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 энергии1 этим животным помогают окраска тела и ориентация его по отношению к солнцу. Многие рептилии способны изменять свою, окраску путем концентрирования или диспергирования пигмеи-- 1873

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»),
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 т, 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 33 °С (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


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.



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-

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.

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.)


Животное может также повышать температуру своего тела, повышая собственную теплопродукцию (т. е. интенсивность метаболизма). Известно, что к этому способу прибегают самки некоторых змей в период, когда они согревают яйца. В частности, это наблюдали в нью-йоркском зоопарке, где самка питона длиной м высиживала кладку из 23 яиц. Поскольку при этом она свернулась вокруг яиц, термопару для измерения температуры помещали между плотно прижатыми друг к другу кольцами змеиного тела. После снижения температуры воздуха с 33 до 25 °С у змеи возросло потребление кислорода, а температура тела оставалась на 4—5° выше температуры среды (рис. 8.32). Повышенное потребление СЬ было, по-видимому, обусловлено сильными сокращениями мускулатуры, напоминающими дрожь у млекопитающих. При температуре воздуха 25,5 °С змея, согревавшая кладку яиц, поглощала в 9,3 раза больше кислорода, чем обычно. При дальнейшем снижении температуры до 21 °С животное уже не могло дополнительно повысить интенсивность обмена: темпе

ратура тела падала, потребление кислорода снижалось. После 30-дневного согревания кладки вес змеи уменьшился с 14,3 до кг, т. е. почти на 30%, — видимо, в результате расходования резервного «топлива» на выработку тепла (Hutchison et al., 1966),

Рис. 8.32. Когда самка питона, выводя потомство, согревает кладку яиц, ее температура поднимается выше температуры окружающей среды благодаря сильным мышечным сокращениям, напоминающим дрожь у млекопитающих. Проведенная на рисунке диагональ соответствует равенству температур тела змеи и воздуха. (Vinegar et al., 1970.)

Еще по теме НАЗЕМНЫЕ ЖИВОТНЫЕ:

1. ЗНАЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ДЛЯ НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ
2. Приспособление наземных животных к режиму влажности. 
3. МИГРАЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЧЕРЕЗ ПОПУЛЯЦИИ НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ
4. КОСВЕННОЕ ВЛИЯНИЕ ЖИВОТНЫХ НА КРУГОВОРОТ ЭЛЕМЕНТОВ В НАЗЕМНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НАЗЕМНЫХ ЖИВОТНЫХ И ФАКТОРЫ, ЕГО ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ
6. А. Д. Покаржевский. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ экология НАЗЕМНЫХ животных МОСКВА «НАУКА»,1983, 1983
7. Происхождение наземных позвоночных
8. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ НАЗЕМНЫХ РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВОДЕ
9. 2. 2. 2. Наземно-воздушная среда жизни
10. Использование разработанных подходов и методовдля экологической оценки микробныхсообществ наземных экосистем