Физиология животных. Приспособление и среда - Шмидт-Ниельсен К.
Скачать (прямая ссылка):
Кожу рептилий в отличие от кожи амфибий час <> считают почти непроницаемой. Рептилии дышат легкими, и большинство их — наземные формы. Однако настоящие морские змег — действительно морские животные, и некоторые из них даже рождают в море живых детенышей. Они прекрасные пловцы и способны погружаться на глубину по меньшей мере до 20 м. Когда морская змея
4*
52 Глава 2. Дыхание в воздухе
Pelamis platurus находится под водой, она может поглощать кислород через кожу с интенсивностью, доходящей до 33% от стандартного уровня, и выделять до 9%) обычного количества CO2. Хотя у этой змеи главным органом газообмена служат легкие, кожа, по-видимому, также оказывает существенную помощь, когда .змея преследует мальков рыб, на которых она охотится (Graham, 1974).
У млекопитающих газообмен через кожу ничтожен. Существует часто повторяемая легенда об итальянских детях, которых для участия в религиозной процессии покрасили золотой краской; история дальше повествует, что все они умерли от удушья, потому что «кожа не могла дышать». Смерть от удушья здесь совершенно исключена, так как поглощение кислорода через кожу едва измеримо, а выделение двуокиси углерода составляет менее 1% от ее выведения через легкие (Alkalay et al., 1971). Позолоченные дети могли умереть от других причин. Правдоподобно объяснение, что золотая краока была приготовлена из амальгамы золота с ртутью, суспендированной в масле — обычной основе красок. Ртуть легко образует эмульсию с маслом и в таком виде быстро всасывается через кожу, так что дети вполне могли умереть от острого отравления ртутью.
У летучих мышей относительная поверхность кожи намного больше, чем у других млекопитающих; широкие, тонкие, лишенные волосяного покрова перепонки крыльев у них сильно васкуляризо-ваны и могли бы участвовать в газообмене. Действительно, через эти перепонки выделяется некоторое количество CO2. При 18 °С у летучей мыши Eptesicus fuscus через кожу крыльев выделяется 0,4% всей образующейся двуокиси углерода. Эта доля возрастает с температурой воздуха, и при 27,5 °С уже 11,5% CO2 выводится этим путем (Herreid el al., 1968). Однако поглощение кислорода через перепонки крыльев не настолько велико, чтобы оно имело какое-то значение; как уже говорилось, диффузия кислорода между водой и воздухом идет примерно в 25 раз медленнее, чем диффузия двуокиси углерода.
ЛЕГКИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Переходя от одного класса позвоночных к другому по восходящей линии, мы увидим, что легкие становятся все более и более сложными. У амфибий легкое — это одиночный мешок, подразделенный несколькими гребнями, которые увеличивают поверхность. Легкие млекопитающих разделены на множество гораздо более мелких мешочков — альвеол, которые во много раз увеличивают поверхность, пригодную для газообмена. Измерения поверхности легких у лягушки показывают, что 1 см3 легочной ткани имеет общую газообменную поверхность 20 см2; соответствующая цифра для легких человека — 300 см2 на 1 см3 легочной ткани. Большая
Легкие млекопитающих 53
поверхность необходима для быстрого поглощения кислорода, которого требуется очень много при высокой интенсивности метаболизма, характерной для теплокровных животных.
ОБЪЕМ ЛЕГКИХ
У млекопитающих легкие занимают около 6% объема тела независимо от его веса (рис. 2.6). Если бы объем легких всегда составлял в точности одну и ту же часть всего объема тела, наклон линии регрессии на рис. 2.6 был бы точно равен 1. Линия регрессии, дающая наилучшее приближение, имеет наклон 1,02 (т. е. отклонение от строгой пропорциональности несущественно). Как и можно было ожидать, отдельные точки не попадают точно на линию, однако больших характерных отклонений нет. Это означа-
ло
10
ч 10
тс
% 0,1
5 ф
° 0,01 0,001 0,0001
0,01 0,1 7,0 70 700 1000 10 ООО
Вес тела, кг
Рис. 2.6. График зависимости между весом тела и объемом легких у различных млекопитающих. Видно, что величина легких является определенной функцией размеров тела. (Tenney, Remmers, 1963.)
ет, что мелкие млекопитающие, у которых интенсивность обмена высока, получают достаточно кислорода через легкие той же относительной величины, что и у крупных животных.
Следует отметить, что ныряющие животные, такие, как дельфин, ламантин и кит, укладываются в общую для млекопитающих схему в отношении размеров легких. Можно было бы думать, что для более продолжительного пребывания под водой эти животные .должны иметь очень большие легкие, которые они могли бы на-
Кит S
Дю Медведь
:оньо / J
^^ламантин о Корова
К
Собака
Свинья а іза о°/ S о S
'Мареке Человек
и свинья
I
Кош Сурок
нот о У~- Накл ка °^о6езьяна уУ^Броненосец.
он =0,02
Крыс
Кролик'' Oq/^Mo
оская св
инка
/-.Aft
ІШЬ
Землеройка Летучая мышь I
54 Глава 2. Дыхание в воздухе
полнять воздухом перед погружением. Однако это не так; как мы увидим позже, время пребывания под водой у ныряющих животных не определяется запасами кислорода в легких.
