Каланы возвращаются на берег - [33]

Вода отнимает тепло

Перейдем теперь к физиологии терморегуляции (регулирования температуры тела) у млекопитающих. Это также очень важная сторона их биологии. Ученые считают, что у наземных зверей температура тела регулируется через потоотделение, путем конвекции и радиации, усиленной вентиляцией легких. Часто все или некоторые из этих механизмов действуют совместно. Внутренние органы водных зверей находятся под мощным слоем подкожного жира; потовых желез у них нет; они не могут усиленно вентилировать легкие путем учащенного дыхания (гипервентиляции). Жировая подушка надежно защищает зверей от переохлаждения, когда они находятся в малоподвижном состоянии, лежат на льду при низкой температуре воздуха. Перейдут звери в активное состояние, попадут в относительно теплую воду — жировая прослойка превращается в помеху, препятствует выделению из организма избыточного тепла. Особенности строения тела околоводных и водных зверей делают эффективным лишь один способ отдачи лишнего тепла — контактный. Высокая теплопроводность и низкая температура воды (как правило, даже в летнее время она ниже температуры тела) позволяют этим зверям отдавать накопившееся тепло прямо в воду.

Чтобы яснее представить себе, как происходит терморегуляция у зверей-амфибионтов, расскажем об одном опыте, поставленном над канадским бобром.

Когда в лаборатории было 16 градусов, температура тела зверя, измеренная в прямой кишке (ректальная), равнялась 37, поверхности хвоста 16–17 градусам. Это было нормой для бобра. Затем температуру воздуха довели до 25 градусов. Через 30 минут ректальная температура увеличилась на 2 градуса, а кожный слой на поверхности хвоста нагрелся до 35 градусов. В организме зверя возник избыток тепла, бобру угрожал общий перегрев. Почему же «отказали» регуляторные механизмы? Ответ на этот вопрос дал второй этап опыта.

Бобра сажали у края резервуара с водой, имеющей температуру 6 градусов, и опускали туда его хвост. Если в лаборатории было 16 градусов тепла, температура тела зверя оставалась нормальной (37°), а хвоста падала до 8—12 градусов. Было подсчитано, что через хвост зверь, находившийся в воде, терял 0,1 большой калории в час. Увеличили температуру воздуха в комнате до 25 градусов — температура тела бобра сохранилась на нормальном уровне, зато отдача тепла через хвост возросла почти в 12 раз!

Следовательно, регулирование теплоотдачи происходит у бобра через голую часть хвоста при контакте ее со средой, обладающей высокой теплопроводностью, то есть с водой. В первом случае, когда хвост зверя находился в воздухе, увеличение температуры в лаборатории вызвало опасный для жизни бобра подъем температуры тела на 2 градуса. Опустили хвост в воду — и температура тела оставалась в норме, а избыток тепла был отведен через хвост…

В Воронежском заповеднике один из авторов измерил дистанционным электротермометром температуру различных участков поверхности тела бобров. Когда зверь находился в гнезде при 20 градусах тепла, температура поверхности его тела была почти везде одинаковой и колебалась в пределах 35–37 градусов. Стоило зверю поплавать в воде 10–15 минут (температура воды была также 18–20 градусов), как картина менялась — кожа на груди, животе, голове почти не охлаждалась, а на голой части хвоста и лишенных волосяного покрова частях задних ног температура падала на 15–20 градусов. Зимой, после купания в холодной воде, датчик электротермометра, приложенный к поверхности кожи на кончике и в середине хвоста, показывал всего 5–6 градусов.

Сеть кровеносных сосудов в хвосте бобра развита очень сильно. Это обстоятельство и создает возможность для быстрого контактного охлаждения организма бобра через хвост. При определенных условиях сосуды хвоста расширяются, поток крови через хвост резко увеличивается. Пройдя через хвост, имеющий более низкую температуру, кровь охладится и, попав далее во внутренние органы, заберет у них избыточное тепло. Выше температура воздуха, больше лишнего тепла в организме — больше объем кровопотока через хвост, ниже температура — меньше объем крови, проходящей через кровеносную систему хвоста. Кроме хвоста в отдаче тепла участвуют и оголенные участки лап.

Почти у всех околоводных зверей большие голые хвосты и обширные безволосые ступни на задних конечностях. Значит, не только бобр, но и другие полуводные млекопитающие регулируют температуру тела описанным выше путем.

В естественных условиях звери могут сами в зависимости от обстоятельств «пускать в ход» механизм контактной теплоотдачи. Станет ондатре жарко в ее подземном жилище или в тростниковой хатке — она спустится в воду, поплавает немного, и все приходит в норму. Так же поступают и другие звери-амфибионты.

Между прочим, такой механизм вместе с особым микроклиматом жилищ и убежищ имеет очень важное значение в распространении полуводных зверей. Почти все они, как говорят экологи, стенотермны, то есть выдерживают сравнительно небольшие колебания температуры окружающей среды. Например, тот же речной бобр гибнет от теплового удара при 30 градусах, а при 20–25 градусах мороза он уже через несколько часов может погибнуть от переохлаждения, отморозить хвост и лапы. Оптимальная зона температуры внешней среды не превышает для бобра 40 градусов. Между тем в крайних точках его ареала (Кольский полуостров и пустыни Монголии) годичная разница положительных и отрицательных температур воздуха приближается к 100 градусам. Только благоприятный микроклимат жилищ и механизм контактной терморегуляции позволяют бобру иметь ареал с такой огромной градацией температур.