Кто как зимует?

Есть тритоны, лягушки, черепахи и змеи, которые могут безболезненно замерзать и затвердевать так, что их внутренние органы пронизываются кристаллами льда. Это необычно, потому что образующийся в кровеносных сосудах животного лед должен либо их разрывать, либо безнадежно растягивать. И главное - замерзшая вода становится недоступной для клеток, и они могут погибнуть от обезвоживания.

Но вот, например, американская лесная лягушка. Когда при охлаждении лед образуется в пальцах ее лап и коже, она наполняет свои ткани глюкозой. Это предохраняет их от повреждения. Даже если бы человек мог накачать столько глюкозы в свои ткани, ее высокий уровень вызвал бы диабетическую кому и смерть. У лягушки избыток сахара тоже вызывает кому: обмен веществ в клетках почти останавливается. Но это не вредит амфибиям. Весной они оттаивают и при движении сжигают глюкозу, как горючее.

С замороженным сибирским углозубом произошел поразительный случай: его нашли в вечной мерзлоте на глубине одиннадцати метров. А находка оттаяла и ожила. Радиоуглеродный анализ показал, что углозуб пролежал в мерзлоте около девяноста лет.

Есть и животные, тело которых может сильно охлаждаться, а льда при этом не образуется. Некоторые арктические насекомые бодро переносят пятидесятиградусный мороз: они удаляют из своего тела пыль или бактерии, вокруг которых могут нарастать кристаллы льда.

Из млекопитающих безболезненно охлаждается длиннохвостый суслик, у которого в зимнюю спячку температура тела может упасть ниже точки замерзании. И никаких кристаллов. Но как это у него получается - пока неизвестно.

Ужеобразная подвязочная змея последней из американских змей уходит на зиму в укрытие и первой при потеплении из него выходит. Она зимует в каменистых расщелинах при 4 - 5 градусах тепла. Биение ее сердца замедляется до 6 ударов в минуту (в десять раз реже, чем в летний солнечный день).

В мороз подвязочные змеи тоже могут превращаться в лед. Но даже после одного или двух дней в "морозилке" теплое солнце оживляет рептилию.

Подвязочные змеи зимуют и в воде: описан случай, когда сотни змей заползали осенью в цистерну и ждали, пока она наполнится водой. Вероятно, кожа змеи, наподобие легкого, извлекает кислород из воды. Конечно, это очень мало: сердце животного бьется лишь раз в минуту, а обмен веществ сильно замедляется. Как долго зимуют под землей роющие млекопитающие, зависит от того, насколько холодно снаружи. Но и зимой время от времени температура их тела поднимается почти с нуля до нормальной, и они просыпаются на несколько часов или даже на целый день. Как часто просыпается грызун перогнат, зимующий вместе с запасом пищи? Американский исследователь оставлял перогнату 800 граммов семян, и он просыпался каждый день. Когда же семян давали всего 100 граммов - тот дремал по пять дней кряду.

Но зачем вообще просыпаться? Ведь спячка должна сохранять энергию, а 80 - 90 ее процентов животные зимой расходуют, именно когда просыпаются. Возможно, они просто боятся проспать весну. Например, когда просыпается земляная белка Белдинга, она сразу спешит потрогать земляную пробку, закрывающую вход в нору. Тепла земля означает приход весны. Когда в экспериментах пробку нагревали, белки сразу же рыли ход наружу. Причем с приближением весны белки просыпаются все чаще и чаще. Возможно, их будят не только биологические часы, но и накопившиеся в организме ядовитые вещества, которые надо врем от времени удалять.

Перья с пухом, шерсть, слой подкожного жира - почти все животные холодных краев имеют какую-нибудь защиту от мороза, Некоторые грызуны, землеройки и кролики вырабатывают при похолодании особое вещество, именуемое коричневым салом. Оно дает много энергии, потому что насыщено митохондриями - микроскопическими устройствами в клетках, чья единственная задача - превращать пищу в тепло. От них и цвет коричневый.

У других животных есть так называемая чудесная сеть вен и артерий, по которой теплая кровь идет в те места, где тело охлаждают холодный воздух или вода, например на плавники у кита или лапы у утки.

Такая же сеть есть и у насекомого совки, которая даже может летать на морозе. К тому же тело ее покрыто шерстью, Воздушные мешки отделяют теплую грудь совки от холодного брюшка. Наконец, это насекомое способно вырабатывать собственное тепло.

При отдыхе совка может и охлаждаться, но, чтобы заработали ее летательные мускулы, она должна разогреться примерно до 26 градусов. И тогда совка начинает дрожать. Сокращаются все мускулы, а она никуда не летит. Зато производит много тепла и разогревается. Вьюрковые птицы тоже дрожат, причем, можно сказать, дрожат всю зиму, за исключением того времени, когда летят. Чижи зимой жгут в основном уже не углеводы, а жиры: так они могут дрожать дольше. Причем, если не слишком холодно, дрожат только некоторые мускулы, но уж в сильный мороз начинают дрожать все остальные. В американском городе Солт-Лейк-Сити произошел удивительный случай. Двухлетняя девочка упала в холодную речку. К тому времени, когда ее вытащили, она пробыла под водой больше часа. Ребенок не дышал, а температура его тела была 19 градусов. И однако же в больнице ее сумели оживить.

Видимо, пятиградусная вода, охладив девочку, приостановила обмен веществ - это ее и спасло. Помог рефлекс ныряющего насекомого: у многих людей, и особенно у детей, когда на лицо попадает холодная вода, пульс замедляется, давление крови повышается, а ток ее сокращается на все органы, кроме сердца и мозга. Это какой-то остаток эволюции. Когда тюлень, бобр или какое-то другое водное животное ныряет, оно прекращает дышать, а пульс его замедляется. Тюлень замедляет пульс от 100 ударов в минуту до 6, и нагрузка на сердце уменьшается.

Дли ощущения холода у человека есть особые нервы. Если тело охлаждается ниже нормальной температуры, они подают сигнал. Тогда по команде из мозга сокращаются кровеносные сосуды, и на поверхность тела поступает меньше крови: потери тепла уменьшаются. В то же время кровь идет внутрь, к жизненным органам.

Если надо, то лоток крови, например, к пальцу может сократиться до сотой доли. Но так долго пальцу не протянуть, произойдет обморожение. Поэтому охлажденное тело время от времени расширяет свои кровеносные сосуды и посылает тепло и кислород на помощь замерзающим конечностям.

P.S. Скачать готовую презентацию для школы "Кто как зимует?"

Источник: А.Кузнецов, журнал "Юный натуралист" 1992 - 1