Удивительно ли, что олени, которые проводят большую часть времени на снегу, не мерзнут? Или это дельфины, чьи тонкие ласты постоянно скользят по прохладной воде, все же удается вести очень активный образ жизни? Специальная адаптация кровообращения, известная как противоточный теплообмен, позволяет обоим этим животным поддерживать соответствующую температуру тела в своих конечности, и это только одна из многих хитрых адаптаций, которые млекопитающие развили за последние сто миллионов лет, чтобы помочь им справиться с различными температуры.
Млекопитающие являются эндотермическими
Все млекопитающие являются эндотермическими, то есть они поддерживают и регулируют температуру своего тела независимо от внешних условий. (Хладнокровные позвоночные, как змеи и черепахи, являются экзотермическими.) Живя в широко распространенной среде по всему миру, млекопитающие сталкиваются ежедневно и сезонные колебания температуры, а некоторым, например, обитателям суровых арктических или тропических мест обитания, приходится иметь дело с высокая температура. Для поддержания правильной внутренней температуры тела у млекопитающих должен быть способ вырабатывать и сохранять тепло тела при более низких температурах, а также рассеивать избыточное тепло тела при более высоких температурах.
Механизмы, которые млекопитающие используют для производства тепла, включают клеточный метаболизм, адаптацию кровообращения и обычную дрожь. Клеточный метаболизм - это химический процесс, который постоянно происходит внутри клеток, в результате чего органические молекулы разрушаются и собираются для получения их внутренней энергии; этот процесс выделяет тепло и согревает тело. Приспособления для циркуляции, такие как противоточный теплообмен, упомянутый выше, передают тепло от ядро тела животного (его сердце и легкие) к его периферии через специально разработанные сети крови судов. Дрожь, которую вы, вероятно, сделали сами, проще всего объяснить: этот грубый процесс генерирует тепло за счет быстрого сокращения и сотрясения мышц.
Если животное становится слишком теплым
Что если животное слишком теплое, а не слишком холодное? В умеренном и тропическом климате избыточное тепло тела может быстро накапливаться и вызывать опасные для жизни проблемы. Одним из решений природы является обеспечение кровообращения в непосредственной близости от поверхности кожи, что способствует выделению тепла в окружающую среду. Другой - это влага, выделяемая потовыми железами или дыхательными поверхностями, которая испаряется в сравнительно более сухом воздухе и охлаждает животное. К сожалению, испарительное охлаждение менее эффективно в сухом климате, где вода редка, и потеря воды может быть реальной проблемой. В таких ситуациях млекопитающие, как рептилии, часто ищут защиты от солнца в жаркие дневные часы и возобновляют свою деятельность ночью.
Эволюция теплокровного метаболизма у млекопитающих не была простым делом, поскольку свидетельствует о том, что многие динозавры были, по-видимому, теплокровные, у некоторых современных млекопитающих (включая разновидность козы) действительно есть что-то похожее на хладнокровный метаболизм, и даже один тип из рыбы генерирует свое собственное внутреннее тепло тела.