На грани возможного: Наука выживания

Мозг млекопитающих, как уже отмечалось, особенно чувствителен к жару, и, когда внутренняя температура превышает допустимый предел, погибает первым. Таким образом, один из способов борьбы с чрезмерной жарой – не допускать перегрева мозга, позволяя перегреваться остальным участкам тела. Именно этим способом пользуются сернобыки и газели, выдерживающие температуру тела до 45° С. У этих животных имеется особый сосудистый теплообменник, известный как rete mirabile (дословно – «чудесная сеть»), с помощью которого охлаждается кровь, поступающая в мозг. Не доходя до мозга, сонная артерия разветвляется на сеть из сотен более мелких сосудов. Они смешиваются с такой же сетью мельчайших вен, несущих прохладную кровь обратно к сердцу от носоглотки. Теплые артерии отдают жар в прохладные вены, и температура крови, поступающей в мозг, уменьшается, поэтому, даже если температура тела антилопы поднимется на целых четыре градуса или более, температура мозга изменится едва ли на градус. Так несущаяся галопом газель сохраняет «холодную голову», распределяя излишек жара по остальному организму, пока не закончится бешеная гонка. Избыток жара уходит из тела ночью с использованием теплопроводности и конвекции, а значит, подобный способ позволяет к тому же удержать влагу, поскольку уменьшает потребность в потоотделении.

Размеры и формы

Размер тела имеет большое значение для терморегуляции. Подобно тому как большая глыба льда тает медленнее, чем расколотая на куски, поскольку отношение площади поверхности к объему получается меньше, так и крупное животное теряет тепло медленнее, чем мелкое. У крошечных созданий, например, землероек или колибри, теплоотдача происходит так стремительно, что ночью им не удается поддерживать стабильную температуру тела. Крупным животным, наоборот, при большой физической нагрузке в жарком климате грозит перегрев, поэтому погоня в африканской саванне – это всегда короткий спринтерский рывок.

Этнологи и археологи давно подметили, что пропорции человеческого тела связаны с температурой среды, в которой развивался тот или иной народ. Наше тело сформировано естественным отбором, поэтому народы, приспособленные к холодному климату, – например, инуиты Арктики, – коренастые и невысокие, с короткими конечностями и пальцами. Такое строение помогает сберечь тепло, обеспечивая низкое значение отношения площади поверхности к объему. Представители народов, развивавшихся в сухом и жарком климате, например, в саваннах Экваториальной Африки, обычно высокие и худощавые, с длинными конечностями. Такое строение наблюдается не только у современных масаи и самбуру, но и у больших человекообразных обезьян, проживавших в древности в этих же районах Восточной Африки. Согласно красочному описанию Алана Уокера и Пат Шипман, у «турканского мальчика» (самый полный из обнаруженных на сегодняшний день скелет Homo erectus) конечности еще длиннее, чем у живущих ныне африканцев. Высокий рост облегчает теплоотдачу, обеспечивая пропорциональное увеличение площади поверхности для потоотделения, а теплопроводность из глубинных тканей повышается благодаря сокращению количества подкожного жира. Таким образом, для жаркого климата предпочтительнее быть высоким и поджарым, особенно если вы охотник и за добычей вам приходится гнаться. У животных в ходе эволюции тоже выработались свои способы увеличить площадь поверхности для усиления теплоотдачи. По большей части именно этой цели служат огромные уши слона и длинные голые ноги птиц.

Поскольку в пустыне нередки периоды бескормицы, и люди, и животные приспособились, отъедаясь в урожайные времена, запасать жир «на черный день». Однако жир – хороший изолятор и, откладываясь под кожей ровным слоем, может сильно затруднить теплоотдачу. Поэтому обитатели пустыни сосредоточивают запасы жира в одном месте. Этой цели служит, например, верблюжий горб (вопреки распространенному заблуждению, это вовсе не бурдюк с водой). У южноафриканских готтентотов жир откладывается в основном в ягодицах (такое явление называется «стеатопигия»), а конечности остаются длинными и худыми для облегчения теплоотдачи. Стеатопигия встречается в избытке и у тучных европейцев, и североамериканцев, но в их случае (сытого населения нежаркой страны) адаптационной функции не несет.

Тепловой удар