Почему у верблюда нет ожогов
Микроскопический расход горючего, огромный топливный бак, вместительный багажник и прецизионный климат-контроль. Инженерам есть чему поучиться у природы. Организм верблюда совершенен, будто идеально продуманный механизм
На наш человеческий взгляд, пустыня определенно не предназначена для жизни. Пустыни, конечно, бывают разные, но если какую-то местность называют этим словом, можно не сомневаться, что она обладает несколькими характерными признаками. В пустыне очень жарко (по крайней мере, значительную часть года) и мало воды, а та, что есть, распределена неравномерно. Растительность скудна, а ландшафт не обещает укрытия ни от солнца, ни от пыльных ветров, ни от чужих глаз. Всеми этими родовыми чертами в полной мере обладают великие пустыни Центральной Азии, раскинувшиеся от Каспийского моря до границ Маньчжурии.
Тем не менее и в этих краях есть свои обитатели — не только благополучно выживающие в таких суровых условиях, но и часто просто неспособные жить в иных местах. И самым известным из прирожденных «пустынников» по праву считается верблюд. В центрально-азиатских пустынях — двугорбый верблюд, бактриан.
ЗООСПРАВКА
Двугорбый верблюд
Camelus bactrianus
Класс — млекопитающие
Отряд — парнокопытные
Подотряд — мозоленогие
Семейство — верблюдовые
Одногорбый и двугорбый верблюды, а также их южноамериканские родичи — ламы и викуньи — составляют подотряд мозоленогих. Молекулярно-генетические данные указывают, что мозоленогие отделились от общего ствола парнокопытных раньше всех остальных принадлежащих к нему современных групп, даже раньше китообразных. Группа сформировалась на юго-западе Северной Америки. Различные ее представители в разное время расселялись через периодически возникавший Берингов перешеек в Азию, а оттуда — в Африку и Европу. Еще одна группа после замыкания Панамского перешейка проникла в Южную Америку, дав начало местным безгорбым верблюдовым — ламам и викуньям.
Место действия
Зона обитания дикого двугорбого верблюда хаптагая. До недавнего времени его считали предком домашнего бактриана, но, по результатам тестов ДНК, он оказался отдельным видом.
Охлаждение: повышай градус
Запредельная жара и нехватка воды создают трудности всем обитателям пустыни, но к теплокровным существам (точнее, обладающим постоянной температурой тела) они предъявляют взаимоисключающие требования. Солнечные лучи и горячий воздух непрерывно сообщают телу огромное количество тепла. Для крупного животного, которое не может укрыться в норе, единственный способ избежать перегрева — постоянно сбрасывать тепло, испаряя воду, то есть расходуя самый дефицитный ресурс. Проблема кажется неразрешимой.
Бактриан отдыхает, удобно устроившись на горбу собрата
В процессе эволюции верблюды максимально сократили расход воды и приток тепла. Плотная шерсть не пропускает горячий воздух к коже: теплоизоляции способствуют полые внутри шерстинки, а также оптимальное распределение остевых волос и подшерстка. На спине, которая под солнцем нагревается сильнее всего, теплозащита дополнительно усилена жировой тканью горбов. Ноздри с плотными клапанами открываются строго на время вдоха и выдоха, чтобы не испарять лишнего. Навоз верблюда предельно сухой, а моча чрезвычайно концентрирована — верблюжьи почки оставляют в ней минимум воды.
Однако только пассивными мерами проблему решить невозможно. Чем-то приходится жертвовать, и верблюд жертвует постоянством температуры тела. Если человек ощущает отклонение внутренней температуры всего на градус от канонических 36,6 как серьезное недомогание, то температура тела верблюда гуляет от 34 до 41 градуса. И лишь когда она превышает верхний предел, включаются потовые железы, избавляющие организм от ставшего опасным тепла.
Фестиваль тысячи верблюдов, гонка на 25 км по зимнему ландшафту пустыни Гоби
Водообмен: пей до дна!
Организм верблюда способен не только экономно расходовать воду, но и запасать ее в невероятных количествах. Во время долгих переходов по засушливой местности животное может терять до 25% исходной (то есть полностью насыщенной водой) массы тела без ущерба для здоровья и самочувствия. В отчаянных ситуациях верблюду удается выжить, даже потеряв до 40% массы тела, в то время как большинство млекопитающих при потере 15–20% погибают от обезвоживания.
Отчасти это связано с тем, что у «нормальных» животных потеря воды происходит прежде всего за счет плазмы крови, из которой и отфильтровывается пот. При этом растет вязкость крови, сердце перестает справляться с нагрузкой, что в конце концов и приводит к патологиям и гибели организма. У верблюда же даже при значительных потерях воды вязкость крови практически не растет — воду отдают другие ткани, а плазма крови остается неприкосновенным запасом на самый крайний случай.
Зато уж когда верблюд добирается до водопоя, его «емкость» поражает воображение. За 10 минут животное может выпить 130–135 литров, то есть добрую четверть собственного веса. Как бы ни были совершенны механизмы, стабилизирующие состав крови, введение в организм такой массы воды в столь короткие сроки должно вызывать резкое падение осмотического давления в плазме, чреватое разрывом и гибелью кровяных клеток. Но только не у верблюда: его эритроциты имеют форму не обычного для всех прочих млекопитающих двояковогнутого диска, а дыни или мяча для регби. Данная конфигурация обеспечивает прочность, достаточную, чтобы выдержать скачки осмотического давления.
Летняя цветущая пустыня Гоби, Монголия
Наконец, еще одним приспособлением верблюда к дефициту воды можно считать его манеру двигаться. Походка верблюда — не слишком быстрая, но чрезвычайно экономичная — позволяет ему проходить до 90 километров в день, перемещаясь от пастбищ к водопоям и обратно.
Питание: жуй дважды, переваривай трижды
Жар и жажда — главные, но не единственные трудности жизни в пустыне. Дефицит влаги ограничивает продуктивность растений и к тому же делает ее резко сезонной: весной пустыня вся в цветах и зелени, но не проходит и месяца, как от большинства растений остаются лишь мертвые будылья. И тут бактриан тоже демонстрирует чудеса адаптации: пищей ему могут служить практически любые травянистые и кустарниковые растения, кроме откровенно ядовитых, а также листва и тонкие ветки деревьев. Верблюда не смущают ни колючки любого размера, ни острые, режущие края листьев осоки: его мощные губы покрыты жесткой кожей, а на внутренней поверхности губ и щек есть ороговевшие выросты, направленные назад, к глотке.
Мощным губам бактриана не страшны никакие колючки
Трава годится в любом состоянии: при выборе бактриан, конечно, предпочтет свежую и сочную зелень, но, если ее нет, подойдут и сухие стебли, в которых давно не осталось никакой органики, кроме целлюлозы. Верблюд переварит и ее: для этого у него есть сложный желудок, «технология» двойного пережевывания пищи, длинный кишечник, обеспечивающий достаточно глубокую ферментацию, и обширный набор микробов-симбионтов (они, собственно, и переваривают целлюлозу). Все это очень похоже на механизм пищеварения у жвачных — известных мастеров переработки малопитательных кормов.
На случай, если в пустыне не найдется достаточного количества даже такой скудной пищи, у верблюда всегда при себе резерв — его знаменитые горбы, практически полностью состоящие из жировой ткани. В периоды обильного питания жир в них запасается, во время нехватки еды — утилизируется. Пока в горбах остается хоть какой-то запас, верблюд чувствует себя отлично, хотя возможности поесть он не упустит никогда.
Движение: наступай на мозоль
Пустыни сильно различаются по типу преобладающих грунтов. И если по такырам (плоским глинистым пустошам, образующимся на месте пересохших водоемов) или каменистым пустыням можно ходить и ездить, как по дорогам с твердым покрытием, то передвигаться по сыпучему песку крупному и тяжелому животному трудно. К тому же любой грунт под дневным солнцем раскаляется так, что незащищенный контакт с ним может вызвать ожоги. Но у верблюда и для этого есть собственное ноу-хау — его ни на что не похожие конечности. Они заканчиваются широкими двупалыми ступнями, нижняя сторона которых представляет собой сплошную мозоль — мягкую, но плотную. При наступании эта конструкция уплощается и не позволяет ноге проваливаться в песок. Толстыми мозолями покрыты также локти и колени животного и некоторые другие части тела, которые часто соприкасаются с горячим песком или камнем. За это верблюд и его сородичи получили в зоологии название «мозоленогие».
Пальцы верблюда оканчиваются короткими тупыми ногтями, которые не несут опорной нагрузки
Все сказанное выше справедливо как для нашего героя — бактриана, так и для его ближайшего родича — одногорбого верблюда (дромадера, или дромедара), распространенного в Северной Африке, Юго-Западной Азии и Австралии. Но у бактриана есть еще одна проблема, с которой дромадер не сталкивается. В африканских и аравийских пустынях температуры могут быть умопомрачительно высокими, но никогда не опускаются ниже нуля. А вот в пустынях и полупустынях Центральной Азии летняя жара зимой сменяется нешуточными морозами. Особенно отличается этим родина бактрианов — пустыня Гоби, где температура в холодное время года может падать ниже –40 °C.
Поэтому если дромадер круглый год покрыт короткой плотной шерстью, то у бактриана даже летняя шерсть гораздо длиннее и гуще, чем у его одногорбого собрата. А на зиму двугорбые верблюды одеваются в настоящую шубу: средняя длина зимних шерстин составляет около 7 см, на верхушках горбов и по нижней стороне шеи отрастают локоны длиной до 30 см. Весной вся шерсть сходит с бактриана клочьями, и он в это время выглядит крайне непрезентабельно.
Зной и холод, отсутствие пищи и воды — казалось бы, одомашненный бактриан способен пережить все невзгоды на свете. Однако дикие предки этого идеального «приспособленца» не дожили до наших дней. Поэтому забота о сохранении этого шедевра эволюционной инженерии теперь целиком и полностью возложена на человека.
Фото: Getty Images, Age, Alamy, Nature PL (x3) / Legion-media, iStock
Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 9, сентябрь 2016
Источник
Бытует мнение, что это животное запасает воду в своих горбах и безбедно существует там, где это не под силу другим животным. Однако это не совсем правда, да и горбы – не единственное хитрое преспособление, которым обладают верблюды.
Прежде всего, нужно уточнить – что же находится в горбах верблюдов: это, само собой, не вода – а жировая ткань, выполняющая функцию энергетической «кладовки». Именно благодаря этим запасам животные могут почти месяц обходиться без еды – тогда горбы уменьшаются в размерах и свисают на бок. Кроме того, эти горбы помогают верблюдам регулировать теплообмен, так как температура остального тела гораздо выше: от 34 градусов Цельсия ночью до 41 градуса в течение дня, причём потеть они начинают только после превышения этой отметки. Ночью же, когда в пустыне становится очень холодно, горбы служат «обогревателями» для их обладателей.
Известно, что верблюды могут выпивать до 100 литров воды за раз, причём без особого внимания на её качество – в пустыне ценна любая влага, даже застойная. Так куда же она девается, если не в горбы? – Эти запасы хранятся в желудочных отсеках верблюдов, и по мере необходимости извлекаются оттуда, в точности как бензин из бака автомобиля. Часть воды пустынные обитатели извлекают из колючек, которые они поедают.
Верблюд теряет до 40 % веса тела, пока не пополняет своих запасов. Что же происходит, когда в желудке запас воды иссякает? – Действовать начинает новая «козырная карта» мудрых животных: их эритроциты (и только их) имеют овальную форму, и когда во время обезвозживания кровь начинает загустевать, они всё равно не теряют возможности течь. Так, пределом для верблюдов является 25% потерь жидкости в организме, в то время как для прочих млекопитающих и человека эта отметка не превышает 15% — наши круглые кровяные тельца сталкиваются друг с другом, образуя тромбы.
Но и это не все хитрости верблюдов! К примеру, их уникальные ноздри не только могут полностью закрываться при необходимости, как и глаза – длинными густыми ресницами (во время песчаных бурь), но и благодаря своей форме сохраняют водный пар и возвращают конденсат к телу! Густой мех животных-кочевников хорошо отражает солнечный свет — это защищает тело от испепеляющего солнца. На ногах верблюдов есть мозолистые образования, которые позволяют им лежать на раскаленном песке. Ну и, в качестве последнего штриха, заметим: воду верблюжий организм настолько строго экономит, что их совершенно сухие экскременты бедуины используют в качестве топлива. Бытует мнение, что это животное запасает воду в своих горбах и безбедно существует там, где это не под силу другим животным. Однако это не совсем правда, да и горбы – не единственное хитрое преспособление, которым обладают верблюды.
Прежде всего, нужно уточнить – что же находится в горбах верблюдов: это, само собой, не вода – а жировая ткань, выполняющая функцию энергетической «кладовки». Именно благодаря этим запасам животные могут почти месяц обходиться без еды – тогда горбы уменьшаются в размерах и свисают на бок. Кроме того, эти горбы помогают верблюдам регулировать теплообмен, так как температура остального тела гораздо выше: от 34 градусов Цельсия ночью до 41 градуса в течение дня, причём потеть они начинают только после превышения этой отметки. Ночью же, когда в пустыне становится очень холодно, горбы служат «обогревателями» для их обладателей.
Известно, что верблюды могут выпивать до 100 литров воды за раз, причём без особого внимания на её качество – в пустыне ценна любая влага, даже застойная. Так куда же она девается, если не в горбы? – Эти запасы хранятся в желудочных отсеках верблюдов, и по мере необходимости извлекаются оттуда, в точности как бензин из бака автомобиля. Часть воды пустынные обитатели извлекают из колючек, которые они поедают.
Верблюд теряет до 40 % веса тела, пока не пополняет своих запасов. Что же происходит, когда в желудке запас воды иссякает? – Действовать начинает новая «козырная карта» мудрых животных: их эритроциты (и только их) имеют овальную форму, и когда во время обезвозживания кровь начинает загустевать, они всё равно не теряют возможности течь. Так, пределом для верблюдов является 25% потерь жидкости в организме, в то время как для прочих млекопитающих и человека эта отметка не превышает 15% — наши круглые кровяные тельца сталкиваются друг с другом, образуя тромбы.
Но и это не все хитрости верблюдов! К примеру, их уникальные ноздри не только могут полностью закрываться при необходимости, как и глаза – длинными густыми ресницами (во время песчаных бурь), но и благодаря своей форме сохраняют водный пар и возвращают конденсат к телу! Густой мех животных-кочевников хорошо отражает солнечный свет — это защищает тело от испепеляющего солнца. На ногах верблюдов есть мозолистые образования, которые позволяют им лежать на раскаленном песке. Ну и, в качестве последнего штриха, заметим: воду верблюжий организм настолько строго экономит, что их совершенно сухие экскременты бедуины используют в качестве топлива.
Источник
Удивительные способности верблюда терпеливо переносить и жажду, и жару, и суховеи, питаться колючками всегда поражали людей. Верблюд может длительное время (более двух недель) обходиться без воды благодаря целому ряду биологических особенностей. Он очень экономно расходует воду и даже в сорокаградусную жару не потеет. Его тело покрыто густой и плотной шерстью, которая препятствует испарению влаги из организма и спасает его от перегрева (на спине верблюда в знойный полдень она нагрета до 80 С, а кожа под ней — всего лишь до 40 С).
Верблюд никогда не раскрывает рта (как это делают собаки в жару), чтобы не испарялась с поверхности ротовой полости вода, и дышит не так интенсивно, как другие животные, потому что с выдыхаемым воздухом организм тоже теряет воду. Кроме того, он имеет запас воды в виде… жира, накопленного в горбах. При окислении в организме 100 граммов жира образуется 107 граммов воды. Так, из своих горбов верблюд может извлечь при необходимости до 50 килограммов воды.
Свежий помет верблюда состоит из массы грубых, почти сухих растительных волокон. Он содержит в 6 — 7 раз меньше воды, чем помет крупного рогатого скота. Это также позволяет верблюду экономить огромное количество воды.
Обезвоживание у других животных сопровождается значительным расстройством здоровья: при потере 10 процентов воды у них отмечается слабость, учащение пульса, сгущение крови, расстройство нервной системы. Верблюд же может усыхать на четверть своей массы. И ничего — идет, покорно держит на спине вьюки. Оказывается, потеря воды организмом верблюда (в отличие от других животных) не отражается на составе крови. Правда, при этом у него снижается содержание воды в тканях тела. Верблюд худеет (усыхает) и становится похожим на скелет, обтянутый кожей. Но когда животное получает воду, то выпивает сразу 10-12 ведер и за 15-20 минут восстанавливает свой прежний вид за счет насыщения тканей водой. Наблюдения показали, что за несколько часов он может выпить 18б литров воды, утоляя жажду.
Хотя верблюд и теплокровное животное, но температура его тела колеблется в широких пределах: ночью, когда становится прохладнее, она опускается до 34 ‘С, а днем, в полуденный зной, повышается до 40-41’С.
Организм других животных может нормально функционировать лишь при условии, если температура тела отклоняется от нормы не более чем на полградуса. У верблюда много и других интересных особенностей. Природа проявила немалую конструкторскую изобретательность, чтобы защитить его глаза от песчаных бурь и слепящих лучей солнца. Резко выступающие надбровья и длинные ресницы преграждают путь песку, гонимому ветром, и частично — солнечному свету. А радужные оболочки глаз у верблюда собраны в складки, которые нависают, как занавеси, над зрачками.
Нос у верблюда также имеет необычные приспособления. Во время песчаных бурь животное сжимает свои щелевидные ноздри так, что песок не проникает в нос, а воздух проходит в количестве, вполне достаточном для дыхания.
Своеобразно устроена у верблюда и полость рта. По-видимому, ее слизистые оболочки нечувствительны к боли. Это позволяет верблюду поедать недоступные другим животным стебли колючек, которые не травмируют его пасть.
Верблюд, как уже говорилось, питается солянками, полынью, верблюжьей колючкой и другой растительностью пустынь. Верблюжья колючка — символ бесплодности пустыни — богатейшая зеленая аптека, как утверждал еще Авиценна. В ней содержится комплекс биологически активных веществ.
В народной медицине Востока верблюжья колючка, собранная и высушенная летом, издавна применялась как средство против микробов. Отправляясь в Каракумы, искушенный путник не забудет взять флягу с отваром этого растения. Лучше этого напитка ничто не утолит жажду и не снимет «токсины усталости».
Благодаря мозолям на груди, запястьях, локтях и коленях верблюды могут спокойно лежать на горячем песке.
Ученые установили необычное явление — в моче верблюда практически нет мочевины. Оказалось, что она поступает в жидкость рубца, где бактерии сразу же используют ее для синтеза белка. Продвигаясь по желудочно-кишечному тракту, бактериальный белок переваривается и усваивается организмом. Таким образом, верблюд обладает специальным механизмом, позволяющим многократно использовать азот для восстановления распавшегося белка. У других же животных после дезаминирования аминокислот белка этот азот для организма уже потерян и выделяется в виде мочевины. Многократное использование азота позволяет верблюду длительное время существовать на скудном пайке.
Источник