Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Почему тюлень не замерзает и не перегревается?

25.01.2019 | Интересные факты о температуре | Количество просмотров: 996

Животный мир Арктики и Антарктики разнообразен, не смотря на невыносимые с точки зрения человека условия, с сильными морозами, ветрами, холодным и порой буйным океаном. Как удается теплокровным животным выжить в таких условиях? В данной заметке речь пойдет о тюленях – одном из самых многочисленных отрядов млекопитающих, населяющих полярные регионы Земли. 

 

Глядя на тюленей, сразу можно сказать, что они замечательно приспособлены к жизни в океане. У этих водных млекопитающих мощные гладкие тела, которые содержат толстый слой жира, и которые сужаются в хвост. Их крупные, без шейного отдела позвоночники со свободно сцепленными позвонками делают их достаточно сильными и гибкими, чтобы путешествовать по волнам и перемещаться по льду и скалистым берегам. 

Тюлени очень древние животные. За две тысячи лет обитания в окружении льдов и холодной воды их организм приобрел специальные адаптационные механизмы. Например, они имеют прорези для ноздрей, которые естественным образом закрываются под водой, причем тем плотнее, чем больше глубина и давление воды. Из-за специального строения рта и гортани, они могут даже есть под водой, не всасывая морскую воду!

 

Еще одна подводная адаптация – большие глаза, которые имеют сплющенные роговицы и зрачки и которые могут широко открываться, чтобы впустить свет во время плавания. Из-за того, что поверхность глаза тюленя не изогнута, свет не преломляется, изображение непосредственно попадает на заднюю поверхность глазного яблока. В отличие от наземных животных, сетчатка глаза тюленя состоит только из палочек (сенсорных клеток), которые прекрасно работают при слабом освещении, колбочек для определения цвета в них нет. У тюленей также есть длинные усы со многими нервными окончаниями, которые чувствительны к движению добычи и помогают им ориентироваться в мутных водах. 



Чтобы найти еду, тюлени должны быть искусными дайверами. Ныряя по воду, тюлени могут задерживать дыхание на очень долгое время – до двух часов. Для этого тоже есть специальные механизмы адаптации.
У большинства млекопитающих 13 пар ребер, однако, у тюленей есть две дополнительные пары, так чтобы было место для их увеличенных легких. Во время глубокого погружения внутренние органы тюленя давят на его диафрагму, смещая ее относительно легких, чтобы вытеснить любой воздух. Прежде чем нырнуть в воду тюлени не делают один огромный вдох, как люди, но они делают гипервентиляцию, запасая кислород в крови и мышцах, при этом вытесняют воздух из легких. У тюленей больше крови, чем у сухопутных животных того же размера, а также больше гемоглобина для переноса кислорода. У тюленей есть другие специальные приспособления для дайвинга, такие как сниженная частота сердечных сокращений (с 60-70 до 15 ударов в минуту) во время длительного погружения. Жизненно важные органы продолжают получать кислород, а периферийные части тела остаются без него. У некоторых видов тюленей есть увеличенные селезенки для хранения эритроцитов,  выделяемых во время погружения. 

Вернувшись на берег после погружения, тюлени восстанавливают сердечный ритм и избавляются от накопленной молочной кислоты. Время реабилитации обычно вдвое превышает время нахождения под водой. Температура тела тюленя составляет около 38 °C. Сохранить такую температуру помогает, прежде всего, толстый слой изоляции – жира. Слой подкожного жира, занимает до 60% всей площади «поперечного сечения» тюленя, остальные 40% приходятся на долю мышц, костей и внутренних органов.

 

Возникает вопрос: как, имея такую мощную теплоизоляцию, тюлень не перегревается изнутри при повышении физической активности или повышении окружающей температуры? Чтобы избежать перегрева у тюленя есть несколько механизмов. Главный механизм заключается в том, что у тюленей изолирующий слой жира расположен не непосредственно под кожей, через которую происходит отдача тепла, а немного глубже. Между кожей и жиром есть сосудистая прослойка. Тюлени обладают способностью расширять специальные кровеносные сосуды, которые находятся вблизи поверхности кожи, что позволяет теплой крови быстро достигать поверхности, рассеивая тепло в окружающую среду. Таким образом, в теплой воде или при большой физической нагрузке внутреннее тепло тюленя может отводиться, минуя теплоизоляционный слой. Наземные же млекопитающие, у которых слой жира лежит вблизи поверхности кожи, не способны столь эффективно регулировать потерю тепла со всей поверхности кожи, так что в случае необходимости им приходится прибегать к другим способам теплоотдачи.

В ответ на холодные антарктические температуры подкожные кровеносные сосуды тюленя сжимают и отрезают теплую кровь, направляемую на кожу, которая касается поверхности льда. Это означает, что кожа тюленя становится очень холодной (близкой к замерзанию). При этом жировая ткань тюленя может изолировать внутренние органы животного, не борясь за сохранение открытой кожи теплой. Вся сохраненная энергия используется для защиты самых важных органов тюленя, таких как его сердце и мозг.  

Еще один механизм отвода тепла – противоточный теплообмен. Мы уже описывали более подробно этот механизм в заметке "Парадокс теплообмена или почему у птиц не мерзнут лапы". У пингвинов, тюленей и других морских животных есть ласты без жировой ткани, которые плохо изолированы, но хорошо снабжены кровеносными сосудами. Артерии, окруженные венами, действуют как «противоточные теплообменники», при этом кровь из тела нагревает кровь, возвращающуюся из плавников, таким образом, сохраняется внутренняя температура и сводятся к минимуму потери тепла через ласты или хвост. 

Отметим в заключение, что тюлени – морские животные, в воде они чувствуют себя более комфортно, чем на суше. Температура в океане колеблется от -2 ° C до + 2 ° C в течение года. На суше может быть намного холоднее. Когда температура воздуха падает настолько, что начинает замерзать море, тюлени мигрируют от полярных широт в сторону экватора.

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Интересные факты о температуре">> Все статьи нашего блога >>

Добавить комментарий: