Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
406 Глава 19
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Гомеостаз
407
40(-
O га"
30
I ml
Кошка
Ящерица
Ш 20 3(1
Температура окружающей среды. 'С
40
Рис. 19.6. Зависимость между внутренней (измеренной ректально — в прямой кишке) температурой тела у некоторых позвоночных и температурой окружающей среды, при которой они выдерживались в течение 2 ч. Все графики, кроме нижнего, соответствуют мііекопитающим: два верхних — плацентарным (высшим зверям), два средних — яйцекладущим (первозве-рям). Самый нижний график построен для рептилии.
ными, но этот термин не точен и может ВВОДИТЬ в заблуждение.
Птииы и млекопитающие способны поддерживать почти постоянную температуру тела независимо от окружающих условий благодаря функционированию физиологических механизмов, поэтому их называют гомойотермними (от греч. homoios — одинаковый) или — не совсем точно — теплокровными. Их температура относительно независима от внешних источников тепла и обеспечивается высокой интенсивностью метаболизма в сочетании с теплоизоляционными механизмами. Поскольку эти животные существуют за счет внутренних источников тепла, их называют также эндотермными (от греч. endon — внутри). У некоторых пойкилотермных животных температура тела иногда может быть выше, чем у гомойотермных, поэтому, чтобы избежать путаницы, в дальнейшем мы будем пользоваться терминами «эндотермный» и «эктотер-мный». Нарис. 19.6 проиллюстрирована способность ряда позвоночных регулировать температуру тела в зависимости от условий среды.
19.3.6. Потери тепла
Хотя основные способы получения тепла у экто-термных и эндотермных животных различны, пути его потери в обоих случаях одинаковы; это —
излучение, конвекция, теплопроводность и испарение. На практике первые три способа могут как нагревать, так и охлаждать тело — в зависимости от температурного градиента (от более теплого к более холодному), но при четвертом способе организм может только терятыепло.
ИЗЛУЧЕНИЕ. При излучении тепло распространяется в виде электромагнитных волн длинноволновой инфракрасной части спектра, лежащей за пределами его видимой области. Впрочем, их можно заснять на специальную чувствительную к инфракрасным лучам пленку с помощью особой аппаратуры (рис. 19.7). Скорость потери или получения тепла пропорниональ-на разнице температур тела и окружающей среды. У человека на излучение приходится примерно 50% общих потерь тепла. Именно этот способ служит главным регулируемым путем теплоотдачи у животных.
КОНВЕКЦИЯ. При этом способе тепло распространяется между организмами и окружающей средой конвекционными (объемными) потоками воздуха и воды. т. е. движением их масс по градиенту давления. Например, воздух или вода, контактирующие с поверхностью тела эктотерм-ного животного, нагреваются и поднимаются
Рис. 19.7. Инфракрасная фотография женщины с холодными кистями рук. Чем светлее на этом снимке участок ее тела, тем выше его температура.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
408
Глава 19
вверх. Интенсивность потерь тепла таким способом пропорциональна скорости движения молекул окружающей среды. Этот вид теплоотдачи может быть уменьшен за счет материалов, покрывающих кожу, таких как перья, шерсть, одежда.
ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. В этом случае тепло передается при физическом контакте между телами, например между организмом и почвой или воздухом. Молекулы любого объекта непрерывно движутся за счет своей кинетической энергии, причем тем быстрее, чем выше температура объекта. Эта энергия распространяется по ее градиенту. У большинства наземных видов этот способ составляет незначительную часть от общего теплообмена, но у водных животных и у животных, живущих в земле, его доля может быть весьма значительной. Охлаждение при физическом контакте с твердыми предметами на поверхности земли для человека несущественно, однако за счет непосредственного нагревания окружающего воздуха мы теряем около 15% тепла.
ИСПАРЕНИЕ. При испарении тепло теряется с поверхности тела в процессе превращения воды
в пар. На испарение 1 мл воды затрачивается 2,45 кДж энергии. Именно испарение является одним из лимитирующих факторов, определяющих распространение животных и растений. У человека такая потеря тепла кожей происходит постоянно, даже если он не потеет. Испарение осуществляется также с поверхности легких, откуда пар удаляется с выдыхаемым воздухом. Исключить такие потери нельзя, однако ими можно до некоторой степени управлять, регулируя потоотделение и легочную вентиляцию.
19.3.7. Внутренняя и поверхностная температура тела
Когда говорят о температуре тела животного, обычно имеют в виду температуру внутренних областей тела, т. е. тканей, лежащих глубже 2,5 см под поверхностью кожи. Такую «внутреннюю» температуру, как правило, измеряют в прямой кишке. В других участках тела температура может сильно варьировать в зависимости от их локализации и от температуры окружающей среды (рис. 19.8).
