Как полярные животные «научились» защищать свои лапы от обморожения

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Представьте себе полярного медведя, идущего по арктическому льду при температуре окружающей среды минус сорок градусов, или пингвина, стоящего неподвижно на покрытой снегом скале на антарктическом побережье. Как эти животные умудряются не отмораживать лапы и не терять тепло через свои конечности, постоянно контактирующие с ледяной поверхностью? А секрет кроется в уникальной системе кровообращения, так называемой системе «противотока» или «чудесная сеть», которая появилась у полярных животных в процессе эволюции.

Автор: Arturo de Frias Marques (CC BY-SA 4.0) Источник: upload.wikimedia.org

Полярным животным приходится жить в условиях отрицательных температур и все время находиться на льду и перемещаться по снегу. Их тело защищено мехом, накапливаемым жиром. А вот лапы, если присмотреться и сравнивать с телом, защищены от холода намного хуже. Вроде вполне логично, что для того, чтобы избежать обморожения лап и «утечки» тепла тела через лапы, необходимо «покрыть» их таким же плотным мехом, как и на туловище полярных животных. Но тогда плотная, густая и массивная «защитная» шерсть на лапах сковывала бы их движение, мешала бы передвигаться, охотиться, догонять, спасаться, убегать. И эволюция пошла другим путем.

Система «противотока»

Основной принцип защиты конечностей от холода, придуманный эволюцией, заключается в устройстве системы кровеносных сосудов полярных животных, которая позволяет максимально эффективно сохранять тепло, столь «дефицитное» в холодных условиях. Вот как это работает:

Артериальные и венозные сосуды располагаются максимально близко друг к другу. Теплая кровь, движущаяся от сердца к конечностям (артериальная), течет параллельно холодной крови, возвращающейся обратно от конечностей к сердцу (венозной). Благодаря «переплетению» и близкому расположению артериальных и венозных кровеносных сосудов тепло от артериальной крови передается венозной, что позволяет значительно снизить потери тепла.

В результате такого близкого расположения сосудов в конечностях поддерживается температура всего на несколько градусов выше критической, при которой можно получить обморожение. Конечности остаются достаточно теплыми, чтобы не «получить повреждение, но в то же время достаточно холодными, что позволяет организму не затрачивать много энергии на их обогрев и отдачу в холостую тепла организма через лапы в холодную окружающую среду.

Автор: ravas51 (CC BY-SA 2.0) Источник: commons.wikimedia.org

В экстремальном холоде животные могут дополнительно сужать кровеносные сосуды в конечностях, еще больше снижая теплоотдачу в окружающую среду через лапы. А очень плотное переплетение артерий и вен создает довольно эффективный теплообменник.

Примеры «адаптации» к жизни в условиях низких температур

Белые медведи

У белых медведей система «противотока» настолько совершенна, что температура лап может быть всего на один градус выше температуры льда, по которому передвигается медведь. При этом «внутренняя» температура тела остается стабильной — около 37°C.

Пингвины

Антарктические пингвины имеют настолько эффективную систему «противотока», что могут стоять на льду часами, практически не теряя тепла. Их лапы настолько «адаптированы», что для пингвинов не проблематично продолжительное время и без движения стоять на поверхности, температура которой может достигать -60°C.

Северные олени

У северных оленей система «противотока» позволяет им не только сохранять тепло, но и практически моментально реагировать на изменения температуры окружающей среды, увеличивая или уменьшая поток «теплого» кровотока в определенное место тела.

Автор: Lorie Shaull (CC BY-SA 2.0) Источник: commons.wikimedia.org

Такая система кровообращения, как «противоток» у полярных животных — результат миллионов лет эволюции и естественного отбора. Животные, которые смогли «научиться» эффективно сохранять тепло в экстремальных условиях, получали преимущество в «гонке» на выживание.

Изображение в превью:
Автор: Arturo de Frias Marques (CC BY-SA 4.0)
Источник: upload.wikimedia.org

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...

Обзор базового робота-пылесоса Dreame F21 Pro: с замашками флагмана!

Вслед за бюджетной новинкой Dreame F21 была представлена «Pro"-модель робота-пылесоса, отличающаяся рядом серьезных улучшений: мощность всасывания возросла с 20 до 25 кПа, пылесос стал лучше...