Занимательная биология

Много новорожденной воды тут же, в тканях, разрушается — из ее элементов строятся другие вещества. Мы черпаем энергию для жизни, окисляя в митохондриях переваренную пищу кислородом, полученным… из воды. С точки зрения клеточной энергетики это выгоднее, чем «сжигать» питательные вещества кислородом, поступившим в организм из атмосферы. Много воды циркулирует в растворах — в клетках, меж клетками, в крови. Ведь весь организм наш — полужидкая конструкция, построенная на воде, вернее, на водных растворах, простых и коллоидных.

Много воды уходит на переваривание пищи (около 10 литров, как мы знаем), на приготовление «соков» разных желез, на потение, главная цель которого — охлаждение перегретой живой «машины» (до полутора литров в сутки даже в тени и в умеренном климате). Вода нужна и для дыхания: ее пары, более или менее конденсированные, облегчают поглощение кровью кислорода и удаление из нее углекислого газа. Когда мы дышим легкими, то изгоняем из себя каждые сутки 300–400 граммов воды. А кожа, когда дышит, расходует даже вдвое больше воды. Наконец, канализационная система нашего тела, по которой выбрасывается из организма весь «шлак» обмена веществ, тоже для своего нормального функционирования требует немало воды.

Итак, без воды жизнь на Земле невозможна. Невозможна по многим причинам. И прежде всего потому, что без воды не было бы на Земле кислорода. Ведь до того, как появились на нашей планете растения, в ее атмосфере не было кислорода, об этом уже говорилось. Улавливая с помощью зеленого хлорофилла энергию солнечных лучей, растения из углекислого газа и воды изготавливают в своих листьях сахар — глюкозу. И при этом много лишнего остается у них кислорода, который выпускают они в воздух. А берут его из воды!

Ежегодно растения всего мира, чтобы жить и расти, «выпивают» 650 триллионов тонн воды. За 2 миллиона лет они полностью иссушили бы все моря и океаны, если бы круговорот воды в природе постоянно не наполнял их.

Значит, все живое на Земле ежегодно, так сказать, прокачивает через себя сотни триллионов тонн воды. Почти каждый миллион лет жизнь буквально процеживает через себя все океаны, моря и реки — всю воду, которая только есть на поверхности Земли.

Этот великий круговорот воды (через жизнь и неживые стихии) я бы назвал большим кругом водоворота природы. О «малом» круговороте знает каждый школьник: текучие воды — океаны и моря — испарение — атмосфера — дождь, снег — текучие воды.

Но ведь не всюду на Земле, где есть жизнь, есть и вода. Чтобы воду добыть и с минимальными издержками пустить в оборот, природа и эволюция изобрели немало хитроумных способов.

Как верблюд в пустыне экономит воду

Вообще-то говоря, добыть воду даже в пустыне нетрудно: было бы что есть. Ведь съеденная и переваренная пища с кровью попадает в клетки разных тканей. Там, в митохондриях, она «сгорает» без пламени, окисляется и выдает малыми порциями необходимую для жизни энергию. Мы знаем, что в финале всех жизненных процессов, которые начинаются с пищеварения и кончаются окислением переваренных продуктов кислородом (полученным из воды, а не из легких), в клетках тела от съеденных белков, жиров и углеводов остаются только углекислый газ и вода^[77]. В состав этой эндогенной воды входит уже кислород, который мы вдыхаем легкими.

Если бы удалось потери эндогенной воды свести до минимума, то животные (и растения) могли бы долго жить и ничего не пить. Хватало бы воды, полученной из пищи.

Есть много путей — много разных способов, которые помогают сократить «утечку» воды из организма.

Прежде всего животное должно избегать перегрева — тогда сократятся и потери на «орошение» разгоряченного тела.

У рептилий и насекомых нет потовых желез. Это живые «машины», так сказать, с воздушным, а не водяным охлаждением. Температура их тела повышается, когда разогревается окружающий воздух. Они привыкли к этому — такова уж их природная конструкция! — и не тратят драгоценную воду на охлаждение горячего тела. Больше того: насекомые способны даже «впитывать» в себя влагу из воздуха: как полагают, через мельчайшие трубочки дыхательных трахей, пронизывающих их хитиновый панцирь.

У мелких млекопитающих, мышей например, тоже нет потовых желез, но уже по другой причине^[78]. Иметь потовые железы для них — непростительная роскошь. Ведь чем меньше животное, тем больше у него относительная поверхность тела, тем больше, следовательно, падает на него тепловых лучей и тем сильнее его тело разогревается теплом, полученным извне. Чтобы остудить себя в жару, мелкие животные (например, грызуны весом в 100 граммов) должны изливать на него слишком много воды: приблизительно 15 граммов (то есть 15 процентов своего тела) каждый час.

Это в двадцать раз больше (относительно, конечно), чем требуется для самоохлаждения, например верблюду, и вдесятеро больше, чем человеку.