Чи потрібно топити печі в будинку, який господарі надовго покинули? Це залежить від того, що він собою представляє. Найчастіше пустощі вдома не опалюють, в інших топлять взимку, А як вигідніше поступити твариною? Що для них економічніше: цілодобово підтримувати температуру тіла на постійному рівні або, скориставшись принципами екологічної терморегуляції, піднімати її лише в періоди високої активності, а весь інший час в цілях економії підтримувати на мінімально допустимому рівні? На перший погляд другий спосіб здається більш доцільним. Однак насторожує та обставина, що серед вищих тварин мало хто дотримується такого модусу. Спробуємо, спираючись на кількісні оцінки, відповісти на поставлене запитання.

Для цього необхідно знати, скільки потрібно тепла, щоб підняти температуру тіла тварини. Виявляється, багато, але все пізнається в порівнянні. Щоб нагріти 1 грам води на 1 градус, потрібно затратити 1 калорію. Для більшості металів потрібна в 10 разів менше, всього 0,1 калорії, для сухого дерева - 0,4, для каучуку і жиру - 0,5. 1 літр повітря, що важить трохи більше 1 грама, зігріється на 1 градус, використавши всього 0,3 калорії. Тіла тварин містять багато води, завдяки цьому їх теплоємність велика. Для ссавців вона дорівнює 0,82 калорії. Це означає, що невеликий деревної щура, що важить 100 грамів, щоб підняти свою температуру на 2 градуси, потрібно 164, а для тритонного слона - майже 5 мільйонів калорій!

Знайомство з теплоємністю живих організмів дозволяє зробити два важливих висновки. По-перше, набагато вигідніше одного разу вкласти істотну частину ресурсів організму у створення термоізоляції, а потім підтримувати температуру па постійному рівні, ніж по кілька разів на день віддавати накопичене тепло в навколишнє середовище, а потім знову піднімати температуру. По-друге, якщо хочеш зберігати постійну температуру, вигідніше бути великим. Хоча великі тварини зігріваються повільно, зате, накопичивши достатньо тепла, вони повільніше з ним розлучаються. Тільки відносно дрібні істоти можуть собі дозволити регулярно остигати і знову зігріватися.

Тепло виробляється будь кліткою тіла, проте більшість з них проводять його зовсім небагато. Вирішального значення в загальному тепловому балансі воно не має. Місця, де в печах палахкотить полум'я, - скупчення бурої жирової тканини, м'язи, мозок, кишечник та інші внутрішні органи тіла. Найбільше дає серце. У людини до 30 калорій на годину на 1 грам серцевого м'яза. Серце, нирки, легені, мозок та інші органи ні на хвилину не припиняють своєї діяльності. Мабуть, саме тому їх "печі" горять так жарко. У людини середнього зросту з масою близько 70 кілограмів ці органи важать приблизно 5,5 кілограма, тобто всього 8 відсотків, а тепла виробляють до70 - 75 відсотків. М'язи навіть при повному спокої продукують дещо більше тепла, ніж шкіра, кісткова тканина або білий жир. Однак у загальному балансі організму воно становить всього 15-16 відсотків.

Для кожного виду тварин існує свій температурний діапазон, коли їм не доводиться вживати додаткових зусиль для обігріву або охолодження. Але трохи температура опуститься, вийде за межі нижньої межі термонейтральной зони (цей кордон називають нижньої критичної температурою), тваринам доводиться вдаватися до додаткових заходів, щоб зберегти незмінною температуру тіла. Нижня критична температура тропічних тварин висока, зазвичай вона лежить в межах 20-30 градусів, а у самих дрібних ще вище. Для малого дрімлюгу з Антильських островів вона дорівнює 35, для сірої сойки, мешканки австралійських лісів, - 36, а для садової вівсянки з південної Каліфорнії навіть 38 градусам.

Теплокровні тварини, трохи тільки їх тіло починає остигати, переводять свої "печі" на форсований режим. При цьому виробництво тепла може збільшитися в 1,5-2 рази. Жителі тропіків мерзнуть навіть у спеку. Мавпам холодно, коли температура повітря в кронах, де вони проводять більшу частину дня, падає до + 28, а при +18 градусах, щоб зберегти постійну температуру тіла, їм доводиться удвічі збільшувати інтенсивність обміну речовин. Це дорога ціна, але мавпи, які не відчувають в джунглях недоліку в калорійної їжі, можуть дозволити собі подібну розкіш. Песець тільки при -40 починає трохи мерзнути, але навіть при падінні температури зовнішнього повітря до -70 градусів підвищує рівень виробництва тепла всього на 50 відсотків.

Потужність "печей" має межу. Коли вона вичерпана, виникає м'язова тремтіння. Це призводить до суттєвого посилення теплопродукції, але і її може бути недостатньо. Тільки серйозна робота, що супроводжується значним підвищенням обміну речовин, дозволяє в 10 разів збільшити виробництво в м'язах тепла. Великим тваринам, розміром не менше зайця, якщо термоізоляція їх тіла нічим штучно не порушена, під час посиленої м'язової діяльності падіння температури тіла не загрожує, звичайно, поки мороз істотно не перевищить величин, звичних для тієї місцевості, до якої адаптовано дана істота.

Зовсім не обов'язково, щоб напружена робота м'язів супроводжувалася зовнішньої руховою активністю. Взимку 1941 року, що вирізнялася жорстокими морозами, мені разом з кількома бійцями особливого розвідпідрозділу довелося більше 10 годин поспіль, все світлий час доби, провести лежачи в снігу в десяти кроках від дороги, по якій безперервним потоком рухалися німецькі автомашини. Найменше необережний рух міг коштувати життя. Крім теплого одягу, від холоду нас рятувало вміння виробляти тепло, швидко напружуючи і розслабляючи всі м'язи тіла. Це вимотує гірше будь-якої важкої роботи, але дійсно дозволяє зігрітися. Незважаючи на сильний мороз, ніхто з нас в той день не тільки не обморозився, але навіть не підчепив нежиті.

Чомусь до посилення м'язової активності для різкого збільшення теплопродукції вдаються, головним чином, крилаті істоти. Комахам, щоб злетіти, необхідно підняти температуру в грудної частини свого тіла до 32 градусів. При нижчій температурі вони не в змозі здійснювати швидких скорочень, а значить, число помахів крил в одиницю часу буде абсолютно недостатнім, щоб тварини змогли відірватися від опори і утриматися в повітрі. У польоті підтримувати температуру тіла не складає труднощів. Це забезпечується напруженою роботою крил.

Найпоширеніший спосіб розігріву - дрібна активна тремтіння або неодружена робота крил. До цього прийому вдаються метелики, жуки, мухи. Бражники - красиві великі нічні метелики з товстим масивним тілом, густо покритим довгим волохатими лусочками, широко поширені на всіх континентах. Живуть вони і в тропіках, і в помірному кліматі, Більшість так чи інакше пов'язані з лісом, а латають в сутінках.

У цей час і в тропіках температура повітря, а значить, і тіла комах нижче польотної. Бражник доводиться вживати додаткові зусилля, щоб зігрітися. Починається некоордінірованная тремтіння в їх літальних м'язах і легка вібрація крил, а споживання кисню збільшується вдвічі. У процесі розігріву крила залишаються відносно нерухомими, так як м'язи, що піднімають їх, і м'язи, які їх опускають, скорочуються одночасно і, мабуть, розвивають рівні зусилля.

Активне виробництво тепла і пристойна термоізоляція волохатого тіла дозволяють Бражнику зігріватися зі швидкістю 4 градуси на хвилину. Якщо повітря в нічному лісі прогрітий до 10 градусів, через 5-6 хвилин метелик може вирушати в дорогу. Цікаво відзначити, що нервові ганглії (координаційний центр, керівний роботою крил) чутливіші до нестачі тепла, ніж "мотор", що приводить їх в рух. Деякі неженки, начебто бражника Мандур, не в змозі піднятися в повітря, поки не зігріються до 38, а в польоті підтримують температуру тіла на рівні 34-45 градусів.

Щоб підготуватися до польоту, зовсім не обов'язково махати крилами. Невеликі водяні жуки з роду полоскунів живуть в маленьких ставках або заповнених водою ямах, але не втратили здатності літати. З настанням темряви вони вилазять з води і, перш ніж піднятися в повітря, виробляють низькі звуки частотою до 140 герц. Мабуть, гудіти басом - справа зовсім не легка. У всякому разі, робота м'язів, необхідна для виконання "музичного вступу" до польоту, дозволяє жука зігрітися.

Джмелі, проникаючі далеко на Північ, менш вимогливі до температури. Їм досить зігрітися всього до 29-30 градусів, тому нектар з квітів джмелі можуть збирати до глибокої осені, коли температура повітря навіть у сонячну погоду опускається до 5-6 градусів. У такий холод ніхто з конкурентів літати не в змозі, і джміль не витрачає багато часу на пошуки ще не займаних і багатих нектаром квітів.

Екстрене і притому значне підвищення температури тіла за допомогою активної м'язової діяльності вигідно лише дрібним і дуже дрібним тваринам. Трехграммовому Бражник, щоб підняти температуру тіла на 25 градусів, доводиться затрачати 50 - 60 калорій! Підрахуйте, наскільки енергоємним виявився б розігрів істоти вагою 100-150 кілограмів.

Серед великих істот, здатних активно виробляти м'язове тепло, - змії. У Ленінградському зоопарку систематично розмножується більшість мешканців серпетарія, в тому числі гіганти зміїного царства - пітони. Ці змії, що досягають у довжину 8 - 10 метрів і 60 кілограмів ваги, - мешканці незайманих тропічних лісів Старого Світу. Вони нападають на великих тварин і, обвиваючись кільцями навколо їх тіла, душать. Недарма м'язи тіла розвинені у пітона значно краще, ніж у інших змій. Дорослий пітон легко справляється з козою, свинею, собакою, а іноді наважується нападати навіть на леопардів.

Пітони відносяться до числа небагатьох рептилій, які проявляють турботу про своє потомство. Цю функцію цілком бере на себе мати. У Ленінградському зоопарку самки тигрового пітона відкладають по 40-50 яєць. Закінчивши цю важливу процедуру, мати збирає їх докупи і обвивається навколо кладки, роблячи 3-4 кільця. Виходить живий "глечик", наповнений великими зміїними яйцями. У досвідчених самок горловина "глечика" виявляється досить вузькою, і вона, як кришкою, закриває її отвір своєю головою. Натуралісти минулого сторіччя вважали, що мати просто охороняє своє потомство. Але коли в умовах зоопарку вдалося виміряти температуру між кільцями "сидить" на яйцях самки, вона опинилася на 10-15 градусів вище температури навколишнього повітря. Значить, не тільки охороняє, а гріє, висиджує.

Потрібно сказати, що у величезному тілі пітона, більше ніж наполовину складається з м'язів, виробляється багато тепла, тому температура змії, коли вона спокійно перетравлює їжу, може бути на 6-7 градусів вище температури повітря. Однак для нормального розвитку яєць потрібна температура 35 градусів, тому доводиться вдаватися до м'язової діяльності. Відвідувачі зоопарку можуть спостерігати, як змія, сидячи на яйцях, регулярно здригається всім своїм могутнім тілом.

Вона з успіхом бореться за створення оптимального режиму насиджування, поки температура навколишнього середовища не знижується до 22 градусів. У цей період обмін речовин у самки збільшується в 10 разів, і за 80-денне насиживание, в продовженні якого змія голодує, її вага падає на 30-35 відсотків! Ось чому, готуючись до розмноження, самка посилено харчується, намагаючись значно збільшити свої енергетичні ресурси, обзавестися так необхідними в цей період запасами жирку. Довільна вироблення тепла для насиджування яєць - в середовищі рептилій явище унікальне.

Читайте також: Автомобільна аварія в екстремальних умовах автономного існування

Цікавий факт

Глобальне потепління і суворі природні катастрофи знедолити і залишили в злиднях мільйони зневірених людей, що піддаються легкої експлуатації работоргівцями.