Сухой закон: как верблюды выживают в экстремальных условиях
Оригинал взят у biboroda в Сухой закон: как верблюды выживают в экстремальных условиях
Оригинал взят у missnat_58 в Сухой закон: как верблюды выживают в экстремальных условиях
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.
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.
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.
с
Оригинал взят у missnat_58 в Сухой закон: как верблюды выживают в экстремальных условиях
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.
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.
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.
с