|
Белок является необходимым компонентом живых организмов.
Белки денатурируют при температуре выше 45°С и замерзают при 0°С, что нарушает
процессы жизнедеятельности. Таким образом, теоретически жизнь возможна только в
ограниченном диапазоне температур - от 0°С до 45°С. Однако в пустыне
температура воздуха может подниматься до 65°С, а жизнь там. тем не менее
возможна. В Арктике и Антарктике температура зимой снижается до -55°С, на
северном полюсе - порой до -65°С, однако и там существуют высокоразвитые живые
организмы. Жизнь в таких экстремальных условиях возможна потому, что у
организмов в процессе эволюции сформировалась система терморегуляции, которая
обеспечивает поддержание температуры тела даже при значительных изменениях
температуры окружающей среды.
Приведем несколько примеров. Грызуны пустыни в жаркие дневные
часы прячутся в глубокие норы под землей и вылезают на поверхность
преимущественно ночью, когда окружающая температура опускается ниже +20°С. У
полярных животных (белые медведи, полярные лисы), а также у человека,
использующего мех этих животных, отдача тепла в окружающую среду невелика даже
при -40°С.
Человек в сухой сауне выделяет до 2 литров пота в час и
теряет, несмотря на высокую температуру окружающей среды, более 4000
килоджоулей тепла в результате испарения влаги. Комфортная температура для
обнаженного человека составляет приблизительно +28°С. В экстремальных
температурных условиях человек создает оптимальный микроклимат путем подбора
соответствующей одежды, отопления комнат и др. Эскимосы, используя традиционные
подходы, способны создавать для себя субтропический микроклимат. Следует
констатировать, что человек, благодаря техническим достижениям и опыту, достиг
практически высшей формы терморегуляторного поведения из всех живых существ.
За счет процессов адаптации область температур, в которой
возможна оптимальная работоспособность животных, значительно варьирует. К
примеру, для крупного рогатого скота температура внешней среды около 23°С
является стрессовой термической нагрузкой, что может привести к значительному
снижению продукции молока, в то время как зебры устойчивы к температуре около
32°С. Существуют многообразные механизмы, обеспечивающие идеальную адаптацию к
высокой температуре окружающей среды. Так, короткие, тонкие и светлые волосы
хорошо отражают лучи солнца теплового спектра. Прием пищи увеличивает
энергозатраты и интенсивность теплопродукции, что влияет на количество и
качество молока. С другой стороны, при высокой температуре хорошо утилизируются
неудобоваримые, грубоволокнистые продукты питания. Это актуально тогда, когда имеется
недостаток воды, или в пище содержится избыточное количество соли. В подобных
ситуациях через почки и желудочно-кишечный тракт выделяется очень много воды
при достаточно высокой секреции пота. При наличии длинных, стройных
конечностей, больших ушей и хорошо кровоснабжаемых складок кожи в области шеи
достаточное количество тепла может отдаваться в окружающую среду путем
изменения транспорта тепла и теплопроводности. За счет этого нивелируется
влияние повышенной температуры среды на температуру тела.
Системы, регулирующие температуру тела у позвоночных,
формируются в ранней фазе филогенетического развития. Их постоянная оптимизация
ведет к улучшению условий жизни животных и к адекватному развитию уровня обмена
веществ.
Постоянная температура тела у млекопитающих создала
предпосылки для стабильного функционирования центральной нервной системы, а это
обеспечило превосходство этой группы животных над другими видами живых существ.
В этом смысле совершенствование температурной регуляции может рассматриваться как
часть истории эволюции
1. Температура и жизнь
|
