Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Второй способ усилить поглощение солнечного тепла состоит в том, чтобы увеличить освещенную солнцем поверхность. Для этого животное располагает свое тело под прямым углом к солнечным лучам, распластывается и вытягивает конечности. Таким путем ящерица, например, может поднять свою температуру до уровня значительно выше температуры воздуха. Прогревшись в нужной степени, ящерица предотвращает дальнейшее согревание, изменяя окраску кожи на более светлую и меняя позу — располагаясь более или менее параллельно солнечным лучам; в конце концов животное может уйти в тень. Большое значение имеет также температура субстрата; например, ящерица может согреться, прижавшись к теплому камню и увеличив таким образом приток тепла.
Греясь на солнце, ящерицы могут очень сильно повышать температуру своего тела. Например, в горах Перу на высоте 4000 м, где прохладно даже летом, ящерица Liolaemus остается активной и выходит из укрытия даже при температурах ниже 0 °С. Одну из этих ящериц, весом 108 г, поместили утром на солнце, когда температура воздуха еще была —2 °С. Спустя час температура воздуха поднялась до +1,5°С, а измеряемая в клоаке температура тела ящерицы возросла с +2,5 до 330C (рис. 8.30). Таким образом, тело было уже на 30° теплее окружающего воздуха, и это позволяло животному находиться в активном состоянии, несмотря на холод.
Когда ящерица согрелась, температура ее тела далее остается на более или менее постоянном уровне около 35 °С, хотя температура воздуха продолжает постепенно повышаться. Животное достигает этого тем, что снижает поглощение солнечной энергии, изменяя положения тела; поддерживаемую при этом температуру тела называют предпочитаемой или эккритической температурой.
Разумеется, для животного важно согреваться и переходить к полной активности как можно быстрее. С другой стороны, когда животное уходит в тень, ему выгодно было бы замедлить неизбежное охлаждение. Может ли ящерица каким-то образом ускорить свое согревание или замедлить охлаждение? Согревание внутренних областей тела может быть ускорено путем увеличения притока крови к нагретым участкам кожи; но как обстоит дело с замедлением охлаждения?
Этот вопрос был исследован на нескольких видах ящериц. Проблема охлаждения имеет особое значение для галапагосской
Температура тела у «холоднокровных» животных 40Ф
морской игуаны, которая питается в воде, имеющей температуру 22—27°С. Выйдя из воды, игуана устраивается на камнях вблизи полосы прибоя и греется на солнце. Когда же она погружается в море, где кормится водорослями, ее температура начинает падать, приближаясь к уровню температуры воды, который ниже эккритического. Этому животному было бы выгодно замедлить.
40
а 30 §. 20
S 10
Температура в клоаке
Темпера
тура воздух
о ^—1
07.00 08.00 09.00 10.00 11.00
Время cymsuc
Рис. 8.30. Перуанская горная ящерица Liolaemus появляется утром, когда температура воздуха ниже нуля; подставляя себя солнечным лучам, она быстро-согревается до температуры, обеспечивающей полную активность. (По данным-Pearson, 1954.)
охлаждение в воде, так как это позволило бы удлинить период, в течение которого оно может активно есть и достаточно быстро-двигаться, чтобы не стать добычей хищника. А после выхода на сушу, наоборот, выгодно было бы согреваться как можно быстрее.
Сравнение скоростей согревания и охлаждения морской игуаны показало, что как в воде, так и в воздухе она согревается примерно вдвое быстрее, чем охлаждается (рис. 8.31). Если холодное животное поместить в воду с температурой на 20° выше температуры тела, то скорость его нагрева окажется в 2 раза больше скорости охлаждения в условиях, когда теплое животное помещают в воду, которая на 20° холоднее тела. В воздушной среде скорость обоих процессов ниже, чем в воде, но опять-таки нагрев идет примерно вдвое быстрее, чем охлаждение при той же разности температур.
Различие в скоростях согревания и охлаждения в основном, по-видимому, обусловлено изменениями в циркуляции крови, особенно в коже. При согревании частота сокращений сердца высока и возрастает с повышением температуры; при охлаждении же сердце сокращается вдвое реже, чем при той же температуре тела в стабильных условиях. Такая способность регулировать скорость согревания и охлаждения путем изменений в цир-
26*
¦404 Глава 8. Терморегуляция
куляции крови, безусловно, полезна для животного, которое в поисках пищи периодически погружается в прохладную воду.
На солнце греются не только ящерицы, но и другие пресмыкающиеся. Черепахи, змеи и даже такие в наибольшей степени связанные с водной средой рептилии, как крокодилы, часто принимают солнечные ванны. Какую роль это играет в согревании тела и терморегуляции, в большинстве случаев не известно.
15
10 8 6
/
2
1
О 10 20 30 АО 50 60 70 ВО Вре.мя, мин
Рис. 8.31. Скорости согревания и охлаждения галапагосской морской игуаны (вес тела 652 г) в воде (треугольники) и в воздушной среде (кружочки). Начальная разность температур животного и внешней среды (AT) во всех случаях составляла 20 °С. (Bartholomew, Lasiewski, 1965.)
