На грани возможного: Наука выживания

Ящерицы, как и насекомые, относятся к пойкилотермным животным, поэтому обогреваются с помощью солнца. Замерзнув, они поворачиваются перпендикулярно солнечным лучам, чтобы вобрать как можно больше тепла. В пустыне, где земля теплее воздуха, они прижимаются к поверхности, чтобы согреться, а на холодных скалах зарываются в сухую траву. Когда становится слишком жарко, они уходят в тень или забиваются под землю. У крупных животных на обогрев уходит гораздо больше времени, и, скорее всего, именно поэтому крупные рептилии (крокодилы, вараны, комодские драконы и гигантские черепахи) обитают в тропиках. У некоторых ящериц на коже имеются специальные пигментные пятна, регулирующие поступление тепла из окружающей среды. На холоде черные пигментные клетки расширяются и увеличивают поглощение тепла, а на солнце сжимаются, открывая соседние клетки, отражающие инфракрасное излучение. Чтобы в заторможенном состоянии не стать добычей более стремительных хищников, у безухой ящерицы выработались удивительные меры предосторожности. Поутру ящерица высовывает голову из норы, подставляя солнцу большую кровеносную пазуху. И лишь когда нагретая кровь обеспечит нужную температуру тела, ящерица вылезает наружу целиком, готовая при необходимости «унести ноги».

Змеи, подобно человеку и насекомым, вырабатывают тепло сокращением мышц. В 1832 г. французский ученый П. Ламар-Пико предположил, что индийский тигровый питон, сворачиваясь кольцами вокруг кладки яиц, согревает их исключительно теплом собственного тела. В то время к его гипотезе отнеслись скептически, и она была отвергнута Французской академией наук как «спорная и опасная». Однако Ламар-Пико оказался прав. Исследования, проведенные в 1960-х гг., показали, что сокращением мышц питон способен поддерживать температуру тела на 5° С выше температуры окружающей среды.

Крайними способами поведенческой адаптации к холоду являются миграция и зимовка. Мелким млекопитающим в холодном климате не удается поддерживать внутреннюю температуру в 37° С, поскольку им просто не хватает пищи, чтобы обеспечить организм «топливом». Поэтому они на время отказываются от гомойотермности и впадают в спячку, дожидаясь пока потеплеет. Поскольку холодным тканям требуется меньше энергии, метаболические процессы замедляются, тем самым сберегая энергетические запасы, а температура тела постепенно опускается до температуры окружающей среды. Сердечный ритм, дыхание и биохимические реакции тоже затормаживаются. При этом зимняя спячка не пускается на самотек – это не просто отказ от обогрева организма, а переключение «термостата» на более низкую температуру. Если температура окружающей среды падает ниже 2° С, животные начинают активно вырабатывать тепло, поддерживая температуру тела между двумя и пятью градусами, чтобы не промерзнуть. В сильный мороз они могут даже проснуться. Механизмы, погружающие животное в спячку, регулируются температурой, длиной светового дня и доступностью пищи – сокращение этих параметров сигнализирует о приближении зимы. Весной животное выходит из спячки стремительно, поэтому внутренняя температура может в течение полутора часов подскочить на 30° С. Быстрому пробуждению способствуют гормоны, активирующие метаболизм в буром жире, который и согревает тело зверька.

Мелкие птицы отряда воробьиных мигрируют зимой в теплые широты или переселяются с гор в долины. Это помогает им избежать зимних холодов и бескормицы, но в то же время требует определенной физиологической адаптации. Большинству мелких птиц необходимо как следует откормиться перед перелетом, поскольку он отнимает много сил и энергии. Многим приходится делать по дороге остановки для пополнения энергетических запасов, поскольку перелет накладывает весовые ограничения и запасти весь необходимый объем сразу птицы не могут. Забавно, что люди, улетающие в теплые края на зимний отдых, наоборот, стараются перед поездкой сбросить вес.

Жизнь на полюсах

Полярные широты, как и горные вершины, опасны не только из-за холода. В летние месяцы солнце на полюсах не заходит вообще, а просто кружит по небу. В ясную погоду сильное излучение может вызвать солнечные ожоги. Отраженный от снега и льда свет слепит глаза, поэтому для спасения от так называемой снежной слепоты – ожога роговицы, при котором в глаза будто песка насыпали и больно моргать, – необходимо носить солнечные очки. Снежные бураны – когда земля и небо сливаются в одно неразделимое пространство – сильно затрудняют передвижение. Предметы не отбрасывают тени, неровности почвы невозможно различить, а снег и лед оказываются одного оттенка с зияющей рядом полыньей. Поэтому на каждом шагу можно неожиданно провалиться в трещину или врезаться в глыбу льда высотой по грудь. Добыча пищи и воды становится еще более трудоемкой, поэтому без подходящих вспомогательных средств жизнь в холоде для человека опасна, как не раз доказывали на собственном нелегком опыте полярники и альпинисты.

5. Жизнь в скоростном ряду