home | login | register | DMCA | contacts | help | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


my bookshelf | genres | recommend | rating of books | rating of authors | reviews | new | форум | collections | читалки | авторам | add

реклама - advertisement



Глава 8

Горячо или холодно?


Чувства животных и человека

Думая об опасностях, подстерегающих аквалангиста, мы прежде всего представляем себе хищных акул, зубастых барракуд, бесшумных осьминогов или стрекающие кораллы. Редко мы сознаем, что нам грозит гораздо более обыденная опасность — внезапное истощение сил, когда наше тело теряет слишком много тепла в холодной воде. Однако аквалангисты должны всегда помнить об этом и прибегать к особым мерам предосторожности, так как кожа быстро перестает информировать их о том, что они продолжают терять энергию. Часовые мастера предложили своего рода подводный будильник, который должен в определенный момент чуть-чуть встряхнуть запястье ныряльщика, так как легко забыть, что наше суждение о температуре определяется исключительно предшествующими ощущениями. Обычно мы воспринимаем разницу в температуре в течение очень короткого времени, когда входим в воду и только что смоченная кожа сообщает о том, что океанские волны прохладны, а вода в ванне теплая. Мы быстро привыкаем к новой температуре окружающей среды.

Как правило, мы можем доверять кончикам пальцев, которые предупреждают нас, что кофе в чашке слишком горячо и его нельзя пить. Кожа пальцев является лучшей изоляцией, чем слизистая рта. Однако, после того как мы дотронулись до чего-то холодного или горячего, требуется некоторое время, чтобы поверхность пальцев восстановила свою нормальную чувствительность. Если мы хотим проверить, не слишком ли горячее или холодное молоко в бутылочке для кормления ребенка, мы прижимаем ее к внутренней поверхности предплечья, лишенной волосяного покрова, около самого локтя. В этом месте кожа достаточно чувствительна и реже всего соприкасается с какими-либо предметами. Подобным же образом мы узнаем, не поднялась ли у ребенка температура, когда дотрагиваемся тыльной поверхностью пальцев или основанием ладони до его лба.

У многих первобытных народов мать или знахарь искали другое доказательство здоровья. Ребенка или старика можно считать здоровыми, пока в голове у них водятся вши. Если у человека начинается жар, паразиты испытывают неудобства и избирают себе новую жертву. Подобным же образом они покидают своего кормильца, когда температура его тела падает на несколько градусов. По-видимому, вши и блохи имеют отличные внутренние термометры и пользуются ими, когда паразитируют на человеке или на теплокровных животных. Полагают, что распространение бубонной чумы происходит за счет быстрого расселения блох с больных крыс к здоровым крысам или человеку; так распространяется эпидемия этой смертельной болезни[12].

Одной из индивидуальных особенностей человека, благодаря которой кое-кто из нас почти невосприимчив к инфекциям, распространяемым внешними паразитами, является способность излучать различное количество тепла. Существуют люди, предрасположенные к укусам паразитов, которые привлекают к себе клещей, блох, комаров и других насекомых. Такой человек, излучающий внутреннее тепло, во время вечерней прогулки с товарищем будет привлекать целое облако комаров — отличительная черта, которую редко умеют ценить. Насекомые начинают кусать его, а жертва принимается бить их и своими ударами еще больше поднимает свою и без того высокую температуру кожи. Все больше и больше комаров слетаются к месту происшествия.

За все это время ни одно насекомое не побеспокоило «хладнокровного» спутника жертвы, и он, естественно, удивлен поднявшейся суетой. Он даже может не поверить, что вокруг летают комары, если ему не показать их раздавленные тельца. Такие люди вообще привлекают мало паразитов, даже когда гуляют одни. Но если их лихорадит или после непродолжительного бега у них значительно повысилась температура кожи, они тоже становятся предрасположенными к укусам паразитов.

По-видимому, Чарльз Дарвин был одним из таких теплокожих людей. В дневнике путешествия на корабле «Бигль» он записал, что 26 марта 1835 года в Южной Америке на него напали крупные кровососущие клопы Triatoma. Однако до 1959 года никто не отметил, что, возможно, существует связь между этим событием и длительной болезнью, которой страдал Дарвин по возвращении в Англию. Симптомы его заболевания полностью соответствуют картине хронической болезни Чагаса; ведь трипаносомы, вызывающие эту болезнь, как теперь установлено, попадают в организм при укусе такого клопа.

Очень соблазнительно спросить себя: а осталось ли бы у Дарвина время поразмыслить над личными наблюдениями или данными научной литературы, если бы он не был предрасположен к укусам паразитов, вернулся бы домой здоровым и продолжал вести активную жизнь в предместьях Лондона. Что дало Дарвину возможность систематизировать богатейший фактический материал в книге «Происхождение видов» и предложить миру идею естественного отбора? Мы не можем пожать плечами, заметив, что, если бы Дарвин не сделал этой работы, ее бы осуществил Альфред Рассел Уоллес, который тоже был близок к этому открытию. У Уоллеса также не хватало времени глубоко задуматься над силами, движущими эволюцию, пока в Тернате его не уложил в постель длительный приступ малярии, которой он заразился после укуса москита. Уоллес был тоже предрасположен к укусам паразитов!

Несмотря на многочисленные опровержения, которые дает нам история, почти все мы твердо убеждены, что дни болезни — это время, потраченное зря. И если уж мы не можем не быть теплокровными животными, предрасположенными к укусам паразитов, нельзя ли нам каким-либо образом защитить себя от неприятных укусов, а следовательно, сберечь время? Один такой способ открыли, подсчитав, сколько кусающихся мух село на человеческие манекены, подогреваемые изнутри. Эти манекены привлекают гораздо больше насекомых, если они одеты в черные или темные материалы, которые излучают много тепла. Особенно привлекательны для насекомых блеклые цвета крепа и хлопчатобумажных тканей. Белые или светлые одежды, особенно блестящие (такие, как сатин или нейлон), излучают меньше тепловой энергии, поэтому значительно снижается вероятность нападения насекомых.

По-видимому, белая кожа или белый костюм, какой часто носят в тропиках европейцы, защищает их от комаров и многих других насекомых, которые обнаруживают свою жертву по излучаемому ею теплу. Однако белая кожа и белая одежда делают их заметной мишенью для других насекомых, таких, как слепни и оводы, которые высматривают себе жертву, или для жалящих насекомых, например ос. Панамские индейцы из провинции Дариен гораздо больше боятся стать видимой приманкой для этих насекомых, чем жертвой комаров. Они окрашивают свою светлую кожу в темный цвет, объясняя это тем, что тела их сливаются с полумраком джунглей и потому на них нападает меньше насекомых. Возможно, пока индейцы стоят в тени, их тела также охлаждаются благодаря большему излучению тепла через кожу, окрашенную в темный цвет.

Комары-самки находят теплую кожу с помощью двух антенн, чувствительных к теплу. Хотя рецепторные образования у малярийного комара Anopheles едва достигают 3 миллиметров, а у комара Aedes, переносящего желтую лихорадку, они еще короче, эти насекомые могут изменять направление полета до тех пор, пока обе антенны не начнут получать одинаковое количество излучаемого тепла. И тогда комары-самки летят прямо вперед, иногда, если это нужно, на много метров, пока не отыщут своей теплокровной жертвы. Комары-самцы, напротив, пьют только сок растений и погибают вскоре после спаривания.

По ночам через оконные стекла или перегородки проходит достаточно тепла, чтобы привлечь летающих снаружи комаров-самок. Иногда их вьется так много около щелочек в раме окна, что гудение крыльев слышно даже в комнате. Обычно эти насекомые проявляют такое упорство, что в конце концов даже через самую узкую щель проникают внутрь. Попав в комнату, где спят люди, комары тут же улавливают исходящее от человеческого тела тепло и идут в атаку.

Если самка комара повредит обе антенны и ее теплочувствительная поисковая система выйдет из строя, то самка сможет найти кровавую пищу лишь случайно. Такая же картина наблюдается и у «гигантских клопов» длиной 2,5 сантиметра; эти насекомые, живя в Южной и Центральной Америке, являются переносчиками болезни Чагаса. Однако такие огромные клопы могут обойтись и одной антенной. Они поворачивают ее по направлению к стеклянной палочке, которая всего лишь на несколько градусов теплее окружающей среды, и летят к этой палочке, ориентируясь по разнице температуры между дальним и ближним концами антенны.

Комары со своей тонкой чувствительностью к теплу как бы «бросают вызов» инженерам-изобретателям, которые постоянно стараются уменьшить размеры и вес аппаратуры для космических кораблей и других устройств, стремясь «миниатюризовать» ее. Но единственным критерием, по которому мы определяем, откуда приходит тепло, является пропорциональное уменьшение его интенсивности при удалении от теплового источника. Каково же это критическое расстояние от одного конца тела комара до другого, не говоря уже о расстоянии между концами его антенн? Ни одна пара миниатюрных термометров, созданных человеком, не покажет разницы в получаемом ими тепле, если их поместить на таком близком расстоянии друг от друга.

Эта антенна является далеко не самой совершенной системой восприятия излучаемого тепла, которую мог бы имитировать человек. Куриный клещ длиной меньше миллиметра вообще без всяких антенн по меньшей мере так же точно определяет направление, откуда идет тепло. С наступлением темноты, когда домашняя птица усядется на насест, эти крошечные создания выползают из щелей курятника в поисках теплой крови. Перед рассветом, когда поет петух и куры начинают просыпаться, клещи уползают обратно в щели и прячутся там весь день. Вероятно, в противном случае куры сбросили бы их днем, принимая «пылевые» ванны. А может быть, они уползают лишь потому, что не выносят дневной температуры кожи птицы, которая повышается так же, как и у просыпающегося утром человека.

Переселение куриных клещей ночью на теплые объекты иногда может привести к несколько неожиданным результатам. В электрических часах, висевших на стене одного курятника, скопилось так много паразитов, что остановился часовой механизм. Но даже в таком виде часы излучали тепло. Перед рассветом, однако, клещи уползли, и часы снова пошли. Возможно, на них упал ранний луч солнца, повысил их температуру на несколько градусов и выгнал клещей. Владелец курятника отнес часы в мастерскую, но там ему сказали, что они исправны. Тем не менее каждую ночь часы отставали на несколько часов. Так как часовщики работают только днем, пришлось проявить много изобретательности, чтобы найти истинную причину этого явления.

Излучаемое тепло, на которое реагируют клещи и комары, представляет собой невидимый инфракрасный свет, непосредственно следующий за красным в полном солнечном спектре. Очень много инфракрасных лучей испускает горячий утюг и совсем немного — теплокровное животное или моторчик работающих часов. Ночью можно осветить какие-нибудь объекты инфракрасными лучами, применяя специальную лампу с фильтром, задерживающим все лучи, на которые реагируют наши глаза. Но освещенные таким образом предметы можно увидеть только с помощью инфракрасных телескопов, таких, как «snooperscope» и «sniperscope», сконструированных первоначально для военных целей. Самое маленькое из известных нам приспособлений такого типа вместе с источником питания имеет вес и размеры обычного полевого бинокля. Более крупные устройства подобного рода вмонтированы в ракеты, такие, как «Sidewinder», которые предназначаются для поражения воздушных целей; они обнаруживают цель по более сильному инфракрасному излучению, исходящему от горячих двигателей и выхлопных газов. Инфракрасные телескопы применяются также в спутниках «глаз погоды», находящихся в сотнях километров от Земли, где с помощью инфракрасных солнечных лучей, отраженных от плотной земной атмосферы, они могут воспринимать своеобразные картины. С помощью волшебных телевизионных инфракрасных изображений, видеомагнитофонных пленок и коротковолновых радиосигналов эти картины могут быть переданы обратно на Землю; таким образом расширятся границы наших органов чувств в новых измерениях.

Уже после того, как были изобретены чувствительные к излучаемому теплу устройства, биологи обнаружили, что в течение миллионов лет гремучие и другие ямкоголовые змеи пользуются весьма сходными приемами при отыскании добычи в темноте. У них по обе стороны головы, между носом и глазами, имеются два конических углубления, обрамленных по краям особыми клетками, чувствительными к излучаемому теплу (инфракрасным лучам). Так как энергия такого типа, подобно свету, распространяется прямолинейно, эти чувствительные органы получают тепловую радиацию, идущую только по определенным направлениям. Если бы это были глаза, то мы могли бы говорить об их поле зрения, заметив, кстати, что змеи обладают бинокулярным зрением. Но поскольку это ямочные органы, то в лучшем случае мы можем описать их поля чувствительности как частично перекрывающиеся на строго определенном расстоянии от змеи, прямо перед ее головой. Оказывается, это как раз то предельное расстояние, на котором может поразить свою жертву змея, занимающая самую выгодную позицию — когда она лежит, свернувшись кольцом.

В поисках добычи змея медленно ползет и обследует землю и низкие кусты, стараясь уловить все, что теплее или холоднее окружающей среды. Температурная разница всего лишь в 0,0018 °C уже заставляет змею насторожиться. Затем она бесшумно приближается к живому объекту, будь то лягушка, охлажденная за счет испарения влаги с кожи, или спящая птица, или даже человек в спальном мешке. Используя свои перекрывающиеся конические поля тепловой чувствительности, змея может определить, когда именно она приблизится к животному на расстояние, достаточное, чтобы поразить его; она может также много узнать о позе и размерах возможной жертвы.

Казалось бы, вряд ли змеи могут напасть на животных, слишком больших по размерам, чтобы служить им пищей. Конечно, чувствительные углубления на голове гадюк дают им возможность атаковать ногу проходящего мимо человека или любую часть тела теплокровного животного, которая оказывается в непосредственной близости от них. Один из таких редких для Соединенных Штатов несчастных случаев произошел несколько лет назад в Новой Англии. В темноте змея укусила девочку, которая была слишком смущена, чтобы сказать об этом кому-нибудь. Девочка отошла от костра, чтобы «удовлетворить естественную потребность», и в это время змея внезапно укусила ее в теплое мягкое место, где вряд ли можно было наложить жгут. Однако нужно было обложить рану льдом, пока пострадавшую не доставят к компетентному врачу; тогда наверняка удалось бы спасти ее жизнь. При своевременном оказании медицинской помощи шансы на спасение столь велики, что ежегодно в англо-американских странах насчитывается меньше погибших от укусов змей, чем убитых молнией во время игры в гольф! Однако мы являемся до такой степени «дневными существами», что смертельно боимся любой змеи, которая может обнаружить нас и в кромешной тьме.

Наши собственные чувствительные органы далеко не так хорошо реагируют на холод и тепло, как терморецепторы на голове змеи. Человек обладает рецепторами двоякого рода. Около 150 000 из них сообщают нам о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и примерно 16 000 — о получении тепла от горячих. Нервные окончания, чувствительные к потере тепла, находятся главным образом на глубине 0,5 миллиметра от поверхности кожи; почти две трети их связаны с отверстиями потовых желез. Рецепторы, чувствительные к притоку тепла, расположены глубже, они в какой-то степени изолированы от внешних колебаний температуры; эти рецепторы реагируют медленнее, чем холодовые. Если мы повредим эту изоляцию и прикоснемся чем-нибудь горячим к поврежденному участку кожи, то сразу же почувствуем острую обжигающую боль, тогда как прикосновение к неповрежденной коже было бы вполне терпимым.

Большая часть тепловых рецепторов находится в коже кончиков пальцев, носа и на сгибе локтя. Холодовые рецепторы в основном расположены в коже верхней губы, носа, подбородка, груди, лба и пальцев. Любопытно, что в глазах нет ни тепловых, ни холодовых рецепторов; это единственная часть тела, не чувствительная ни к теплу, ни к холоду.

Самой чувствительной к теплу системой нашего организма является своеобразный термостат, расположенный в гипоталамусе, рядом с гипофизом и местом разветвления главной артерии, несущей кровь от сердца к мозгу. Независимо от того, какая часть тела теряет или получает тепло, это изменение тут же ощущается. Даже выпитая чашка горячего чая или стакан холодной воды изменяют температуру крови, омывающей этот теплочувствительный центр, тогда как поставленный под язык клинический термометр может не показать разницы температуры. Только особо чувствительный термометр, осторожно приложенный к барабанной перепонке, зарегистрирует эти изменения, но не раньше, чем мозг начнет реагировать на них, регулируя работу механизмов теплопродукции и теплоотдачи.

Наши знания о температуре тела обычно ограничиваются информацией, которую мы получаем от клинического термометра: норма 36,6–37 °C. Однако в среднем температура кожной поверхности близка к 27,2°. Кожа голого индейца находится в тепловом равновесии с окружающей средой, пока температура воздуха не падает ниже 26,7°. Обычно мы одеваемся теплее или, напротив, меняем одежду на более легкую, для того чтобы поддерживать температуру защищенной поверхности кожи на уровне чуть выше 27,2°. При этом мы учитываем, что непокрытые одеждой лицо и руки теряют больше тепла (а значит, и имеют более низкую температуру кожи).

Постоянство температуры тела — это для нас нечто само собой разумеющееся, и мы почти не замечаем, сколько энергии расходуем на то, чтобы не терять сил в холодную погоду или избежать перегрева в жару. Если появляются признаки падения температуры крови, организм увеличивает свою теплопродукцию; при этом только у млекопитающих и птиц повышается работа желез и мышечное напряжение до такой степени, что они начинают дрожать. Когда же телу угрожает повышение температуры крови, то есть теплопродукция превышает теплоотдачу, лишь теплокровные животные начинают потеть или усиленно и часто дышать, охлаждая свой организм за счет испарения воды.

Из-за неспособности поддерживать температуру тела на постоянном уровне при изменениях температуры окружающей среды холоднокровные животные вынуждены встать на путь компромисса. Они могут в полную силу наслаждаться жизнью только при такой теплой погоде, когда скорость биохимических реакций в их организме достаточно высока. Жаркая погода, от которой они никуда не могут укрыться, для них смертельна.

Холоднокровные животные часто ведут себя в воде таким образом, будто они могут судить о ее температуре. Водяная блоха Daphnia, которая плавает в верхних слоях большинства пресноводных водоемов мира, как бы танцуя и прыгая при помощи своей длинной антенны, может прожить почти 31/2 месяца в холодной воде при температуре 7,8°. В теплой воде при 27,2° она погибает примерно вчетверо быстрее. При обеих этих температурах произведение частоты ударов ее сердца на продолжительность жизни почти одинаково. Но в холодной воде Daphnia не может давать потомство. При температуре 27,2° только что созревшие особи начинают усиленно размножаться, производя каждые четыре дня почти по 50 маленьких блошек, пока не появится потомство в 6 поколений. При этой температуре Daphnia начинает искать более холодную воду, то есть опускается глубже. Ей не надо измерять температуру воды в водоеме. Общий уровень ее жизнедеятельности обусловлен температурой, так как при повышении ее ускоряется и большинство химических реакций Daphnia.

Но почему животное является холоднокровным: потому ли, что его нервная система не способна различать тепло и холод, или потому, что оно не может изменять температуру своего тела в надлежащем диапазоне?

Чувствует ли рыба тепло или холод? Недавно в Гарвардском университете несколько золотых рыбок ответили на этот вопрос. В аквариуме, где они жили, был установлен рычаг. Стоило нажать на него, как в аквариум в течение одной секунды текла струйка холодной воды, понижавшая температуру примерно на 0,3°. После того как рыбок ознакомили со значением этого рычага и немного потренировали, они стали просовывать свои головы через отверстие в плексигласовой перегородке, доставать до рычага и нажимать на него, как только вода нагревалась до 33°. Отдельные золотые рыбки отличались от других; нажимая на рычаг, они поддерживали температуру своего водного мира между 35 и 38°, то есть на уровне гораздо более низком, чем 41° — температура, при которой они быстро погибали. Натренированные рыбки, выпущенные в воду при 41°, начинали неистово работать, спасая себя от тепловой смерти. Они непрерывно нажимали на рычаг до тех пор, пока температура окружающей среды не падала до 35–38°, как будто она была самой подходящей для них. По-видимому, холоднокровной рыбе нужно лишь одно — сделать жизненные условия подходящими для себя: у нее есть собственный внутренний термометр.

Создается впечатление, что наземные животные гораздо быстрее водных могут отыскать необходимое им тепло. Днем муравьи помещают яйца и личинок под доски или плоские камни, нагретые солнцем, где они развиваются быстрее, чем в холодных помещениях глубоко под землей. Медведи обнаруживают муравьев, когда сдвигают эти предметы. Ночные охотники, такие, как скунсы и еноты, имеют меньше возможностей полакомиться муравьями таким же образом, поскольку эти насекомые с заходом солнца уносят своих подопечных вниз и не возвращаются оттуда вплоть до середины следующего утра.

Обеспечивая своему потомству помещения с температурными условиями, необходимыми для его нормального развития, некоторые насекомые идут гораздо дальше простого «приспособленчества». В пустынных и полупустынных горных районах Австралии, Азии, Африки, Южной и центральной Америки термиты строят твердые, как цемент, гнезда над землей, где солнечное тепло может ускорить процесс развития находящихся внутри насекомых. В то же время эти тонкокожие существа с неяркой окраской хорошо защищены от чрезмерного сухого воздуха. Некоторые из их сооружений насчитывают свыше 3,5 метра в диаметре и 6 метров в высоту. Гнезда термитов в северной Австралии известны тем, что имеют форму тонкого крыла, плоскости которого обращены точно к востоку и западу. Вероятно, эти сооружения поглощают меньше солнечного тепла в полдень, но увеличивают продолжительность теплового дня для находящихся в них личинок, собирая излучаемое тепло от восхода солнца и до самого его захода.

Человек в своих попытках создать искусственный климат преуспел несколько больше, чем муравьи и термиты. Однако наши друзья — медоносные пчелы, руководствуясь скрытым где-то внутри них чувством температуры, ухитряются очень простым путем нагревать и охлаждать улей. В жаркие дни почти все рабочие пчелы покидают улей и отдыхают в тени возле него, чтобы своим присутствием не поднимать еще выше температуру в улье, где находятся недавно родившиеся пчелки и запасы меда. Некоторые пчелы располагаются около летка и, непрерывно работая крыльями, как веерами, гонят воздух внутрь улья. Другие пчелы приносят воду и отрыгивают ее на верхние части сотов. Стекая по вертикальной поверхности, вода испаряется и способствует охлаждению улья. Зимой, наоборот, пчелы собираются на сотах в клубок. Энергичными движениями тел они вырабатывают тепло. Для продолжения этой мышечной работы им приходится частенько наведываться на свои медовые склады, чтобы получить новые порции пищи, обеспечивающие их энергией.

Когда начинаешь размышлять обо всем этом, уже не можешь быть уверенным, что правильно понимаешь, какое значение имеют для пчел медовые запасы. Насколько важными являются также запасы концентрированного нектара в те месяцы, когда вскармливаются новые поколения пчел? Период созревания их совпадает с тем временем года, когда распустившиеся цветы в полях полны нектара. Для того чтобы прокормить подрастающее поколение в ненастную погоду — в дождь и туман, когда рабочие пчелы вынуждены отсиживаться в улье, достаточно было бы весьма незначительного количества меда. Большая часть запасов меда или какого-то его дешевого заменителя, которым пчеловод дополняет наполненные соты после сбора урожая, используется пчелами как источник питания во время усиленной зимней работы, для того чтобы поддерживать температуру в улье выше 18°, даже когда на улице мороз доходит до –40°. Стоило ли человеку разводить пчел, а Вергилию воспевать их неустанный труд, если бы они первыми не научились искусственным образом поддерживать тепло в своих зимних квартирах, руководствуясь при этом температурным чувством?

Улей играет двойную роль — он служит пчелам и домом для колонии, и питомником, где воспитывается потомство матки. Этим он весьма существенно отличается от птичьего гнезда, которое представляет собой только инкубатор, используемый потом как колыбель. Птицы-родители не прилетают «домой» в гнездо, чтобы поспать там или спрятаться от дождя, если в нем нет птенцов, о которых нужно заботиться. Фактически только немногие птицы выработали «поточные» методы для производства потомства, которые отдаленно напоминают систему, применяемую в пчелином улье. Эти птицы эффективно используют подобные методы отчасти потому, что вылупившиеся из яйца птенцы не требуют никакой заботы, а отчасти потому, что клюв самца превратился в необычайно чувствительный термометр.

Эти удивительные способности проявляют мегаподы, обитающие в Австралии и Новой Гвинее. Некоторые из этих большеногов, величиной с индейку, известны как кустарниковые индейки, сорные и джунглевые куры. Самки таких птиц по большей части откладывают 200-граммовые яйца каждые четыре дня на протяжении почти пяти месяцев в году, а это уже большое достижение для птицы, которая сама весит лишь менее полутора килограммов. Она слишком занята своим питанием и откладыванием яиц, чтобы тратить время на их высиживание. Ее супруг тоже не смог бы управиться с таким количеством яиц (почти 40 штук), если бы он не стал «специалистом» в области инкубаторского дела.

В начале брачного периода и самец и самка мегаподы вместе строят большой земляной холм диаметром в пятнадцать и высотой в пять-шесть метров. Или самец может делать эту работу один, зачастую восстанавливая старый прошлогодний холм. На вершине каждого построенного холмика самец роет большую ямку и, бросив туда сырую траву, засыпает ее песком. Она начинает гнить, а при этом выделяется тепло и нагревается песок. Каким-то образом птице удается положить в гнездо именно такое количество травы, которое обеспечивает на глубине нескольких сантиметров температуру, близкую к 33°. В этот теплый песок под постоянным наблюдением самца самка откладывает яйца.

Несколько раз в день самец опускает клюв в песок около яиц и, по-видимому, измеряет его температуру. Если он оказывается слишком холодным, то петух приносит еще песку и добавляет новый слой изоляции. Если же температура песка слишком высокая, петух проделывает в нем дырочки, добираясь до гниющей травы. Рано-рано утром самец может сбросить поверхностный слой песка вниз по склону холма, где он охладится при соприкосновении с землей, а затем поднять его снова наверх, к гнезду, чтобы остудить песок, покрывающий яйца.

Мы думаем, что поведение птиц обусловлено почти исключительно инстинктами — готовыми ответами, которые наследует каждое новое поколение. Как же инстинктивное поведение самца мегапод может быть настолько приспособлено к условиям внешней среды? Не является ли это результатом постепенной адаптации, начавшейся с тропических птиц, которые просто покрывали свои яйца сырыми листьями для маскировки их от врагов, когда уходили в поисках пищи далеко от гнезда? Но какой бы ни была история эволюции, мегаподы удивительно хорошо используют местные условия. В некоторых областях, где почва нагревается от горячих источников или недавних вулканических извержений, мегаподы, используя этот естественный инкубатор, постоянно контролируют потерю тепла почвой, обеспечивая температуру, при которой их яйца нормально развиваются, — приблизительно 33°.

Эта температура, должно быть, является для мегапод в какой-то мере магической, так как они получают ее и в самых холодных местах своего обитания, и в тропиках. Более того, она с точностью до одного градуса соответствует температуре, которую поддерживают в гнездах многие виды диких американских птиц. Ученые установили эти факты, используя очень чувствительные металлические термометры (термопары), которые они вставляли в яйца в период инкубации. Когда дрозд покидал гнездо ветреным весенним днем, температура яиц в некоторых случаях понижалась до 6,5°. Затем птица возвращалась, снова садилась на яйца, распушив перья, и зародыш продолжал развиваться.

На температуру яиц влияет не только присутствие родителей. Прямые солнечные лучи или сильный ветер проникают через плотные стенки гнезда и на много градусов поднимают или понижают уровень тепла внутри яйца. Имеет значение даже место, которое занимает в гнезде яйцо. Одна дикая утка проявляла исключительную заботу о своих восемнадцати яичках. Термопара, помещенная в яйцо, находящееся в центре кучки, показывала температуру более 32°, тогда как температура яиц, расположенных с краю, колебалась между 15,5 и 21°. Все это показывает, насколько важно для птицы так перекладывать высиживаемые яйца, чтобы в течение нескольких дней появились на свет все цыплята.

Мы можем заметить удивительное соответствие реакций животных и человека на изменение температуры внешней среды. Большинство людей, так же как и самцы мегапод, изо всех сил стараются приспособиться к местным условиям жизни и к переменам погоды. Конечно, они не делают дырочек в песке, добираясь до гниющих растений, и не сбрасывают песок с земляного холмика над гнездом, но зато в жару прячутся в тени деревьев, опускают навесы и тенты, а после каждой холодной ночи закрывают окна или пользуются установками для кондиционирования воздуха. С наступлением холодов человек не засыпает дом землей для дополнительной изоляции, а вставляет зимние рамы и включает электрический обогреватель.

Те, кто не очень привязан к определенному месту жительства, подобно канадским гусям, с наступлением неприятной холодной погоды движутся на юг, во Флориду или Калифорнию. Некоторые из них весной торопятся снова на север, хотя мало кто проявляет такое упорство, как гуси, которые постепенно перемещаются за зоной таяния снега до самой Арктики, располагаясь вдоль северной границы изотермы 1,7° на протяжении трех тысяч километров.

Люди, живущие в областях континентального климата средней полосы, часто забывают, что в мире есть несколько мест, где круглый год держится идеальная температура. Многие животные, по-видимому, с успехом используют преимущества подобного рода. В 1939 году профессор Отто Ран опубликовал собранные им статистические данные: в тропиках живут 2076 видов млекопитающих и 2785 видов рептилий, тогда как к северу и югу от тропиков, в областях с переменной температурой, обитает 948 видов млекопитающих и 335 видов рептилий. В основном эти различия обусловлены тем, что в тропиках процесс эволюции идет быстрее, чем в областях с более холодным климатом, и отчасти тем, что в тропических странах ежегодно появляется большее количество новых поколений. Только немногие из этих видов млекопитающих и рептилий живут в каком-то определенном месте, которое они сами выбрали, ознакомившись со всем диапазоном температур в различных районах и выяснив, что здесь они быстрее всего размножаются.

Благодаря большому жизненному опыту моряки имеют гораздо больше возможностей выбирать место жительства. Не случайно восставшие на борту «Баунти» матросы, обменяв своего командира, адмирала Вильяма Блая, на лодку с дамами, жительницами тропических островов, обосновались на острове Питкэрн. Он расположен почти на таком же расстоянии к югу от экватора, как Майами — к северу. Точно так же Герман Мелвилл, Роберт Луис Стивенсон и Поль Гоген имели полную свободу выбора. Они выбрали тропические райские места и стали их прославлять.

До сих пор никому не удалось превзойти животных еще в одном виде реакций на большие изменения температуры. Тем не менее все более важным становится вопрос: сумеем ли мы научить человека впадать в состояние спячки, как это каждый год происходит с сурками и различными летучими мышами? Из такого положения стоило бы извлечь реальную выгоду. Мировым запасом пищи можно было бы достаточно хорошо обеспечить двенадцать миллиардов человек, если бы каждый из них четыре месяца в году бодрствовал и вел активный образ жизни, производя продукты питания и наслаждаясь ими, а остальные восемь месяцев находился в состоянии спячки при пониженной температуре, лишь очень медленно используя запасы пищи, накопленные для такой формы существования.

Инженеры, конструирующие межпланетные космические корабли, еще больше заинтересованы в том, чтобы космонавты в ракете хотя бы часть пути находились в состоянии спячки при пониженной температуре. При этом значительно упростились бы экономические и хозяйственно-организационные проблемы, так как потребовалось бы меньше кислорода, пищи и воды, легче было бы решить задачи поглощения углекислоты, удаления отходов, поддержания относительно постоянной температуры на борту корабля, а также развлечения экипажа. Более того, у космонавтов может появиться временный иммунитет к вредной радиации, какой наблюдается у животных в состоянии спячки. Подвергнувшись обработке, спасающей их жизнь от радиационной опасности, космонавты в кабине с охлажденным воздухом смогут пройти сквозь пояса опасного излучения оставаясь в этом состоянии до более подходящего момента, то есть до приземления в каком-то месте.

В разработке этой проблемы уже достигнуты большие успехи. Больных, которые не переносят обычных наркотиков, можно подготовить к хирургической операции путем осторожного, но быстрого охлаждения всего организма. При этом исчезают всякие ощущения и понижается скорость кровотока. Когда пациентов столь же осторожно согревают снова, у них не возникает никаких осложнений, и никто из них не может вспомнить, что с ним было.

Когда человека охлаждают до температуры ниже 34,5°, у него пропадает зрение и слух. При температуре ниже 29,5° прекращает работу механизм терморегуляции, который должен был бы повышать температуру тела, и больной оказывается целиком во власти врачей. Зрачки расширяются, всякие ощущения исчезают; частота пульса падает от нормальных 70–75 ударов в минуту до 40, кровяное давление снижается и становится постоянным. Около 26,5° исчезают также и дыхательные движения. Хирургические операции обычно проводят при еще более низкой температуре — 25°. Аппарат искусственного дыхания работает в таком режиме, что примерно 30 раз в минуту наполняет легкие чистым кислородом и снова опустошает их. Когда хирурги заканчивают операцию, температуру тела больного постепенно повышают и возвращают к нормальному уровню. При 26,5° снова появляются дыхательные импульсы, а при 30° восстанавливается пульс и повышается кровяное давление, которое уже можно измерять. При 32° начинает работать терморегуляция, а когда температура достигает 34,5°, возвращаются зрение и слух.

Собак удавалось охладить еще больше. При температуре около 10° у них останавливается сердце. Однако, применяя искусственное кровообращение, обнаружили, что потребность в кислороде оказалась очень незначительной. При 4° невозможно было уловить разницы в содержании кислорода в артериальной и, венозной крови. Напротив, находящиеся в спячке животные продолжают потреблять кислород, пока температура их тела не достигнет точки замерзания. Работа сердца у них значительно замедляется, и дыхание становится редким. Более того, при любой температуре выше точки замерзания они могут проснуться сами. Стоит им в 50 раз увеличить теплопродукцию, как температура их тела за три часа поднимется до 12°. Любопытно, что жир животных, впадающих в спячку, обладает особым свойством: он остается жидким при очень низких температурах, тогда как жир человека застывает уже при 7°.

До тех пор пока космонавты не смогут впадать в состояние гибернации в особой кабине с автоматическим оборудованием, которое с гарантией обеспечило бы им возвращение к нормальной температуре, стоимость затрат при запуске космонавтов в охлажденном состоянии будет значительно превышать любой выигрыш, полученный в результате такого запуска. Но даже и тогда могут возникнуть осложнения, которых мы пока не представляем себе. Одним из таких осложнений может быть появление у человека своеобразных пигментных пятен, вроде тех, что мы наблюдаем у домашних кроликов гималайской породы. До тех пор пока эти кролики содержатся при температуре выше 27°, шерсть их остается совершенно белой. При значительном понижении температуры на кончиках ушей, лап, носа и по краям седловидной области на спине появляются характерные черные пигментные пятна.

Различия между совершенно белыми и пигментированными кроликами полностью объясняются разной температурой кожи во время образования пигмента и волос. Обычная скорость кровотока оказывается недостаточной, чтобы согреть эти области тела до такой температуры, которая тормозит образование черного пигмента. Можно получить подобные результаты, если приложить кусочки льда к коже кролика до появления на ней новых волос.

Волосы на голове и лице человека растут все время. Кто знает, что произошло бы с волосами космонавта, который в течение нескольких недель находился в состоянии гибернации? Биологи уже интересовались вопросом, почему человеку от рождения присущ определенный цвет волос и у него не бывает участков кожи, покрытых волосами контрастирующих цветов, как у морских свинок и коров. Возможно, холодовое воздействие вызовет к жизни такие типы людей. Подобный вид пигментации может оказаться полезным для личной маскировки в экзотическом мире какой-то далекой планеты.


Глава 7 Значение эха | Чувства животных и человека | Глава 9 Шоковая информация