Почему лягушка не стала теплокровным животным

Обмен веществ. Возвратимся снова к обмену веществ как самому основному признаку живого организма и на этот раз остановимся на лягушке уже не как на примере «животного вообще», а как на земноводном позвоночном животном, которое, подобно рыбам и пресмыкающимся, не имеет постоянной температуры тела.

Здесь прежде всего нам вспоминаются такие яркие анатомические факты, как более примитивное строение легких и кровеносной системы у лягушки по сравнению с высшими, теплокровными животными. Легкие у лягушки имеют вид простых мешков, где газообмен может совершаться только через сравнительно небольшую площадь их стенок, тогда как у птиц и млекопитающих легкие имеют сложное строение, где дыхательный газообмен совершается через стенки всех многочисленных легочных пузырьков* составляющих легкие. Второе не менее важное анатомическое различие — трехкамерное сердце у лягушки и наличие у нее двойной дуги аорты, вследствие чего из сердца идет по аорте уже не чистая артериальная, а смешанная кровь. У теплокровных животных сердце четырехкамеряое, причем от него отходит только одна артериальная дуга (правая — у птиц и левая — у млекопитающих), несущая чистую артериальную кровь, богатую кислородом.

Но различия в кровеносной системе у холоднокровных и теплокровных животных не ограничиваются только этими общеизвестными признаками. Хотя и у лягушек и у высших позвоночных кровь красная, однако микроскопическое строение ее у тех и других неодинаково.

Газообмен и размеры красных кровяных телец. Красные кровяные тельца (эритроциты) у лягушки имеют вытянутую форму, длина их 23, а ширина 16 микрон (1 микрон = 0,001 мм). Круглые эритроциты млекопитающих значительно мельче:              около 6 микрон в поперечнике у

кошки, около 7 — у собаки, около 8 — у человека (рис. 22). При этом количество эритроцитов, приходящееся на 1 мм3 крови, также неодинаково: у лягушки — около 400 тысяч, а у млекопитающих уже по нескольку миллионов (около 8 миллионов — у кошки, около 7 — у собаки, около 5 — у человека); в общем, чем мельче кровяные тельца, тем больше их содержится в том же объеме крови. Особенно интересны цифры, полученные для козы — животного по своему происхождению горного: диаметр эритроцита у козы 3,5 микрона, а количество их в 1 мм3 доходит до 18 миллионов.

О              чем же говорят все эти цифры?

Вспомним, чгго поглощение кислорода идет через поверхность эритроцитов и что если тела имеют одинаковую или сходную форму, то при одной и той же массе вещества общая поверхность всех мелких телец будет больше одного крупного тела *. Следовательно, поглощение кровью кислорода и доставка его к различным органам тела (а значит, и газообмен в тканях) лучше обеспечиваются при более мелких размерах красных кровяных телец (например, у козы).

Далее, быстрая транспортировка кровью кислорода и питательного материала зависит от работы сердца: от большей или меньшей мощности этого мускулистого органа. Если сравнить по весу сердце лягушки и сердце равной ей по общему весу тела ласточки — существа не только теплокровного, но и чрезвычайно активного и быстрого в своих движениях, —г то окажется, что у ласточки сердце весит в 9 раз больше, чем у лягушки.

Зимняя спячка. Конечно, при более интенсивном обмене веществ животное должно быть и более прожорливым и быстрее переваривать пищу, что особенно ярко выражается у птиц (насекомоядные птицы 5—6 раз в день наполняют свой желудок, отсюда их польза для сельского хозяйства). У животных холоднокровных обмен веществ доставляет энергию главным образом для их органов передвижения; когда же с наступлением холодов эти животные становятся вялыми и малоподвижными, то у них уменьшается и потребность в пище. У высших позвоночных значительная доля вырабатываемой в процессе обмена веществ энергии идет на поддержание постоянной температуры тела, почему в холодное время потребность в пище у них, наоборот, повышается. Но и среди млекопитающих есть виды, которые в связи с зимней бескормицей уже с осени впадают в спячку (ежи, суслики, сурки, тушканчики, летучие мыши), при-

1 Тем, кому это покажется не вполне очевидным, советуем хотя бы на чертеже разделить кубик в 10X10X10 (мм) на 8 равных кубиков и сравнить поверхность большого кубика (10x10x6) и общую поверхность полученных из него маленьких кубиков (5 X 5 X 6 X 8) (рис. 23). — лягушки; 2 —ящерицы; з — козы.

чем жизненные процессы у них замедляются, уменьшается потребность в кислороде, число вдохов и выдохов и сокращений сердца уменьшается приблизительно в.десять раз, а температура тела падает почти до 0°С (а у летучих мышей даже до —7°С), то есть они временно возвращаются к физиологическому состоянию своих отдаленных предков — древних земноводных д пресмыкающихся. Наряду с этим в организме животных происходят в период спячки и биохимические изменения *.

Из этого следует, чгго повышение организации у позвоночных с постоянной температурой тела имеет и свою оборотную сторону: в условиях холодных зим существование этих животных возможно только при наличии соответствующего корма, которого вдобавок в холодную погоду им требуется больше.

Так, в животном мире тесная взаимосвязь между строением и функцией выражается не только во внешних формах животного — в строении его органов передвижения, органов нападения и защиты и т. д., —но и в более тонких чертах его внутренней организации, которые имеют особенно важное значение в процессах обмена веществ — основной функции всего живого.