Хроники тираннозавра: Биология и эволюция самого известного хищника в мире

Есть разнообразные способы получать тепло и поддерживать температуру на довольно высоком уровне. Дело не просто в том, что животное «теплое» вследствие того, что является млекопитающим или птицей и вырабатывает тепло в ходе физиологических процессов. Физиологи выделяют здесь два разных аспекта: первый – имеет животное высокую температуру тела или нет, а второй – как эта температура достигается и поддерживается. В итоге вместо простых слов «теплокровные» и «холоднокровные» сейчас используют термины «эндотермные» и «эктотермные», или «пойкилотермные» и «гомойотермные». В данных терминах «-термный» указывает на температуру, а первые части «эндо-» и «экто-» означают «внутри» и «снаружи» соответственно, а «пойкило-» и «гомойо-» – «различный» и «одинаковый». Таким образом, эндотермные животные – те, кто получает тепло из собственного организма, а эктотермные – из окружающей среды; гомойотермные поддерживают постоянную температуру тела, а пойкилотермные – нет. Может показаться, что эти термины избыточны – ведь наверняка эндотермные животные также и гомойотермны, – но это не так. Животные развили различные метаболические стратегии, и существуют интересные исключения и варианты, которые показывают, насколько все в биологии изменчиво и многообразно. Животные могут изменять свои физиологические характеристики за считаные дни, годы или в течение всей жизни в зависимости от размера и активности.

Для начала: некоторые млекопитающие не так уж хорошо поддерживают температуру собственного тела, они переохлаждаются и даже умирают, если вокруг недостаточно тепло. Утконос и голый землекоп нуждаются в теплой среде, так что их правильнее считать эктотермными гомойотермами: температура их тела стабильна, но как минимум частично поддерживается за счет внешнего мира. Температура тела других животных значительно понижается, когда они находятся в состоянии покоя, – надолго, как у впадающих в спячку медведей, или на ночь, как у птиц вроде колибри, – так что они считаются пойкилотермными эндотермами: сами вырабатывают тепло, но температура их тела непостоянна.

Ночные бабочки – особенно интересный случай. Многие предполагают, что теплоизоляция есть только у эндотермных животных, поскольку им необходимо удерживать как можно больше тепла при том количестве энергии, которое они тратят на его выработку, но ночные бабочки в основном мохнатые, хотя, будучи насекомыми, являются весьма зависимыми от внешней температуры, т. е. эктотермными животными. Однако ночные бабочки интенсивно машут крыльями во время полета, и эта деятельность создает большое количество тепла в их мышцах, разогревая животных; пушок помогает удерживать тепло, а полет постоянно генерирует новое. Ночные бабочки при низких температурах (ночью) могут какое-то время заниматься активной деятельностью, оставаясь теплоизолированными, что делает их эктотермными пойкилотермами.

На другом краю находятся большие акулы и тунцы, способные выгодно использовать соотношение площади поверхности тела и его объема. И те и другие эктотермны и гомойотермны: они поддерживают стабильную температуру тела, но, как и ночные бабочки, получают тепло от мышечной деятельности (хотя тепло генерируется внутри организма, это считается эктотермией, потому что сильно отличается от обладания более высоким базальным метаболизмом; а если они перестают двигаться, то охлаждаются). Подобное свойство позволяет им оставаться активными, поддерживая высокую температуру тела, и они всегда способны заниматься своими основными видами деятельности – немалое преимущество в холодных водах, где другие рыбы будут более медлительными.

Естественно, многие эктотермные животные получают тепло от солнца, принимая солнечные ванны, и если температура окружающей среды достаточно высока, сохраняют тепло. Вот почему в тропиках, где ночи теплые, существует множество ночных змей и ящериц, но в более холодном климате они в основном ограничены дневным временем, когда есть солнце. Крокодилы для той же цели пользуются еще и водой: вода остывает намного медленнее воздуха, так что ночью крокодилы могут плавать, получая некоторое количество тепла, и, наоборот, охлаждаться днем, когда вода холоднее воздуха. Особенно крупные крокодилы пользуются преимуществом большого объема и относительно меньшей площади поверхности тела и в результате дольше и эффективнее могут сохранять больше тепла, так что их можно отнести к эктотермным гомойотермам вместе с акулами.