Каланы возвращаются на берег

Критический момент для животных, над которыми ставят такие опыты, наступает при обратном переходе от водного дыхания к воздушному. Остатки жидкости выводятся из легких медленно, и, пока альвеолы и бронмиолы очищаются от раствора, зверьки могут задохнуться. Если при помощи специального аппарата обеспечивать животных в этот период кислородом, они останутся живыми. Кто знает, каково будущее этих смелых опытов?..

Некоторые ученые решили прямо последовать принципу, существующему в природе, и создать искусственный воздушный пузырек — не вокруг насекомых, а вокруг млекопитающих.

В лаборатории американской фирмы «Дженерал электрик» получили синтетическую силиконовую пленку, обладающую очень интересными свойствами — в одном направлении она пропускает кислород, в другом — углекислоту. В мешочек из такой пленки поместили хомяка и пустили его под воду. В течение нескольких часов зверек без всякого ущерба для здоровья провел в необычайной для себя среде. Ученый, получивший силиконовую пленку, полагает, что человек сможет не хуже хомяка дышать под водой в мешке из этого материала, если «пузырек» будет иметь достаточно большие размеры.

Вода отнимает тепло

Перейдем теперь к физиологии терморегуляции (регулирования температуры тела) у млекопитающих. Это также очень важная сторона их биологии. Ученые считают, что у наземных зверей температура тела регулируется через потоотделение, путем конвекции и радиации, усиленной вентиляцией легких. Часто все или некоторые из этих механизмов действуют совместно. Внутренние органы водных зверей находятся под мощным слоем подкожного жира; потовых желез у них нет; они не могут усиленно вентилировать легкие путем учащенного дыхания (гипервентиляции). Жировая подушка надежно защищает зверей от переохлаждения, когда они находятся в малоподвижном состоянии, лежат на льду при низкой температуре воздуха. Перейдут звери в активное состояние, попадут в относительно теплую воду — жировая прослойка превращается в помеху, препятствует выделению из организма избыточного тепла. Особенности строения тела околоводных и водных зверей делают эффективным лишь один способ отдачи лишнего тепла — контактный. Высокая теплопроводность и низкая температура воды (как правило, даже в летнее время она ниже температуры тела) позволяют этим зверям отдавать накопившееся тепло прямо в воду.

Чтобы яснее представить себе, как происходит терморегуляция у зверей-амфибионтов, расскажем об одном опыте, поставленном над канадским бобром.

Когда в лаборатории было 16 градусов, температура тела зверя, измеренная в прямой кишке (ректальная), равнялась 37, поверхности хвоста 16–17 градусам. Это было нормой для бобра. Затем температуру воздуха довели до 25 градусов. Через 30 минут ректальная температура увеличилась на 2 градуса, а кожный слой на поверхности хвоста нагрелся до 35 градусов. В организме зверя возник избыток тепла, бобру угрожал общий перегрев. Почему же «отказали» регуляторные механизмы? Ответ на этот вопрос дал второй этап опыта.

Бобра сажали у края резервуара с водой, имеющей температуру 6 градусов, и опускали туда его хвост. Если в лаборатории было 16 градусов тепла, температура тела зверя оставалась нормальной (37°), а хвоста падала до 8—12 градусов. Было подсчитано, что через хвост зверь, находившийся в воде, терял 0,1 большой калории в час. Увеличили температуру воздуха в комнате до 25 градусов — температура тела бобра сохранилась на нормальном уровне, зато отдача тепла через хвост возросла почти в 12 раз!

Следовательно, регулирование теплоотдачи происходит у бобра через голую часть хвоста при контакте ее со средой, обладающей высокой теплопроводностью, то есть с водой. В первом случае, когда хвост зверя находился в воздухе, увеличение температуры в лаборатории вызвало опасный для жизни бобра подъем температуры тела на 2 градуса. Опустили хвост в воду — и температура тела оставалась в норме, а избыток тепла был отведен через хвост…

В Воронежском заповеднике один из авторов измерил дистанционным электротермометром температуру различных участков поверхности тела бобров. Когда зверь находился в гнезде при 20 градусах тепла, температура поверхности его тела была почти везде одинаковой и колебалась в пределах 35–37 градусов. Стоило зверю поплавать в воде 10–15 минут (температура воды была также 18–20 градусов), как картина менялась — кожа на груди, животе, голове почти не охлаждалась, а на голой части хвоста и лишенных волосяного покрова частях задних ног температура падала на 15–20 градусов. Зимой, после купания в холодной воде, датчик электротермометра, приложенный к поверхности кожи на кончике и в середине хвоста, показывал всего 5–6 градусов.