Размеры животных: почему они так важны? - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
И теплопродукция, и теплопотери могут изменяться в результате действия различных физиологических механизмов. Большинство млекопитающих и птиц способны успешно поддерживать такое равновесие и сохранять внутреннюю температуру тела на почти постоянном уровне лишь с небольшими отклонениями. Одна из регулярных флуктуаций — это изменение температуры тела в течение суток, когда у дневных животных температура ночью снижается на два градуса по сравнению с дневной, а у ночных, наоборот, дневная температура на два градуса ниже ночной. Температура тела повышается также при физической нагрузке, но эти отклонения нас сейчас не интересуют.
Что мы понимаем под температурой тела? Это отнюдь не простой вопрос, поскольку разные части организма имеют разную температуру. За температуру тела млекопитающего и птицы принимается обычно температура глубоко расположенных внутренних органов, ее иногда называют внутренней температур рой (core temperature), а измеряют часто как глубокую ректальную.
Влияние размеров на теплопотери
Ранее было отмечено, что для различных групп теплокровных позвоночных характерны пределы внутренней температуры тела без всякой очевидной связи с размерами тела (табл. 16.1). В каждой из групп температура тела колеблется в пределах
* Часть метаболической энергии может идти на выполнение внешней работы, однако эта часть не входит в уравнение теплового баланса организма. Еслв же расчет теплопродукции делать на основе потребления кислорода, то величина всей внешней работы должна быть известна и ее нужно вычесть.
Таблица 16.1. Приблизительные величины внутренней температуры тела у главных групп млекопитающих н птнц. Внутри каждой нз групп температура тела независима от размеров тела
Группа животных Внутренняя
температура
Однопроходные (ехидна, утконос) со
0
1
со
О
О
Сумчатые млекопитающие 34---36 °С
Плацентарные млекопитающие 36---38 °С
Птицы 39---41 °С
нескольких градусов как независимая от размеров тела переменная.
Отсутствие очевидной связи между температурой и размерами тела и четкая зависимость теплопродукции, (интенсивности метаболизма) от размеров (см. гл. 6) заставляют нас рассмотреть влияние размеров тела на теплопотери. Очевидно, что если теплопродукция зависит от размеров, то и теплопотери также должны от них зависеть. Кроме того, интуитивно ясно, что если у крупных и мелких животных поддерживается одинаковая температура тела, то более крупное животное теряет больше тепла.
При обсуждении теплопотерь мы будем пользоваться очень упрощенным понятием: теплопроводностью животного. Это понятие заменит нам исключительную по сложности полную картину потерь тепла у живого организма. Теплота, образующаяся внутри тела животного, частично проводится к поверхности через ткани, но главным образом переносится с кровью путем конвекции. С поверхности кожи теплота проводится через шерсть и перья и уходит во внешнюю среду, где на процессы теплообмена влияют такие факторы, как температура воздуха, конвекция и излучение, образующие очень сложные зависимости.
Обратимся теперь к определению общей теплопроводности
(С), которое означает, что скорость потери тепла (Я) пропорциональна разности температур тела (Гт) и окружающей среды Гс:
Н=С(Тт-Тс).
Сразу обращает на себя внимание тот факт, что если теплопродукция и температура тела постоянны, то С должно изменяться с изменением Тс. Повышение Тс, т. е. уменьшение разности между температурой воздуха и температурой тела, требует
Температура тела н терморегуляция
увеличения С для поддержания постоянной скорости тепловог» потока. И наоборот, более низкая температура воздуха (увеличение Т*—Тс) требует для поддержания баланса более низкой теплопроводности. Теплопроводность можно изменять только в определенных пределах, в первую очередь путем изменения притока крови к поверхности тела и увеличения обращенных наружу участков тела (вытягивание конечностей и открывание частей тела, покрытых редкой шерстью).
Теплопроводность нельзя снизить ниже определенной величины. Ее можно представить как величину, обратную изолирующим свойствам тела. Снижение притока крови к коже уменьшает поток тепла от внутренних отделов тела к поверхности; взъерошивание шерсти или перьев увеличивает теплоизоляцию от внешней среды; сворачивание тела в клубок уменьшает его открытую поверхность и потери тепла. Однако эти контрмеры такж|е имеют пределы эффективности, и когда температура воздуха падает ниже определенного предела (нижней критической температуры), животное может поддерживать свою температуру только путем увеличения теплопродукции. При иижней критической температуре (НК.Т) теплопроводность сведена к минимуму насколько это возможно, а при более низких температурах должна увеличиваться теплопродукция. Нам знакома такая ситуация: когда мы дрожим на холоде, то тем самым увеличиваем теплопродукцию, если изолирующих механизмов оказывается недостаточно1.
