Занимательная биология - Акимушкин Игорь Иванович (книги онлайн полные версии .txt) 📗
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.
Имеются в виду, конечно, потери воды с потом при жаркой погоде и в жарком климате. Например, в Сахаре. Здесь даже привыкший к зною человек теряет от восхода до заката больше 12 литров воды: по литру в час. (Выпивая притом не больше литра в сутки. Значит, с потом он теряет в основном эндогенную воду.)
Но и это не рекорд: в одном эксперименте человек, работая в жарко натопленной и влажной комнате, «орошал» себя 4 литрами пота каждый час!
Система охлаждения потовых желез настолько совершенна, что, остужая наш организм, она забирает у него вдесятеро больше тепла, чем могут дать все наши внутренние «ТЭЦ» — метаболические процессы, разогревающие тело.
Человек, если его потовые железы работают исправно, может без вреда для себя переносить очень большую жару.
Доктор Блэгден, секретарь Британского королевского общества, однажды с друзьями и собакой просидел 45 минут в помещении, воздух в котором был разогрет до 126 градусов. За это время в кастрюле с водой, которую они взяли с собой, сварилось мясо! Но люди и собака не испеклись и не сварились: вышли невредимыми.
Верблюд весит раз в семь больше человека и, рассуждая теоретически (так показывают расчеты), должен бы тратить в жару, охлаждая себя, вдвое меньше воды, чем человек. Но расходует ее еще более скупо. Верблюд вообще почти не потеет. Воду, и эндогенную и выпитую, он тратит очень экономно. И в этой экономии — секрет его успехов, его сказочного уменья пересекать раскаленные пустыни из конца в конец, нигде в пути (даже пройдя тысячу километров) не выпив ни глотка.
И это не легенды: действительно, верблюды совершают такие переходы. Один из подвигов «кораблей пустыни» хорошо документирован.
Зимой 1954/55 года известный зоолог, ботаник, геолог и археолог профессор Монод из Дакара за 21 день пересек с друзьями на верблюдах совершенно безводные области Сахары. Исследователи за три недели прошли 944 километра. В пути верблюдов ни разу не поили! (Правда, они ели разные растения: ведь была зима, и местами среди песков попадались зеленеющие травы.)
Рассказывают также, что хороший аравийский верблюд может пробежать от Мекки до Медины (380 километров) от заката до заката, то есть за сутки. А дорога лежит через пустыню под палящим солнцем, вокруг ни речки, ни прохлады. Песок и открытые жарким ветрам пространства. Удивительные способности верблюда терпеливо переносить и жажду, и жару, и суховеи и есть жалкие колючки вместо пищи всегда поражали людей. Много было сочинено о нем всяких легенд. Но только совсем недавно точными наблюдениями и экспериментами открыты, наконец, причины небывалой «засухоустойчивости» верблюда.
Действительно, две недели верблюд может ничего не пить — старые писатели не преувеличивали. Зато потом, когда доберется до воды, выпьет целую бочку! Если он не пил три дня, то выпьет сразу литров сорок. А если не видел воды неделю, то может за несколько минут осушить столитровый бак. Один небольшой верблюд, за которым наблюдали исследователи, выпил зараз 104 литра воды (а сам весил всего 235 килограммов!). Но рекорд принадлежит не ему — другому верблюду. Тот сначала выпил 94 литра, а потом, попозже, еще 92 литра: 186 литров воды за несколько часов.
Поэтому раньше и думали (так писал, например, Плиний), будто в желудке у верблюда есть карманы для воды. Когда он пьет, то наполняет их, словно цистерны. Вода долго хранится в желудке и расходуется по мере надобности.
Но оказалось, что верблюд устроен совсем не так просто. У него не одно, а много удивительных приспособлений, помогающих долго обходиться без воды. В желудке у верблюда и в самом деле нашли литров пятнадцать-двадцать какой-то зеленоватой жидкости. Но это не чистая вода, и не ей он обязан своей исключительной способностью не пить по неделям.
Вот что главное: верблюд очень экономно расходует воду. Он почти не потеет даже в сорокаградусную жару. Его тело покрыто густой и плотной шерстью — шерсть спасает от перегрева (на спине верблюда в знойный полдень она нагрета до 80 градусов, а кожа под ней — всего лишь до сорока!). Шерсть препятствует и испарению влаги из организма (у стриженого верблюда потоотделение на 50 процентов больше, чем у нестриженого). Верблюд никогда, даже в самый сильный зной, не раскрывает рта: ведь через рот, если его открыть пошире, испаряется слишком много воды. Поэтому собаки, когда им жарко, открывают пасть и дышат часто-часто, охлаждая себя.
А верблюд, чтобы с воздухом уходило из организма поменьше воды, напротив, дышит очень редко — всего 8 раз в минуту. И только в самый жаркий полдень ему приходится дышать чаще — 16 раз в минуту. Но это так немного! Бык в жару, например, дышит 250, а собака даже 300–400 раз в минуту.
