Почему в пустыне верблюды не получают 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