Как утки сохраняют тепло, когда плавают среди льдин

Зимой кряквы могут подолгу стоять на льду, а затем спускаться в воду и плавать среди льдин. Тело у них закрыто плотным оперением, но перепончатые лапы остаются открытыми. Они постоянно соприкасаются с холодной поверхностью, и всё же птица не теряет через них столько тепла, сколько можно было бы ожидать.

Почему лапы остаются холодными

Утка не поддерживает во всех частях тела одинаковую температуру. Её внутренние органы должны оставаться тёплыми, а лапы зимой могут быть намного холоднее. В некоторых условиях их температура лишь немного превышает нулевую, хотя внутри туловища она составляет около 40 градусов.

Чем меньше разница между температурой лапы и льда, тем медленнее лапа теряет тепло. Если бы утка постоянно нагревала лапы до температуры туловища, ей пришлось бы тратить гораздо больше энергии, чтобы согреваться. Поэтому на холоде организм уменьшает подачу тепла к открытым участкам ног.

В нижних частях ног у птицы мало мышечной ткани. Основные мышцы, управляющие движениями, находятся выше, ближе к телу, а усилие к пальцам передают сухожилия. Поэтому самим лапам нужно меньше крови, чем крупным работающим мышцам выше по ноге.

Но живые ткани всё равно нуждаются в крови, кислороде и питательных веществах. Полностью прекратить кровоток и оставить лапы промерзать утка не может. Её организм уменьшает потери тепла, сохраняя кровоснабжение, необходимое для работы тканей.

Как кровь сохраняет тепло

По артериям кровь идёт от тёплого туловища к лапам, а по венам возвращается обратно. В ногах эти сосуды расположены близко друг к другу, и кровь движется по ним в противоположных направлениях. Это позволяет обмениваться теплом ещё до того, как артериальная кровь дойдёт до открытых перепонок.

Тёплая кровь в артерии отдаёт часть тепла более холодной венозной крови. К лапе она приходит уже остывшей, зато кровь, возвращающаяся к туловищу, успевает подогреться. Потоки при этом не смешиваются: тепло передаётся через стенки сосудов и окружающие ткани.

Такой способ называют противоточным теплообменом. По мере движения вдоль соседних сосудов между потоками сохраняется разница температур, и тепло передаётся на протяжении значительного участка ноги. Часть тепла возвращается к телу, не успев уйти через лапу в воду или лёд.

Организм также регулирует количество крови, поступающей в ноги. На холоде сосуды могут сужаться, уменьшая теплопотери, но кровоток не исчезает. В жару приток крови к лапам может увеличиваться, помогая отдавать лишнее тепло. Так одни и те же открытые участки тела помогают птице справляться и с холодом, и с перегревом.

Что помогает утке пережить мороз

Туловище от холода защищает оперение. Между перьями и пухом остаётся воздух, который плохо проводит тепло и замедляет охлаждение тела. Наружные перья помогают защитить эту прослойку от воды, а регулярный уход за оперением поддерживает их правильное положение и состояние.

Утка проводит клювом по перьям и распределяет по ним секрет копчиковой железы. Водоотталкивающие свойства зависят также от строения самих перьев и того, насколько плотно они прилегают друг к другу. Ухоженное, неповреждённое оперение сохраняет сухую воздушную прослойку у тела даже во время плавания.

Во время отдыха птица может поднять одну лапу и спрятать её в перья, затем сменить опору. Так уменьшается площадь, через которую теряется тепло. Если утка садится и прикрывает лапы оперением, они получают дополнительную защиту от холодного воздуха и поверхности.

Эти приспособления не делают птицу неуязвимой для мороза. Тепло приходится постоянно производить за счёт обмена веществ, а для этого нужны запасы энергии и пища. Истощение, болезнь или повреждение оперения могут нарушить обычный тепловой баланс; при тяжёлых условиях возможны и холодовые повреждения лап.

Поэтому утки зимой выбирают места, где можно кормиться, отдыхать и пользоваться открытой водой. На одном участке пруда они плавают, на другом устраиваются на берегу или льду, пряча лапы в перья. Работа сосудов, состояние оперения и поведение вместе позволяют им проводить зиму там, где условия остаются подходящими.