Жара, духота и постоянный полумрак – вот главные впечатления, которые выносит путешественник из поездки во влажные тропические леса, из амазонской сельвы, африканской гилей, из джунглей, покрывающих острова Тихого и Индийского океанов. Для северян тропики представляются зоной вечной изнуряющей жары. Может показаться, что животные тропической зоны озабочены только тем, чтобы не перегреться и не получить солнечного удара, а над обитателями северных листопадных лесов и приполярной тайги все время висят угроза замерзнуть.
Это не соответствует действительности. Жителям влажных тропических лесов бывает холодно ничуть не реже, чем жителям Севера. В джунглях не принято одеваться в теплые шубы, и обитающие там животные, привыкнув к оранжерейным условиям существования, становятся настолько изнеженными, что страдают при самом незначительном падении температуры окружающей среды.
Как только становится прохладно, животное начинает остывать, теряет много тепла. Львиную долю тепла вырабатывают внутренние органы. Вот почему все частя тела теплокровных животных не могут иметь одинаковую температуру. Обычно поверхностные покровы и дальняя «периферия» холоднее «ядра». Такое положение противоестественно. Тепло имеет тенденцию к рассеиванию, то есть передается от более теплых предметов к более холодным, от «ядра» тела животных к его поверхности и оттуда во внешнюю среду. Таким образом, теплоотдача начинается с перераспределения тепла внутри организма. Это происходит двумя путями.
Первый – обычная теплопроводность. Если большим толстым гвоздем пробить насквозь стену, а затем паяльной лампой нагревать его головку, температура кончика, оказавшегося в соседней комнате, тоже резко возрастет. В металлах тепло распространяется очень легко. Чтобы оценить, в какой степени это свойство присуще разным веществам и материалам, познакомимся с коэффициентами теплопроводности различных веществ:
Серебро – 0,97 кал/см-сек-град.
Алюминий – 0,5
Сталь – 0,11
Вода – 0,0014
Ткани тела теплокровных животных – 0,0011.
Как видно из приведенных данных, теплопроводность тела примерно в 1000 раз ниже, чем у серебра, и это для живых организмов благо. Низкая теплопроводность не позволяет животным ни быстро прогреваться, ни стремительно остывать. Только благодаря этому мы имеем возможность успешно бороться и с жарою, и с холодом.
Потери тепла у обитателей леса происходят главным образом за счет теплопроводности: тепло организма переходит в прилегающий к телу слой воздуха и рассеивается в нем. Благодаря низкой теплоемкости и теплопроводности воздуха потери тепла не были бы велики, однако процесс теплообмена со средой этим не исчерпывается. Плотность воздуха зависит от его температуры, с ее повышением она уменьшается. Как только соприкасающийся с телом слой воздуха нагреется и его плотность уменьшится, он начнет подниматься вверх, «всплывать», а его место занимает холодный воздух, и теперь уже он воспринимает тепло тела. Этот процесс существенно ускоряется при самом незначительном ветерке. В ветреную погоду животные остывают быстрее.
Для поддержания теплового баланса огромное, иногда решающее значение имеет термоизоляция. Теплокровные животные, за очень редким исключением, одеты в шубки из меха и перьев. Качество одежды, которую они носят, находится в прямой зависимости от климатических условий.
Давайте продолжим знакомство с коэффициентом теплопроводности различных материалов, чтобы оценить теплозащитные свойства одежды четвероногих и пернатых обитателей нашей планеты:
Сухая почва – 0,0008 кал/см-сек-град.
Сухая древесина – 0,0003
Воздух – 0,000057
Мех животных – 0,000091
Обитатели Севера щеголяют в замечательных шубах и малахаях. Однако секрет высокого качества их одежды не в особых свойствах материалов, из которых состоят волосы и перья, а скорее в. их конструкции.
Живая часть волоса – корень, или волосяная луковица, – спрятана в толще кожи. То, что находится снаружи, – ствол волоса. В нем различают сердцевину, корковый слой и кожицу. Сердцевина волоса пориста. Воздух, заполняющий поры, делает его теплоизолятором. Корковый слой придает волосу прочность, а кожица предохраняет от химических и механических повреждений, Волос растет только в районе луковицы. Его ствол мертв.
Для борьбы с холодом используются два типа волос: пух и ость, Тонкие и нежные пуховые волосы гораздо теплее остевых, но зато не так прочны. Поэтому чисто пуховую шубку могут себе позволить лишь такие животные, как крот, что всю жизнь проводит в собственном доме. Большинство животных одеты в платье из обеих типов волос: мягкие и более короткие волосы греют, а длинные и жесткие остевые прикрывают их, предохраняя от возможных повреждений. Наконец, крупные сильные животные, вроде кабанов, лосей и оленей, пользуются не очень теплой одеждой, вытканной из одной грубой ости.
В дождевом тропическом лесу круглый год царит все тот же жаркий сезон, и поводов для смены туалетов не возникает. Но чем дальше от экватора, тем заметнее температурные различия между отдельными сезонами года. Летом даже в северных лесах теплую шубу хочется сбросить, а зимой немудрено замерзнуть и в ней. Как же быть?
Всепогодной одежды наземным обитателям Севера создать не удалось. Им приходится иметь хотя бы две перемены: легкую для лета и более теплую для зимней стужи. На 1 квадратном сантиметре летней серенькой беличьей шубки можно насчитать 4200 волос, а у зайца-беляка 8000. К зиме их шерсть становится в два раза гуще. Число волос на 1 квадратном сантиметре у белки увеличивается до 8100, а у беляка до 14 700. Разница значительна. В мороз беличья шубка годится разве что для небольших прогулок. В ней можно лишь выбежать ненадолго в лес, чтобы подкормиться. Спать на ветке белка не будет, за час-полтора она окоченеет. Другое дело заячья доха, в ней гораздо теплее. Беляк присядет под любым кустом, выроет ямку в снегу, спит и в ус не дует.
У черного гималайского медведя, обитателя наших дальневосточных лесов, хотя он всю зиму спит непробудным сном, уютно устроившись в сухом и теплом дупле, зимняя шкура в два раза лучше сохраняет тепло, чем летняя. Не отстают от него барибал, американский вариант азиатского черного медведя, и волк.
У птиц для теплоизоляции предназначены пух и перья. Построены они из рогового вещества, прочного, эластичного, упругого, да к тому же обладающего низкой теплопроводностью. Единственное предназначение пуха – предотвратить потери тепла. Вот почему у туканов и некоторых других обитателей тропического леса его нет совсем. Перья же выполняют много функций: позволяют птице летать, придают ее телу обтекаемую форму, предохраняют от травм. Защита кожных покровов от торчащих всюду сучьев, острых шипов и колючек в лесу вполне актуальна. На вид мягкий и нежный перьевой покров кажется простым украшением, но охотники знают, как хорошо он предохраняет птицу от порции дроби. Сидящую на воде утку убить гораздо труднее, чем во время полета, так как все важнейшие органы ее тела надежно прикрыты перьями крыльев.
Различают 3-4 типа перьев. Самые крупные поверхностные называются контурными, так как именно они формируют внешний вид птицы, контуры ее тела. Каждое состоит из центрального стержня (его нижняя полая часть, погруженная в кожу, называется очином) и отходящих от него бородок, несущих на себе более мелкие бородки, снабженные крючочками. С их помощью соседние бородки прочно сцепляются между собою. Одно перо может иметь несколько сотен тысяч бородок второго порядка с миллионами крючочков на них. Это делает перо очень надежной конструкцией. Если же под влиянием внешних воздействий соединение бородок нарушится и пластинка пера окажется надорванной, для птицы это не опасно. Сцепление бородок будет восстановлено в процессе ухода за оперением, на который птица тратит много труда и времени.
Ближе к очину пера расположен пух. Находящиеся здесь более длинные и тонкие бородки не имеют крючочков и не скреплены друг с другом. У некоторых птиц от этой же части стержня отходит веточка. Она несет небольшое опахало или пучок пуха.
Пуховые перья имеют более короткие и тонкие стержни, одетые длинными и мягкими, редко сидящими и не скрепленными между собой бородками. Часто стержни бывают такими короткими, что бородки практически растут пучком. Это уже не перо, а пух.
Нитевидные перья больше всего похожи на пуховые волосы млекопитающих, так как их тонкий нежный стержень не имеет бородок.
Птица кажется плотно закутанной в оболочку из перьев, но это не значит, что они сплошь покрывают все тело. Контурные растут лишь на некоторых строго определенных участках. Пух у одних птиц покрывает лишь участки, свободные от контурных перьев. Такая одежда бывает теплой. У других пух встречается только там, где растут перья. В этом случае он обычно бывает редок, а обладатели подобного оперения чаще всего живут в тропиках. Так одеты тинаму. Наконец, есть птицы, у которых все тело покрыто пухом. Это делает их шубку особенно теплой.
На теле птиц не так много перьев, пак кажется на первый взгляд. У породистой курицы немногим более 8 тысяч, а у американского лебедя 25, но 80 процентов на шее. Число перьев мелких воробьиных птиц зависит от условий их существования и колеблется от 1100 до 4600, а на теле крохотного рубиногорлого колибри умещается всего 940 перышек, но этого явно недостаточно. Одежда колибри не обеспечивает необходимой термоизоляции.
У птиц Севера, как и у зверей, две перемены одежды: для лета и зимней стужи. Летнее пальтишко воробья сшито из 3 тысяч перьев, а на зимнюю шубку идет на 400 перышек больше. К тому же сами перышки длиннее и пушистее, поэтому зимняя одежда весит на 30 процентов больше летней. И все же, когда дни становятся прохладнее и температура воздуха снижается до 10 градусов, птицам приходится в три раза увеличивать производство тепла.
Воробей относительно недавний обитатель Севера. Чиж и щегол – аборигены зоны умеренного и холодного климата – готовятся к наступлению холодов более основательно. Летом у чижа всего 1500 перьев, зимой 2100– 2400. Щегол ростом с воробья, по на его зимнее щегольское пальто идет на тысячу перышек больше.
Ни заблаговременно приготовленная зимняя одежда, ни способность автоматически регулировать уровень производства тепла не гарантируют животное от охлаждения. Если создается угроза падения температуры тела, немедленно начинаются поиски способа восстановления теплового баланса. В первую очередь приводится в порядок одежда, чтобы никуда не поддувало, Для этого необходимо принять соответствующую позу.
Прорехи одежды, места, свободные от термоизоляции, есть у большинства животных. Чаще всего они находятся на морде, животе, на конечностях. Пока олень стоит на вытянутых ногах, более половины теряемого зверем тепла уходит через участки плохо защищенной от холода поверхности тела. Но стоит ему лечь, подобрать под себя ноги, и теплоотдача сократится в 2-3 раза. Наконец, сворачиваясь, животные закрывают все «форточки» и существенно сокращают площадь поверхности тела, непосредственно соприкасающуюся с холодным воздухом.
Особенно виртуозно сворачиваются мелкие животные. Спящая в снегу лисица превращается в шар и последнюю форточку – голый кончик носа прикрывает хвостом. Такая поза дает ей возможность в пять раз уменьшить теплопотери и позволяет легко обходиться без теплого дома. Лисы зимой у нас на Севере перестают пользоваться норами и круглые сутки проводят на открытом воздухе.
Насколько важно сокращение поверхности тела, показывают шаровые броненосцы. Свернуться в плотный шар способны представители всего лишь двух видов. Они это делают в случае опасности и становятся недоступными для своих главных врагов – лисиц и волков: ни прокусить панцирь, ни развернуть плотный шар хищники не могут. Второй повод свернуться – понижение внешней температуры. Панцирь не слишком надежная защита от холода, однако свернувшийся броненосец перестает мерзнуть.
В приведенных выше табличках удельной теплопроводности различных материалов сведения о свойствах оперения отсутствуют, так как они весьма непостоянны. Одежда зверей и птиц обладает удивительным свойством: она по желанию владельцев может стать то более теплой, то начинает хуже сохранять тепло. Все зависит от того, как ее носят. Если мороз крепчает, птица взъерошит перышки, зверь распушит мех, им становится теплее. При этом число волос и перьев остается, конечно, прежним, но зато в пустотах между ними резко увеличивается количество воздуха, а он, как мы видели, обладает наиболее выраженными теплоизолирующими свойствами.
Кукша, ближайшая родственница сойки, обитающая в таежных лесах от Сахалина на востоке до Скандинавии на западе, умудряется нахохлиться даже во время полета. Это позволяет ей легко переносить самые жестокие холода.
Когда животным становится жарко, перышки, пух или волосы плотно прижимаются к телу. Одежда становится значительно тоньше, и ее теплоизолирующие свойства снижаются.
Предлагаю узнать как развитые страны решают проблему с отоплением, экономят энергию и заботятся об окружающей среде.
Великобритания
Каждый британец обогревается «в одиночку». Такого понятия, как центральное отопление, в стране нет. В домах и квартирах установлены бойлеры – индивидуальные газовые колонки, нагревающие воду и батареи. В зависимости от аппетитов и возможностей хозяина можно либо замерзать, экономя на обогреве, или топить вовсю, нагревая свои батареи до максимума.
В туалетах и ванных батарей, как правило, нет – зимой температура в них не выше 10 градусов; в спальне тоже топить не будут – спят в пижаме под теплым одеялом. Всю ночь топить – дорого. На бойлере установлен циферблат, каждый час разбит на 4 деления по 15 минут. Ставишь будильник на 7 утра, а бойлер программируешь на 6.45, чтобы проснуться в тепле; в 8.30 идешь на работу – бойлер запрограммирован на то, чтобы отключиться.
Отопление – несколько часов в сутки, очень экономно. И невероятно экологично. Британские физиологи составили таблицу-инструкцию: выше 21 градуса – температура дискомфорта, выше 24 – температура, которая повышает риск сердечных приступов. Нижний порог комфорта – 18 градусов. От 16 до 18 – температура нормальная, риски невысоки, и такая температура держится в пяти миллионах домов Королевства. Компании, поставляющие электричество и газ (это конкурентный рынок, и можно выбрать, у кого покупать тепло, примерно так же, как вы выбираете, на какой заправке заправлять машину), дают список советов, как не замерзнуть зимой. И одна из них – завести котика. Потому что котик теплый и не потребляет электроэнергии.
Малоимущие жители Королевства тоже как-то приспосабливаются и выкручиваются. Некоторые ходят отогреваться в местные библиотеки, где тепло, уютно и бесплатный Интернет.
Населению даются советы по экономии. Например, не рекомендуется запускать стиральную машину «вхолостую» – надо ждать, пока бак заполнится грязным бельем под завязку. Советуют стирать в холодной воде, это полезнее для белья, чем горячая вода. Выключать компьютер, когда он простаивает без работы. Не оставлять на зарядке мобильник на всю ночь. Использовать энергосберегающие лампочки. Принимать короткий душ вместо длительной ванной.
Япония
Система центрального отопления есть только в префектуре Хоккайдо – самой холодной части страны. Остальное население Японии обогревает себя самостоятельно. Большинство современных домов в Японии обогревается с помощью электрических кондиционеров (зима / лето) и обогревателей различных типов: электрических, масляных, керосиновых или газовых.
В холодное время года японцы одевают теплые легкие пижамы, в состав материала которых входят специальные волокна, которые очень хорошо сохраняют тепло, или используют поверх обычного одеяла электрическое.
Очень популярны в Японии электрические ковры. Такой ковер напоминает электрическое одеяло. Пользователь может регулировать температуру обогрева. Можно обогревать только часть ковра, там где, например, вы сидите.
Еще одним атрибутом японской культуры, который традиционно используется для обогрева, является котацу. Он есть в каждом японском доме. Современный котацу представляет собой стол с нагревательным элементом, установленным под крышкой. Котацу существовал и в древней Японии, хотя в те времена он назывался и выглядел несколько иначе.
Вокруг котацу по традиции собирается вся семья не только для ужина, но и для бесед, совместных настольных игр, просмотра телевизора. Котацу объединяет всю семью от мала до велика, подчеркивает семейное единение и теплоту отношений. Собравшись под общим одеялом, дети в буквальном смысле, приучаются «не тащить одеяло на себя». Кстати, в японских школах отопления нет. В рекреационных зонах есть точки локального обогрева, где на переменах дети могут погреть руки.
Германия
В Германии также нет центрального отопления в классическом понимании рядового украинца. Здесь каждый обогревается сам. В частных домах – свои котельные, в многоквартирных домах – отдельное газовое оборудование, которое греет воду для батарей. Сколько газа сжег, столько и заплатил.
На всех батареях стоят вентили с термостатами, ими регулируют температуру в помещении. В гостиной, где семья проводит много времени, их включают сильнее, а в туалете – на самый минимум. Существуют даже специальные рекомендации для температурного режима помещений. Для зала достаточно 20 градусов тепла, для ванной до 22 градусов, в спальных комнатах необходимо 16-18 градусов тепла. В мало используемых помещениях (туалетах, кладовых и др.) Температура воздуха должна быть 14-16 градусов тепла.
«Если позволяют обстоятельства (отсутствие маленьких детей), то поддерживайте температуру прохладнее. Уменьшив температуру в помещениях на 1 градус вы экономите до 6% тепловой энергии. Снижение температуры с 24 градусов до 20 градусов обеспечит до 24% экономии тепла»- свидетельствуют рекомендации. Ночью немцы часто пользуются электрическими простынями – грелкой на все тело. Она включается и выключается автоматически.
Немецкие домовладельцы все охотнее используют для обогрева индивидуальных домов биомассу, дрова, пеллеты из отходов деревообработки, тепловые насосы и солнечные батареи. Государство поддерживает эту тенденцию законодательно и материально.
Недавно в Германии вступил в силу закон, согласно которому новые здания сдаются в эксплуатацию, обязаны часть потребляемой ими энергии черпать из возобновляемых источников. Благодаря различным государственным программам домовладельцам, которые перешли на экологические виды топлива, компенсируют до 15 процентов расходов на приобретение и установку новой техники.
Франция
Центрального отопления в нашем понимании во Франции нет.
Вместо этого есть два варианта:
1. Общее домовое отопление – это централизованное отопление в отдельно взятом многоквартирном доме. Оно включается управлением дома, в квартирах нет никакого оборудования для этого.
2. Индивидуальное отопление. В ванной, туалете или кухне находится аппарат, регулирующий горячую воду. Он электрический или газовый.
К этому аппарату подключены и батареи. Тепло в квартире регулируется. Электрические нагреватели распространены больше, чем газовые. Их главное достоинство: они не требуют регулярной и дорогостоящей проверки и поддержки, как газовые. Использование входит в общий счет за электричество.
Тариф на электричество в стране – двойной: полный – с 7.00 до 23.00 и льготный, то есть в полтора раза меньше, – с 23.00 до 7.00. Государство вот уже несколько десятилетий подталкивает граждан всячески экономить энергию. И не только с помощью тарифной политики. Мощный рычаг – фискальный. Все французы, которые осуществляют работы по теплоизоляции своего жилья – старого или же только что отстроенного, – имеют право по закону вписать затраченные средства в налоговую декларацию. В этом случае от 25 до 50 процентов от стоимости работ им зачтутся со знаком «минус» и могут снизить подоходный налог.
То же самое касается установки различного рода энергосберегающего экологически выгодного оборудования – солнечные батареи, нагреватели с повышенной энергоотдачей, как газовые, так и электрические. На их приобретение граждане получают льготные кредиты. Что касается нового жилья, то начиная с 2008 года каждый проект площадью более 1000 квадратных метров должен соответствовать новым требованиям теплоизоляции. Иначе его не принимают и отправляют на доработку.
Финляндия
Все чаще новый финский дом черпает энергию, как мифологический Антей – от земли. Ведь в условиях Финляндии на глубине 200 метров температура может доходить до +10 градусов. Финские скалы – как гигантские радиаторы: летом они накапливают тепло, зимой отдают.
В домах устанавливают специальное устройство: тепловой насос. Стоит он, конечно, недешево, зато окупается за 5-7 лет и позволяет экономить от 30 и выше процентов электроэнергии. Неудивительно, что такие цифры соблазняют и владельцев старых домов переоборудовать свои жилища.
Финны заставили работать на себя даже окружающий воздух – представьте себе холодильник вывернутый наизнанку, где холодная часть на улице, а нагревательная система с циркулирующим специальным веществом – в помещении. При морозах до -25 это работает прекрасно: потратив на работу 1 кВт электроэнергии, тепловой насос произведет до 2 и даже 5 кВт тепла.
Такой «теплый» холодильник, а точнее, кондиционер эффективен для небольших домов – не более 120 метров жилой площади. Зато для малых домов это настоящая находка: не надо бурить землю и устанавливать дорогое оборудование: все расходы не более 2000-3000 евро.
Израиль
Зима в Израиле короткая, и очень часто вполне теплая и сухая.
В большинстве домов в Израиле нет центрального отопления. Вообще. Центральное отопление есть только в северных районах и в Иерусалиме.
В остальных районах Израиля для обогрева квартир используют газовые, нефтяные и электрические обогреватели.
Газовые в последнее время не продают, потому что они очень опасные. А для электрических что нужно? Правильно, электричество. Но сети не выдерживают, особенно в старых домах.
А снег в Иерусалиме - это не тот милый снежок, что падает в России. Это мокрый, очень тяжелый снег, который ломает деревья и проламывает крыши...
Происхождение так называемой сложной жизни − одна из величайших тайн для науки. Как могли небольшие примитивные клетки превратиться в то многообразие современных форм, которое мы наблюдаем сегодня? Во всех учебниках есть лишь одно объяснение: кислород. Жизнь начала развиваться, потому что его уровень в атмосфере начал стремительно увеличиваться .
Чуть более половины миллиарда лет назад первые формы сложной жизни эволюционировали на Земле. За миллиарды лет до этого жизнь состояла из простых одноклеточных. Появление животных совпало со значительным ростом атмосферного кислорода. По этой причине многим учёным казалось очевидным, что два этих события связаны. Напрашивался вывод, что повышение уровня кислорода и привело к эволюции животных.
Морская губка вида Halichondria panicea
(фото Daniel Mills/SDU).
"Но никто не пытался понять, в каком количестве кислорода такие животные нуждаются, - рассказывает Миллс. - Поэтому мы и решили это выяснить".
Ныне живущие существа, которые больше всего походят на роль первых обитателей нашей планеты, − морские губки. Вид Halichondria panacea проживает всего в нескольких метрах от исследовательского центра морской биологии в Кертеминне при университете Южной Дании, так что Дэниел Миллс без труда раздобыл образцы для своего исследования.
Исследователи держали губки в аквариуме и постепенно уменьшали уровень кислорода. Даже при концентрации в 200 раз меньше первоначального уровня животные просуществовали до конца исследования, то есть ещё 10 дней после того, как уровень кислорода прекратил падать.
"Они продолжали дышать и развиваться даже тогда, когда уровень кислорода достиг 0,5% от того уровня, который характерен для атмосферы наших дней, - продолжает исследователь. - Это гораздо ниже, чем, как нам казалось, было необходимо для жизни животных".
Эксперимент в университете Южной Дании
(фото Daniel Mills/SDU).
В связи с этим возникает вопрос: если низкий уровень кислорода не помешал развитию животных, то как он в принципе влиял на первые формы жизни? Почему жизнь состояла только из примитивных одноклеточных бактерий и амёб в течение миллиардов лет, а потом неожиданно зародились сложные животные?
"Должно быть, в игру вступили и другие экологические и эволюционные механизмы, - считает исследователь. - Возможно, жизнь оставалась на примитивном микробном уровне так долго, потому что требовалось время, чтобы разработать биологический механизм, необходимый для образования животного. Может быть, древней Земле не хватало животных, и многим одноклеточным существам попросту было тяжело развиваться".
Одной из причин, по которой ранние океаны были бедны кислородом, возможно, было изобилие в них мёртвых микробных форм, которые потребляли кислород во время гниения. Некоторые геологи, например, считают, что такие животные, как губки, могут очистить воду. Так что, вполне вероятно, с их появлением уровень кислорода в водах возрос, и началась эволюция более сложных форм, нуждающихся в большем количестве кислорода.
Обычному человеку достаточно трудно выжить в течение нескольких дней без воды, однако некоторые животные могут обходиться без нее годами.
В соответствии с данными НАСА, 2016 год может быть признан самим жарким на планете. И такие высокие температуры приводят к засухам. К примеру, восточное Средиземноморье переживает самую сильную засуху за последние 900 лет.
Жизнь без воды
Дефицит воды приводит к потерям среди людей и животных. Как правило, мы теряем от четырех до девяти стаканов воды в день, через пот, мочу и дыхание. Если не пить достаточно воды, чтобы утолить жажду, затраты могут быть слишком высокими. Симптомы обезвоживания варьируются от усталости, головных болей и мышечной слабости к учащенному сердцебиению и в конечном итоге потере сознания.
Многие животные также страдают без воды. Но некоторые из них, особенно те, которые живут в сухой сезонной среде, могут быть достаточно изобретательными, когда речь идет о борьбе с засухой.
Сбережения на пыльный день
Ни один дом в пустыне не может быть полным без резервуара для хранения воды, но для некоторых животных он является внутренним.
Черепахи, в том числе пустынные и гигантские на Галапагосских островах, хранят воду в мочевом пузыре. Когда идет дождь либо же когда они получают доступ к зелени, черепахи заполняют мочевой пузырь водой. В засушливые времена они могут извлекать из него воду благодаря проницаемым стенкам органа.
А вот австралийская влагоудерживающая лягушка хранит воду в жабрах, их тканях, а также мочевом пузыре. Эта раздутая амфибия может хранить достаточное количество воды, для того чтобы удвоить свой вес. После того как полностью заполнится водой, она может жить 5 лет, не пополняя эти запасы.
Другие обитатели пустыни используют внешние резервуары для хранения воды в виде таких лягушек. Змеи, птицы, крупные лягушки, крокодилы и дикие собаки могут использовать их. Во время сухого сезона аборигены Тиви выкапывают лягушек и выдавливают из них воду.
Пальто из слизи
Другие существа, страдающие от засухи, нашли способ защитить свои тела так, чтобы не терять из них воду. В пустынях Северной Америки живут жабы-чесночницы, которые используют свои когти, чтобы выкапывать глубокие норы под землей. Там они скрываются на три четверти года. Находясь в этих норах, жабы вырабатывают слизистую оболочку для экономии воды. На поверхности они появляются 10 месяцев спустя, когда чувствуют сильный шум дождя на поверхности.
Некоторые древесные лягушки также уменьшают потерю воды за счет секреции непроницаемого воскового материала на их коже. В Южной и Центральной Америке древесные восковые лягушки-обезьяны ищут безопасное место, а затем начинают надавливать на горло и брюшные стенки. В то же время с помощью лап они растирают липидные выделения по всему телу.
Двоякодышащие существа
Африканские двоякодышащие рыбы развили этот подход еще больше. Это похожая на угря рыба, которая живет на мелководье и в болотах. Но когда вода высыхает, эти водные существа превращаются в наземных обитателей, которые дышат воздухам и могут слышать с помощью атмосферы, а не воды. Все двоякодышащие рыбы имеют мочевой пузырь, который превращается в «легкие», и высокоразвитые уши, похожие на те, что имеют наземные животные.
Во время сухого сезона эти рыбы роют глубокую нору в засохшей грязи, используя свои брюшные плавники, а затем выделяют покрытие из тины, чтобы свести потерю воды к минимуму. Находясь в этом клейком одеянии, двоякодышащие рыбы могут «спать» в состоянии анабиоза в течение трех-пяти лет, без необходимости есть или пить. Они просыпаются только в то время, когда становится доступной пресная вода.
Забудьте о питье, просто ешьте
Для пустынных животных питание часто является одним из лучших источников воды, а ведь еда может сохраниться, когда нет влаги. Североамериканские сумчатые крысы и мыши собирают семена, когда условия влажные и растений много. За счет этих семян они живут оставшуюся часть года. Эти грызуны проводят жаркие сухие дни в своих норах и наружу выходят только ночью. Поскольку семена, которыми они запасаются, отличаются высоким содержанием углеводов, грызуны получают энергию и метаболическую воду, поэтому у них нет необходимости пить.
В то время как грызуны полагаются на углеводный обмен, более крупные млекопитающие, к примеру, верблюды и ориксы, больше полагаются на жировой обмен. При расщеплении животным одного грамма жира высвобождается 1,12 миллилитров воды. Поэтому верблюды хранят не воду в своих горбах, а жировые запасы.
Если жир является таким хорошим источником воды, вы можете спросить, почему в пустыне нет огромного количества животных, способных продержаться на собственных его запасах. Тем не менее если у животных жир будет распределен равномерно по телу, они также будут страдать, поскольку он является хорошим изолятором, который улавливает тепло тела. Это значит, что жировые отложения должны сохраняться в одном или двух местах на теле.
Установка утечки
В то время как насекомые и кактусы могут обеспечить скудный запас воды, большинство животных выживают благодаря экономному ее использованию. Эти расчетливые существа разработали хитроумные способы, чтобы остановить медленную утечку влаги, вызванную потоотделением, дыханием, мочеиспусканием и экскрецией.
К примеру, сумчатые крысы имеют мешочки возле щек, которые полностью лишены слюнных желез. Эти сухие «продуктовые мешки» расположены в складках, отдельно от остальной части рта, так что грызуны не тратят ни капли слюни, когда переносят свои запасы.
В то время как потливость и тяжелое дыхание могут помочь животным в пустыне охладить свое тело, это также приводит к дорогостоящим потерям воды. Чтобы обойти эту проблему, верблюды имеют меньше потовых желез и не способны тяжело дышать. Они позволяют температуре их тела вирироваться на 6 градусов на протяжении дня. Человек, к примеру, тратит много энергии, чтобы сохранять температуру тела на одном уровне. А вот верблюды смогли расслабить пределы регулирования температуры тела. Это отличный способ уменьшить зависимость от воды.
Как нужно дышать
Более того, верблюды, страусы и сумчатые крысы имеют специализированные дыхательные системы, которые помогают им выдыхать меньше воздуха.
Воздух в легких сумчатых крыс всегда теплый и насыщенный водой, однако кончики их носов холодные. Посередине есть длинный и извилистый проход для воздуха. По мере того как воздух проходит из легких в атмосферу, водяной пар охлаждается и конденсируется на слизистой оболочке носа. После конденсации вода возвращается назад, а не тратится в атмосферу.
Когда крыса попадает в свою нору, она выдыхает этот водяной пар, и он оказывается там в ловушке. Затем крыса снова им дышит.
Поймай, если сможешь
В то время как некоторые животные в пустыне приспособлены к экономии воды, некоторые из них находят способ ловить каждую ее каплю.
К примеру, тернистый дьявол, который живет в Австралийской глубинке, обладает способностью пить с помощью собственной кожи. Животное покрыто шипами, между которыми есть водосборные канавки. Они способны поглощать воду как промокательная бумага, в особенности в ночное время, когда роса оседает на животных и растениях. Все канавки ведут прямо в рот ящерицы, которая всасывает капли воды из своего тела.
Песчаные рябчики также могут впитывать небольшое количество воды и хранить ее в своих перьях. Это крайне важно, поскольку часто они гнездятся за 50 километров от источников воды.
