ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ

Если снижение теплопродукции (интенсивности метаболизма) возможно только до определенного минимального уровня, то повышение уровня метаболизма, напротив, может использоваться в

очень широких пределах. Основные средства для увеличения теплопродукции следующие: 1) мышечная активность, 2) непроизвольное сокращение мышц (дрожь) и 3) так называемый недро- жевой термогенез. Последний связан с повышением интенсивности обмена без заметного сокращения мышц.

Рис. 8.5. Температура в термоизолированиой камере поддерживается иа заданном уровне (Гь) с помощью нагревателя, обеспечивающего приток тепла со
скоростью Я. При понижении внешней температуры (Га) внутренняя температура (Гь) останется постоянной, если приток тепла будет увеличиваться пропорционально разности Гь — Га. Эта схема представляет собой модель терморегуляции у млекопитающих.

Чтобы понять значение повышенной теплопродукции, рассмотрим простую физическую модель животного (рис. 8.5). Представим себе камеру с теплоизолирующими стенками, в которой имеется электрическая спираль, излучающая тепло со скоростью
Н. В результате этого нагрева температура внутри камеры (Гь) будет выше, чем в окружающей среде. Если понизить внешнюю температуру (Га), то для поддержания внутренней температуры
придется увеличить подачу тепла (Я); при этом возрастание Н должно быть прямо пропорционально увеличению разности между внутренней и внешней температурами, пока теплоизоляция (теплопроводность стенок) остается неизменной.
Точно так же обстоит дело с животными в условиях холода. Чем ниже окружающая температура, тем больше должна быть интенсивность обмена, чтобы температура тела оставалась постоянной. Как видно из рис. 8.6, при температурах ниже определенной точки, называемой нижней критической температурой (Тнк), интенсивность метаболизма возрастает линейно со снижением температуры. Выше этой критической точки выработка тепла остается постоянной, так как она не может быть ниже уровня покоя.
23*
Для того чтобы сравнить между собой ряд различных животных, удобно принять уровень их метаболизма в покое за 100%. Именно это сделано на рис. 8.7; из рисунка видно, что для большинства млекопитающих тропической зоны критические точки лежат в пределах от +20 до +30°С; при температурах ниже критической интенсивность обмена быстро возрастает по мере

Рис. 8.6. Потребление кислорода карликовым опоссумом (Cercaertus nanus) при различных температурах среды. (Bartholomew, Hudson, 1962.)
При температурах ниже определенного уровня, называемого нижнеи критической температурой (Т'Нк) , потребление О2 линейно возрастает по мере снижения внешней температуры.

снижения температуры. Для млекопитающих Арктики характерны значительно более низкие критические температуры, а у такого хорошо защищенного от холода животного, как песец, уровень метаболизма заметно повышается только при температуре воздуха ниже —40 °С.

Наклон прямых на рис. 8.7 соответствует теплопроводности (С) в приведенном выше уравнении[40]. Как правило, тропические млекопитающие характеризуются высокой теплопроводностью, а арктические — низкой (т. е. хорошей теплоизоляцией). Таким образом, у тропических животных из-за высокой теплопроводности (малой теплоизоляции) обмен веществ должен резко возрастать даже при умеренном снижении температуры. Например, у обезьяны, имеющей температуру тела 38°С и нижнюю критическую температуру 28°С, интенсивность обмена должна увеличиваться вдвое при снижении температуры до 18°С (на 10° по сравнению с критической). С другой стороны, арктическая земляная белка, у которой критическая температура близка к 0°С,

не нуждается в удвоении интенсивности метаболизма до тех пор, пока температура среды не упадет почти до —40°С. Песец же с его критической температурой —40°С даже при самых низких температурах Арктики (до —70 °С) повышает интенсивность обмена менее чем на 50%.

Различие между животными тропиков и Арктики очень ясно выступает на рис. 8.7. У арктических млекопитающих ширина термонейтральной зоны[41] намного больше, а повышение уровня метаболизма при воздействии холода намного меньше, чем у тропических. Однако график на рис. 8.7 построен так, что в определенном смысле может ввести в заблуждение. Представим себе, что мы изучаем двух млекопитающих одинаковой величины и с одинаковой теплопроводностью, но у одного интенсивность обмена в термонейтральной зоне вдвое выше, чем у другого. Если в этом случае мы будем откладывать на графике интенсивность обмена не в процентах, а в абсолютных величинах (рис. 8 8), то увидим, что нижняя критическая температура у этих животных различна, но при температуре ниже критической они будут тратить на согревание себя одинаковое число калорий. Из этого видно, что критическая температура (ширина термонейтральной

тот диапазон температур, в котором температуры.

чпш\ сама „о себе еще не позволяет судить о том, насколько копошо животное приспособлено к холоду. Для оценки ^ взаимо- ,связи1 между3 энергетическим обменом и терморегуляцией нужны данные об интенсивности метаболизма в покое или, еще лучш , •о величине теплопроводности.

Рис 8 8 Если два животных с одинаковой температурой тела и одинаковой теплопроводностью отличаются друг от друга по интенснвиости метаболизма а покое то V них будет различна и нижняя критическая температура (верхний гваФик)' ЕсМи же Метаболизм покоя принять за 100% (нижний график), то создастся ложное впечатление, будто у этих животных различная теплопроводность.

<< | >>

Источник: Под ред. Е. М. Крепса. Физиология животных. Приспособление и среда, Книга I. 1982

Еще по теме ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОПРОДУКЦИИ:

- Биология индивидуального развития - Для внеклассного чтения - История биологии - Книги по биологии - Научно-популярная биология - Теория эволюции - Физиология животных -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -