Водолазные скафандры и акваланги 13 страница
Этот же способ используют насекомые. Они неспособны летать, пока не согреются. Бабочка ванесса в этом случае машет крыльями и даже в прохладную погоду, при температуре всего лишь в 10 градусов, за несколько минут умудряется согреться до 35, а во время полета ее температура достигает 37, совсем как у теплокровных.
При усиленной работе мышц выделяются значительные количества тепла, но одного дрожания теплокровным животным бывает недостаточно, и поэтому одновременно повышается обмен веществ, а следовательно, резко увеличивается химическая теплопродукция.
Пойкилотермные животные тоже иногда могут повышать свой обмен, но происходит это у них гораздо проще. Они начинают усиленно питаться, больше «сжигают» корма, создавая больше тепла. Самый разительный пример – пчелы. Каждая отдельная пчела, как и любое другое насекомое, не может поддерживать температуру своего тела. Но пчелиная семья, как целостный самостоятельный организм, теплокровна. Пчелы в отличие от остальных насекомых на зиму не засыпают. Брошенные в своих маленьких домиках на произвол снежных вьюг, они и в зимнюю стужу при −30 градусов остаются активными, а температура их «зимнего клуба» может в это время достигать +35.
«Клуб» создается с наступлением зимних холодов. Как только температура наружного воздуха понизится, пчелы собираются вокруг ползущей по сотам матки в большой плотный шар. Пчелы, находящиеся внутри, поближе к матке, усиленно питаются, «сжигая» много высококалорийного меда, и выделяют при этом массу тепла. Пчелы наружных слоев шара согреваются этим теплом и, сбившись в плотную массу, не дают остывать своим сестрам. Когда же мерзнуть им становится невмоготу, они расталкивают своих соплеменниц и пробираются внутрь, обнажая лежащий под ними пчелиный слой. В таком однообразном движении проводят они всю зиму, съедая за это время не один килограмм меда.
|
|
|
Особенно много тепла у пчел выделяют личинки. И не мудрено. Кормилицы кормят своих подопечных около 1300 раз в сутки. Однако в холодную погоду разбросанные по отдельным ячейкам личинки обогреть себя не в состоянии, и, чтобы расплод не погиб, а для его существования температура в гнезде должна равняться 35 градусам, рабочие пчелы плотным слоем собираются на сотах, собственными телами предохраняя личинок от холода. Если и этого недостаточно, наседки, тесно сгрудившись, начинают переминаться с ноги на ногу, взмахивают крыльями и дрожат, стараясь повысить температуру своих тел и спасти расплод.
Постоянную температуру пчелы поддерживают лишь в центре улья, где растет и развивается их потомство. На периферии она может быть значительно ниже. Но это ничего не значит. У теплокровных животных постоянной может быть тоже лишь температура в глубине организма. Температура кожи и особенно конечностей значительно ниже. В плавниках китов и тюленей, в конечностях горных козлов и северных оленей она может опускаться ниже 10 градусов. Интересно, что и при такой низкой температуре работоспособность мышц у этих животных не падает.
|
|
|
Вероятно, способность без вреда для здоровья переносить частичное охлаждение тела вырабатывается путем тренировки. Северяне даже в жестокие морозы не защищают кожу лица. Австралийские аборигены легко переносят охлаждение ног до 12–15 градусов. В холодные ночи они, как обычно, спят прямо на земле у слабо тлеющих костров, ничем не прикрывая свое тело от холода. При этом согревается лишь одна сторона тела, другая сторона и конечности остаются холодными. Европейцы, безусловно, так спать не могут. Мы обычно просыпаемся уже при очень незначительном понижении температуры нижних конечностей.
Охлаждение конечностей для водных животных – важная проблема. Тело китов и тюленей завернуто в толстый слой жира, в котором кровеносные сосуды развиты очень плохо. Через жир эти животные, обитающие обычно в очень холодной воде, почти не отдают тепло. Совсем другое дело плавники и ласты. Жиром они не защищены, а кровеносная система здесь развита очень сильно, ведь работающим мышцам необходим значительный приток крови. Горячая кровь, поступая в конечности, выносит через эти естественные прорехи большое количество тепла. Ластоногие не могли бы существовать, не будь у них одного замечательного приспособления.
|
|
|
Крупные артерии, по которым у китов и тюленей в плавники и ласты течет горячая кровь, оплетены густой сетью мелких вен, по которым охлажденная на периферии кровь возвращается обратно в сердце. Благодаря этому артериальная кровь, еще до того как попадет в мышцы, отдает венозной большую часть своего тепла и в дальнейшем почти не охлаждается, а нагретая венозная кровь возвращается в общее русло и не охлаждает организм. Удивительный теплообменник, сконструированный самой природой, позволяет крови, уходящей на периферию тела, оставлять весь излишек тепла на пороге жирового барьера. Аналогичные приспособления есть в подмышечных впадинах пингвина, которые препятствуют утечке тепла через его ласты.
Другой прорехой в теле теплокровных животных, через которую в организм проникает холод, служат легкие. Холодный воздух соприкасается там непосредственно с кровью. Внутренняя поверхность легких очень велика (у человека среднего роста она приблизительно равна 90 квадратным метрам, а это почти в 50 раз больше всей поверхности кожи), и можно было бы ожидать, что кровь в них сильно охладится и ее температура станет ниже температуры тела, что, в свою очередь, неизбежно вызовет охлаждение всего организма. Но этого не происходит. При высоких температурах окружающей среды температура оттекающей от легких крови становится ниже, чем притекающей, а на холоде, наоборот, выше. Правда, изменения очень незначительны, не более 0,03 градуса, но этого оказывается достаточно, чтобы зимой и летом поддерживать постоянную температуру тела.
|
|
|
Почему оттекающая от легких кровь в жаркую погоду оказывается охлажденной, понятно: тепло расходуется на испарение. Каким образом она в холодную погоду подогревается, удалось понять сравнительно недавно. О том, что воздух, проходя через дыхательные пути, еще в носовых пазухах, гортани, трахее и бронхах частично подогревается и смешивается с имеющимся в них теплым воздухом, благодаря чему происходит значительное сглаживание разности температур, знали давно. И все-таки приходящий зимой в легкие воздух даже после этого остается значительно холоднее крови и должен ее охлаждать. Наблюдающийся же в действительности подогрев объясняется тем, что легкие у человека и теплокровных животных выполняют функцию теплопродукции, являясь одним из основных источников тепла в организме. В легочной ткани много высококалорийных жиров. В холодную погоду (только в холодную!) они «сгорают», выделяя большое количество тепла, и создают защитный тепловой барьер, препятствующий охлаждению организма. Таким образом, и эта прореха организма надежно прикрыта.
Человек охлаждается, испаряя воду в легких и с кожи. Многим животным охлаждаться сложнее. У грызунов нет потовых желез. Когда жарко, грызуны начинают учащенно дышать, все больше и больше испаряя из легких воды. Аналогичным образом охлаждают себя собаки и коровы.
Если учащение дыхания не спасает грызунов от перегревания, они начинают увлажнять свою шерстку слюной. Так же поступают опоссумы и австралийские сумчатые – жители жарких пустынь.
Пчелы используют и испарение и вентиляцию. Когда температура в улье угрожающе поднимается, одни из них разбрызгивают по сотам воду. В это время другие, выстроившись рядами у летка, усиленно машут крыльями, устраивая ураган внутри своего дома и ускоряя испарение.
Не легко охлаждаться водным животным. Хотя вода в 20–27 раз теплопроводнее воздуха, тело китов и тюленей одето в такое толстое одеяло из жира, что практически не охлаждается. Если бы не было специальных приспособлений, кит мог бы, видимо, закипеть, ведь при движении со скоростью 36 километров в час в его теле вырабатывается столько тепла, что каждые 5 минут температура должна была бы возрастать на 1 градус. Охлаждаются киты и тюлени благодаря сосудистым сплетениям кожи. Пока киту холодно, артерии, проходящие к коже через слой жира, сжаты и сплетения запустевают. Во время движения температура тела повышается, тогда горячая кровь выносится в кожу для охлаждения.
Существует и второй механизм. Усиленная работа мышц всегда приводит к повышению кровяного давления. Естественно, что при этом артерии, идущие в ласты, расширяются и пережимают тесно оплетающие их вены. Кровь из ласт начинает оттекать по ранее не функционировавшим венам, тем самым работа теплообменника нарушается и тепло через ласты отдается окружающей воде.
У китов есть еще один способ снизить температуру тела. Когда им жарко, они начинают прополаскивать рот и носовую полость холодной водой и выпускать подогретую в виде мощных фонтанов.
Если все-таки энергичное противодействие организма не дало необходимого эффекта и температура тела продолжает повышаться, может наступить шок, который возникает вследствие теплового повреждения мозга. Интересно, что при согревании извне переносимая температура значительно ниже, чем при эндогенном (возникшем вследствие собственных процессов жизнедеятельности) повышении температуры тела. Человек теряет сознание, когда его температура под влиянием лучей солнца или теплого воздуха повышается всего лишь до 38,6 градуса, в то время как при очень интенсивной работе она без всяких вредных последствий может достигать 40, а при лихорадке, вызванной болезнетворными микроорганизмами, даже 42 градусов.
Строгое постоянство температуры тела, видимо, не всегда удобно. Во всяком случае, обитатели пустынь, то есть областей типично континентального климата, с резкими перепадами дневных и ночных температур, отступили от ортодоксальной теплокровности.
«Корабль пустыни» – верблюд, лучше других крупных теплокровных животных приспособившийся к жизни в песках, без всякого вреда переносит ежедневные колебания температуры тела, размах которых может достигать 5,5 градуса. Ночью, когда в пустыне холодно, его температура падает до 35 градусов. Это выгодно, он не расходует энергетические ресурсы на то, чтобы поднять ее выше. Днем повышается до 40,5. Верблюд не стремится ее снизить. Зато, если воздух хотя бы на полградуса-градус прохладнее (а так чаще всего и бывает), верблюд легко отдает наружу избыток тепла, возникающий во время работы.
Чтобы точно поддерживать температуру тела, нужно иметь специальные приборы, а то может случиться беда. У примитивных организмов, которые еще не обзавелись термометрами, нередко происходят несчастные случаи.
Теплолюбивые микроорганизмы, обитающие в кучах торфа, совершенно не умеют соблюдать правила пожарной безопасности. Нередко они выделяют чрезмерно много тепла и так нагревают торф, что происходит его самовозгорание. Их собратья, поселяющиеся во влажных трюмах судов на кипах хлопка, льна или пеньки, такие же ротозеи, как и торфяные теплолюбы. Если их разведется слишком много, в море может возникнуть пожар.
У теплокровных животных за температурой крови (а значит, и за температурой тела) внимательно следит тепловой центр мозга и терморецепторы кожи. Природа редко бросает на полпути интересные находки. Тепловая рецепция у некоторых животных получила такое развитие, что стала важнейшим приспособлением для изыскания пищевых объектов.
Особенно виртуозно пользуются терморецепцией хладнокровные животные. Им это легче, чем теплокровным, у которых высокая температура тела маскирует и мешает улавливать слабые тепловые воздействия, идущие издалека. Чувствительные терморецепторы есть у многих насекомых: пчел, комаров, клопов, сверчков, клещей, а также у гадюк, удавов, гремучих змей и у других рептилий. У насекомых они чаще располагаются в антеннах для восприятия температурных сигналов, идущих издалека, или в лапках – для определения температуры почвы. Благодаря тому, что антенн две, насекомые могут очень точно определять источник тепла. Получив тепловой сигнал о присутствии жертвы, комар будет до тех пор изменять положение тела, пока обе крохотные трехмиллиметровые антенны не станут получать одинаковое количество тепла.
Наведение на цель очень точное и чувствительное. Инженеры-конструкторы ракет-перехватчиков, самонаводящихся на теплые объекты, ракеты или работающие моторы самолетов, пока не могут соперничать с насекомыми в чувствительности своих приборов.
Крупные кровососущие клопы легко обнаруживают источник тепла даже с помощью одной антенны. Повертев ею в разные стороны, клоп без труда замечает, что, когда она вытянута, например, вправо, то нагревается быстрее, так как оказывается ближе к источнику тепла, и уверенно ползет вправо.
Температура кожи у различных людей далеко не одинакова, поэтому одни из нас больше привлекают кровососущих насекомых, другие меньше. Кому приходилось прогуливаться вблизи водоемов теплыми комариными вечерами, когда тучи ненасытных кровопийц не дают и шагу шагнуть, вероятно, не раз случалось удивляться стойкости рыболовов-любителей, способных простоять на берегу всю ночь.
А дело не только в стойкости. Кожа человека, разгоряченного ходьбой и интенсивной борьбой с комарами, значительно теплее, чем у спокойно стоящего на берегу человека, и привлекает комаров значительно больше. Поэтому-то рыболовов комары «едят» значительно меньше, чем прогуливающихся.
У рептилий парные органы для восприятия тепла располагаются на морде, немного ниже глаз, иногда на нижней губе. Устройство их не сложно. В глубине ямки находится тонюсенькая мембрана всего в 15 микрон толщиной со множеством свободных нервных окончаний, а под мембраной – воздушная полость, которая препятствует потерям и без того ничтожного количества тепла на нагревание окружающих тканей. Мембрана может улавливать изменения температуры в 0,002 градуса, которые создаются при расходе всего 0,000 000 005 калории в секунду.
Благодаря этому змея на довольно большом расстоянии различает предметы, температуры которых отличаются от окружающих предметов всего на 0,1 градуса. Ясно, что при такой тонкой чувствительности змея в полной темноте безошибочно направится к сидящей где-нибудь под кустом «горячей» мышке или чуть теплой лягушке.
Термочувствительные органы теплокровных устроены проще. Мегаподы – сорные куры Австралии и Новой Гвинеи выводят птенцов в специально сооружаемых инкубаторах, больших кучах гниющего мусора, где высокая температура поддерживается за счет гниения. Уход за инкубаторами у сорных кур поручается мужской половине, как существам, безусловно, технически более грамотным, чем легкомысленные несушки. Такое распределение функций вполне оправдано, клюв у петухов является прекрасным термометром. Опустив его поглубже в мусор, птица точно определяет температуру. Если она выше 33 градусов, приходится разгребать кучу, чтобы ее охладить; если ниже, добавить топлива – новую порцию гниющего мусора.
Устройство термометра несложно. Клюв сам имеет температуру 33 градуса. Петуху остается лишь понять, в какую сторону отличается температура кучи. Это уже не трудно и доступно даже человеку.
Жар-птица
Совсем как в сказке
В некотором царстве, в некотором государстве жил-был царь Берендей. И был у царя сад великолепный, и росла в том саду яблоня с золотыми яблоками.
Стал кто-то сад посещать, золотые яблоки воровать. Послал тогда царь своего младшего сына Ивана-царевича сад стеречь. До глубокой ночи ходил Иван – никакого вора не видал. Вдруг осветился сад ярким светом. Видит царевич: села на яблоню Жар-птица и рвет золотые яблоки. Схватил было Иванушка Жар-птицу за хвост, да вырвалась она и улетела. Только одно перо осталось, и такой был свет от этого пера, что весь сад казался огненным…
Вот о какой удивительной птице рассказывает одна из старинных русских сказок. Знают эту сказку, вероятно, все, но мало кому известно, что и Иван-царевич, и царь Берендей, и Кащей Бессмертный и даже Елена Прекрасная выдуманы. Только Жар-птица настоящая, и полюбоваться на нее удавалось не одним царевичам.
9 сентября 1864 года Феодор, дьячок староладожского Георгиевского собора, что стоит на крутом берегу могучего Волхова, возвращался с крестин домой. Был теплый вечер, небо заволокло низкими, тяжелыми облаками. Шел мелкий осенний дождь. Дьяк здорово подгулял, и его старческие ноги, давно уже не очень послушные, совсем отказывались идти. Путаясь в полах намокшей рясы, спотыкаясь и скользя по раскисшей земле, Феодор с трудом находил тропинку.
Слабый шум дождя заглушал все прочие звуки, только где-то внизу у воды брякал колокольчик стреноженной лошади да время от времени тишину нарушал свист крыльев летящих с Волхова утиных стай. Утки пугали Феодора. Он вздрагивал, крестился нетвердой рукой и брел дальше, высматривая в темноте близкий обрыв. Вдруг навстречу, как падающая звезда, устремилась светлая точка. В мгновенье она превратилась в светящееся пятно, раздался характерный шум крыльев, и все исчезло. Поднявшись с мокрой травы, куда он от неожиданности свалился, дьяк долго грозил кулаком вслед улетевшей птице. Наутро в приходе узнали, что черт, обернувшись птицей огненной, пытался сбросить Феодора с обрыва, но был посрамлен и отогнан.
Настоятель собора, не одобрявший веселых кутежей Феодора, дабы оградить дьяка от богопротивных видений, наложил на него покаяние: пятьдесят поклонов в день перед иконой богоматери. Поклоны не помогли. По селу поползли слухи о появившейся в округе жар-птице. Каждый вечер она попадалась кому-нибудь на глаза. Как только наступала вечерняя темнота и начинался утиный лет, появлялась и светящаяся утка. Ее встречали до конца сентября и всегда одну. Затем она исчезла, видимо, улетела на юг.
Сообщения о жар-птицах поступали и из других мест. Под Архангельском охотники-поморы видели и даже пытались добыть двух светящихся гусей, но безуспешно. В Ярославской, Симбирской губерниях, в ГДР, ФРГ, Франции, Англии неоднократно замечали светящихся филинов или крупных сов. Но, пожалуй, наиболее интересный случай произошел на Черном море у Лебяжьих островов. Местный рыбак рассказал заезжему из Севастополя мичману о светящемся лебеде. Ночью мичману не только удалось полюбоваться изумительным зрелищем, но и убить редкую птицу. Светились только перья. Принесенная в дом рыбака птица осветила комнату слабым светом, однако достаточным, чтобы читать печатный шрифт. Свечение продолжалось всю ночь, но уже на другой день перевезенные в Севастополь перья почти утратили эту способность.
Вот какие странные вещи происходят иной раз в мире. И не случайно отец Феодор свалил все на нечистую силу. Не он один поступал так в подобных случаях.
Не менее таинственные истории, взбудоражившие сотни людей, происходили в конце прошлого века и на далеких островах Индийского океана.
Остров Новая Гвинея открыли еще в начале XVI века, но его девственные леса были так неприступны и населены столь воинственными племенами, что европейские колониальные державы долго не пытались им овладеть. Только триста с лишним лет спустя голландцы объявили его западную часть своей колонией. К тому времени местное население прибрежных районов уже хорошо знало белых поработителей и отчаянно сопротивлялось. Папуасские воины, прекрасно приспособленные для жизни в джунглях, умеющие посылать без промаха отравленные стрелы, наводили на захватчиков ужас. Их черная кожа, татуировка и украшения для ушей и носа, придающие чертам лица свирепый вид, умение бесшумно появляться и так же бесшумно исчезать вызывали суеверный страх. Не случайно голландцы окрестили свою колонию «страной самого дьявола».
Туго приходилось захватчикам. Чтобы уберечь свои поселения от папуасов, голландцы строили их в труднодоступных местах. Так на небольшом участке песчаного пляжа, отделенного от острова тридцатикилометровой полосой мангровых зарослей с непроходимыми трясинами и топями, возник город Бабо. И все-таки поселок приходилось бдительно охранять, папуасы время от времени совершали набеги, то проникая сквозь мангры, то приплывая морем.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 244; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!