ВОДНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

  В случае водных животных ситуация довольно проста, поскольку в воде не происходит испарения и нет значительных источников излучения (инфракрасные лучи водой быстро поглощаются). В результате уравнение принимает вид Яа = Я0бщ—Ят. Отсюда видно, что аккумуляция тепла может быть увеличена путем изменения только двух параметров: должна либо возрасти общая теплопродукция, либо снизиться до минимума отдача тепла путем теплопроводности.
Из-за большой теплопроводности и теплоемкости воды мелкие животные быстро теряют тепло и не могут поднять температуру тела существенно выше температуры окружающей среды. Даже если такие животные интенсивно вырабатывают тепло (высокая интенсивность обмена) и могли бы увеличить теплопродукцию' еще более, им для этого пришлось бы повысить потребление кислорода.
Здесь-то и заключена суть проблемы. Ведь для интенсивного» потребления кислорода требуется большая поверхность жабр и нужна кровь для транспорта 02. Но кровь, протекая по жабрам,, неизбежно будет охлаждаться до температуры воды: жаберная: мембрана, которая должна быть достаточно тонкой, чтобы обеспечить диффузию кислорода, практически не создает препятствия: для отдачи тепла. Поэтому в случае, если между жабрами и тканями нет теплообменника, животное не сможет существенно повысить температуру тела.
Такой теплообменник имеется у некоторых крупных, быстро- плавающих рыб (например, тунцов и акул), благодаря чему они могут контролировать температуру в отдельных областях тела; в частности, они поддерживают высокую температуру, не зависящую от температуры окружающей воды, в своей плавательной мускулатуре.
Теплообменники, сохраняющие тепло в плавательных мышцах тунца, в принципе аналогичны противоточным теплообменникам в плавниках кита, но анатомически они устроены несколько иначе. У обычных рыб плавательная мускулатура снабжается кровью через периферические ветви спинной аорты, идущей вдоль прзво- ночника. У тунца дело обстоит иначе.
Сосуды, снабжающие кровью темные красные мышцы (кото-
_рые тунец использует при равномерном быстром плавании), расположены по бокам тела непосредственно под кожей. От этих главных стволов отходит множество тонких параллельных сосу-

Рис. 8.29. У тунца кровь, идущая к плавательным мышцам, проходит через теплообменник, в результате чего мышцы сохраняют тепло, хотя температура артериальной крови равна температуре воды. (Carey, Teal, 1966.)


дов; при этом образуется плотное сплетение, в котором артерии перемешаны с венами, несущими кровь в противоположном направлении (рис. 8.29 и фото 8.3). Холодный конец этого теплообменника расположен у поверхности тела, а теплый — глубоко в мышцах. Артериальная кровь, оттекающая от жабр, имеет тем-
пературу воды. Протекая по тонким артериям, окруженным венами, эта кровь поглощает тепло венозной крови, оттекающей от мышц.

Ускорению теплообмена способствует малый диаметр сосудов — порядка 0,1 мм. Когда венозная кровь собирается в более крупные вены, расположенные под кожей, она уже охлажде-



Фото 8.3. Теплообменник тунца. (Фото предоставлены Е. D. Stevens, University of Guelph, Онтарио.)'
Слева — поперечный срез 2-килограммового тунца Katsuwonis pelamis. Видно, что тело этого сильного пловца состоит в основном из мышц. Красные мышцы, имеющие высокую температуру, на фото выглядят почти черными. Основной теплообменник расположен непосредственно под позвоночным столбом, почти точно в центре снимка. Справа — поперечный разрез сосудистого теплообменника; видны артерии (небольшие, с толстыми стенками), перемежающиеся с примерно таким же числом вен (большего диаметра, тонкостенные). Диаметр артерий около 0,04 мм, диаметр вен 0,08 мм, длина тех и других сосудов около 10 мм.
на — ее тепло вернулось к мышцам через согретую артериальную кровь. В результате разность между температурой мышц тунца и температурой воды, в которой он плавает, может достирать 14 °С.
Повышение температуры мышц дает то преимущество, что увеличивает их мощность[44]. Благодаря большой мощности мышц тунец способен плавать с большой скоростью относительно независимо от температуры воды, и это позволяет ему успешно пре

следовать такую быстро плавающую добычу, как пелагические рыбы (например, макрель) или кальмары.
У некоторых (хотя далеко не у всех) крупных акул имеются аналогичные теплообменники, обеспечивающие поддержание от- носительно высокой температуры мышц (Carey, Teal, 1969; Carey et al., 1971).
Значительная разница в температуре отдельных частей тела) дает тунцу еще одно преимущество. Благодаря специальным теплообменникам поддерживается высокая температура печени и органов пищеварения. Ведь большая мощность мышц требует к надлежащего обеспечения топливом, а значит, и быстрого пищеварения; последнее лучше всего достигается повышением температуры желудочно-кишечного тракта.
Сравним теперь этих «теплых» рыб с морскими млекопитающими и посмотрим, в чем основные различия и черты сходства между ними. Как мы уже знаем, тюлени и киты имеют на поверхности толстый теплоизоляционный слой (подкожный жир); потеря тепла в конечностях у них снижена благодаря теплообменникам; но главное состоит в том, что они дышат воздухом, и поэтому кровь у них не охлаждается на дыхательных поверхностях до температуры окружающей воды. «Теплым» рыбам, напротив, не нужна теплоизоляция поверхности тела, поскольку у них вся артериальная кровь, оттекающая от жабр, уже имеет температуру воды. Но они способны регулировать температуру отдельных областей тела благодаря соответственно расположенным эффективным теплообменникам, которые сохраняют локально вырабатываемое тепло. 

Еще по теме ВОДНЫЕ ЖИВОТНЫЕ:

1. ВОДНЫЕ МАССЫ
2. ВОДНЫЕ НАСЕКОМЫЕ
3. Водные личинки
4. ВТОРИЧНЫЕ ВОДНЫЕ МАССЫ И ЗАВИСИМЫЕ ОКЕАНИЧЕСКИЕ ПОПУЛЯЦИИ
5. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ОРЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
6. ПЕРВИЧНЫЕ ВОДНЫЕ МАССЫ И НЕЗАВИСИМЫЕ ОКЕАНИЧЕСКИЕ ПОПУЛЯЦИИ
7. Портал "ПЛАНЕТА ЖИВОТНЫХ". Пять чувств и способности животных, 2010
8. ГЛАВА 7 ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ЖИВОТНЫХ, ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ животного ПРОИСХОЖДЕНИЯ
9. ЗАКАЛИВАНИЕ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНОГО
10. СИСТЕМА ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ
11. 2.1.1. Животные.
12. Основные местообитания и жизненные формы водных животных.