додається ще й термічна конвекція: охолоджена на поверхні вода опускається донизу внаслідок збільшеної густини і заміщується більш теплою водою з нижніх шарів. В океанах і морях деяку роль в перемішуванні шарів і пов'язаної з цим передачі тепла відіграє також і випаровування. При значному випаровуванні з поверхні моря верхній шар води стає більш солоним і щільним, внаслідок чого вода опускається з поверхні вглиб. Крім того, радіація проникає глибше у воду в порівнянні з грунтом. Насамкінець, теплоємність води в 3-4 рази більша за теплоємність грунту, тому одна й та сама кількість тепла нагріє масу води до меншої температури, ніж таку саму масу грунту.
Товщина біосфери - земної оболонки, яку населяють живі організми, дещо більше 20 км. Біля верхньої межі біосфери, де низькі температури і тиск та велика концентрація ультрафіолетового проміння, що згубно впливає на живі істоти, та нижньої межі з її високою температурою (понад 100°С) зустрічаються лише спори нижчих рослин. Так, на висоту 20 км підіймаються спори бактерій і деяких грибів, а у земних надрах, на глибині понад 3 км, у водах нафтових родовищ можуть існувати тільки певні види бактерій.
Тварини зрідка підіймаються на висоту 12 км, а у ґрунт проникають не глибше 11 м; вони можуть жити в найглибших печерах (понад 1000 м глибини) і в найбільших глибинах океану. Є багато видів, які можуть існувати при дуже низькій температурі (до - 60° - 70° С), досить високій (до 60° у пустелях і понад 40° С у гарячих джерелах), під великим тиском у граничних глибинах океанів, високо у горах, де тиск і температура низькі, а' кисню обмаль, в умовах цілодобового полярного дня і вічної ночі в печерах.
З кліматичних факторів головну роль відіграє температура. Наземні тварини з непостійною температурою тіла (холоднокровні) потребують теплого або гарячого клімату з достатньою вологістю, а тому найчастіше вони зустрічаються у тропіках і субтропіках. Низькі температури краще витримують тварини з постійною температурою тіла (теплокровні).
Чемпіоном витривалості до низьких температур слід визнати антарктичних пінгвінів, зокрема імператорських. Вони не лише добре переносять страшенну холоднечу і сніжні бурани антарктичної зими, а ще й розмножуються у цей період і при цьому нікуди не ховаються, гнізд не влаштовують. Витримувати жорстокий холод Антарктики їм допомагає щільне й густе оперення та підшкірний шар жиру.
Обов'язкове для всіх птахів линяння у них також має пристосований характер: старі пера випадають тільки після того, як виростають нові. Пташенята імператорських пінгвінів вкриті густим пухом, з'являються вони навесні, за літо мужніють настільки, Що вже можуть витримати сувору і довгу зиму. Пінгвінам допомагає захищатися від сильного вітру та морозу й те, що вони часто скупчуються у так звані черепахи, які нагадують собою коло у декілька метрів діаметром. Таке коло повільно і безперервно рухається навколо центру і проти вітру, що сприяє збереженню температури тіла і меншій втраті ваги (одинокі птахи втрачають щоденно понад 200 г, а у "черепасі" - лише 100 г).
З морських ссавців найнижчі температури доводиться витримувати антарктичним тюленям: морські води в Південній півкулі холодніші, ніж в Північній на тих самих широтах. Зокрема тюлені Уеддела навіть взимку тримаються" антарктичного континенту і сусідніх островів.
Пристосуватись до низьких антарктичних температур дає можливість товстий підшкірний шар жиру до 7 см завтовшки у дорослих особин (загальною масою до 30% ваги тіла). Взимку на поверхню льоду вони майже не4 виходять через сильні вітри і низьку температуру, а плавають біля льодової кромки, дихаючи через отвори-продушини, які самі роблять і постійно їх відновлюють. Так само поводяться взимку і нерпи, які в найлютіші морози перебувають у воді.
В Арктиці сильні морози найкраще переносить білий ведмідь - цей велетенський напівводяний мешканець полярних морів і островів. У пошуках своєї основної поживи - нерп - білі ведмеді долають значні відстані на полярних крижинах і по чистій воді. Довга і густа шерсть з густим підшерстком, до того ж добре змащена жиром, не намокає у воді і не вкривається льодом на морозі. Товстий шар підшкірного жиру захищає від холоду у воді і на повітрі, зменшує питому вагу звіра, полегшуючи плавання. Широкі лапи з плавальними перетинками між пальцями вкриті густою шерстю не лише зверху, а й знизу, на підошвах, що дає можливість не провалюватись у снігу, не ковзати на льоду і не обморожувати лап.