Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Шмидт-Ниельсен К. -> "Физиология животных. Приспособление и среда" -> 167

Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.

Шмидт-Ниельсен К. Физиология животных. Приспособление и среда. Под редакцией Крепса Е. М. — М.: Мир, 1982. — 416 c.
Скачать (прямая ссылка): fizjuv1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 161 162 163 164 165 166 < 167 > 168 169 170 171 172 .. 173 >> Следующая


Рис. 8.29. У тунца кровь, идущая к плавательным мышцам, проходит через теплообменник, в результате чего мышцы сохраняют тепло, хотя температура артериальной крови равна температуре воды. (Carey, Teal, 1966.)

дов; при этом образуется плотное сплетение, в котором артерии перемешаны с венами, несущими кровь в противоположном направлении (рис. 8.29 и фото 8.3). Холодный конец этого теплообменника расположен у поверхности тела, а теплый — глубоко в мышцах. Артериальная кровь, оттекающая от жабр, имеет тем-

400 Глава 8. Терморегуляция

пературу воды. Протекая по тонким артериям, окруженным венами, эта кровь поглощает тепло венозной крови, оттекающей or мышц. Ускорению теплообмена способствует малый диаметр сосудов— порядка 0,1 мм. Когда венозная кровь собирается в более крупные вены, расположенные под кожей, она уже охлажде-

Фото 8.3. Теплообменник тунца. (Фото предоставлены Е. D. Stevens, University of Guelph, Онтарио.)

Слева—поперечный срез 2-килограммового тунца Katsuwonis pelamis. Видно, что тело этого сильного пловца состоит в основном из мышц. Красные мышцы, имеющие высокую температуру, на фото выглядят почти черными. Основной теплообменник расположен непосредственно под позвоночным столбом, почти точно в центре снимка. Справа — поперечный разрез сосудистого теплообменника; видны артерии (небольшие, с толстыми стенками), перемежающиеся с примерно таким же числом вен (большего диаметра, тонкостенные). Диаметр артерий около 0,04 мм, диаметр вен 0,08 мм, длина тех и других сосудов около 10 мм.

на — ее тепло вернулось к мышцам через согретую артериальную кровь. В результате разность между температурой мышц тунца и температурой воды, в которой он плавает, может достигать 14 °С.

Повышение температуры мышц дает то преимущество, что увеличивает их мощность1. Благодаря большой мощности мышц тунец способен плавать с большой скоростью относительно независимо от температуры воды, и это позволяет ему успешно пре-

1 Сила, развиваемая сокращающейся мышцей, относительно мало зависит от температуры; поэтому почти не зависит от нее и работа, производимая при одиночном сокращении (силаХрасстояние). Однако при более высокой температуре мышца сокращается быстрее, и в результате увеличения числа сокращений в" единицу времен-и повышается мощность (работа в единицу времени).

Температура тела у «холоднокровных» животных 401

следовать такую быстро плавающую добычу, как пелагические рыбы (например, макрель) или кальмары.

У некоторых (хотя далеко не у всех) крупных акул имеются аналогичные теплообменники, обеспечивающие поддержание относительно высокой температуры мышц (Carey, Teal, 1969; Carey et al., 1971).

Значительная разница в температуре отдельных частей тела дает тунцу еще одно преимущество. Благодаря специальным теплообменникам поддерживается высокая температура печени в органов пищеварения. Ведь большая мощность мышц требует и надлежащего обеспечения топливом, а значит, и быстрого пищеварения; последнее лучше всего достигается повышением температуры желудочно-кишечного тракта.

Сравним теперь этих «теплых» рыб с морскими млекопитающими и посмотрим, в чем основные различия и черты сходства между ними. Как мы уже знаем, тюлени и киты имеют на поверхности толстый теплоизоляционный слой (подкожный жир); потеря тепла в конечностях у них снижена благодаря теплообменникам; но главное состоит в том, что они дышат воздухом, и поэтому кровь у них не охлаждается на дыхательных поверхностях до температуры окружающей воды. «Теплым» рыбам, напротив, не нужна теплоизоляция поверхности тела, поскольку у них вся артериальная кровь, оттекающая от жабр, уже имеет температуру воды. Но они способны регулировать температуру отдельных областей тела благодаря соответственно расположенным эффективным теплообменникам, которые сохраняют локально вырабатываемое тепло.

НАЗЕМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

В уравнение теплового баланса наземных животных входят все члены, приведенные на стр. 398. Для повышения температуры тела (т. е. увеличения аккумуляции тепла) этим животным важно уменьшить испарение и потерю тепла путем теплопроводности, а также довести до максимума приток тепла с излучением и собственную теплопродукцию. Обычно единственным источником излучения является солнце, и в отсутствие солнечного света только повышение собственной теплопродукции может обеспечить согревание тела. Разумеется, внешний и внутренний источники тепла (солнечная радиация и обмен веществ) могут использоваться одновременно, но животному выгоднее получать тепло извне, чем расходовать ресурсы организма.

Тепло солнечных лучей особенно интенсивно используют насекомые и пресмыкающиеся. Поглощать больше лучистой энергии' этим животным помогают окраска тела и ориентация его по отношению к солнцу. Многие рептилии способны изменять свою, окраску путем концентрирования или диспергирования пигмеи--

26—1873

402 Глава 8. Терморегуляция

тов в особых клетках кожи. Поскольку примерно половина энергии солнечного излучения приходится на область видимого света, темный цвет кожи существенно увеличивает поглощение солнечной энергии (уменьшая отражение). На поглощение ближнего инфракрасного света изменение окраски влияет лишь незначительно, так как для этой области спектра поверхность тела уже близка к «черной» (см. выше раздел «Излучение»).
Предыдущая << 1 .. 161 162 163 164 165 166 < 167 > 168 169 170 171 172 .. 173 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed