Часть 2 - Пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие (Н.П. Наумов, Н.Н. Карташев - Зоология позвоночных), страница 17

Поэтому беспозвоночных и позвоночных, кроме птиц и млекопитающих, относят к экзотермным (т. е. получающим значительную часть тепла из внешней среды). Эффектных механизмов устойчивой терморегуляции у них нет. Птицы и млекопитающие эндотермны: определенный уровень температуры тела обеспечивается преимущественно за счет внутренних физиолого-биохимических процессов.

У представителей обоих классов хороша развита химическая терморегуляция: рефлекторно, под воздействием теплового центра промежуточного мозга изменяется интенсивность окислительио-восстановительных процессов и тем самым— количество продуцируемого тепла (рис. 29). Большая часть энергии 3 наумов н, и. а аз„м а $5 ч ъ бергнпя и и ° лягпгонегнап Ц о ' пгенперапгара препйгараноп гинигеглаой ч ы Лана преаааайаноа ъ еп чч гризиоегппо иПнарегртоо ц ф пгернарегоааоои нроаиоеглаа менперагпара Рис. 29.

Общая схема терморегуляции у гомойотермиых организмов (по Слоннму) окисления накапливается в аденозинтрнфосфорной кислоте, обеспечивающей работу мышц; при ее распаде выделяется тепло. Однако при сильном охлаждении такой фосфорилирующий тип окисления не обеспечивает выделения достаточного количества тепла. Тогда включается свободный или прямой тип тканевого дыхания (без участия аденознн-фосфорных кислот), при котором большая часть освобождающейся энергии выделяется в виде тепла. При истощении энергетических запасов (жиры, углеводы) и невозможности их пополнения теплопродукция падает н теплокровный органийм погибает; при этом смерть наступает не от переохлаждения, как обычно думают, а от истощения.

При уменьшении массы тела его относительная поверхность возрастает, увеличивая теплопотери. Поэтому при сходных условиях мелкие птицы и млекопитающие должны тратить на поддержание температуры тела относительно больше энергии, чем крупные виды (рис. 30). Это «правило поверхности» в общей форме приложимо ко всем гомойотермным животным. Поэтому мелкие виды потребляют относительно больше пищи и кислорода, чем более крупные '. Однако следует учитывать, что на интенсивности теплопродукции, необходимой для поддержания температуры тела на определенном уровне, сказываются, помимо размеров, многие другие морфоэкологические особенности данного вида: форма тела ', состояние теплоизолнрующих покровов, подвижность, пищевая специализация и доступность кормов, их калорийность, суточная и сезонная ритмика активности, характер и микро- з Зто обьясняет наблюдаемое у широко распространенных видов увеличение размеров северных подвидов по сравнению с южными.

Зту закономерность называют «правилом Бергманз»; оиа имеет много исключений. з У млекопитаккпих Арктики по сравнению с более южными видамн отмечено укорочение ушей, хвоста, конечностей; зту закономерность называют чправилом Алленаа. ВО т 'Й, ф 60 Ц а 40 $20 й СЪ "о 1 1О 700 Х)ОО 70000 РЬссе тело (г) Нлс Поп 100 ЕС тел ЛВ 67 Ъб 40 ВВ' 37 бб Т 71 В 07 О 0 )В 0(й' Е Х/ 677 67 к лимат предпочитаемых мест обитания и т. п. В регуляции теплопотерь большую роль играет физическая терморегуляция.

Изме- Нагша о брррбгд няя положение волосяного ЮООИРЧЕ (перьевого) покрова, живот- ~ны~ш~~ о 7(ерелел иое увеличивает или уменьшает толщину воздушного Ветыерысе ' ~Уош" слоя и соответственно потери Улла Уененан о тепла. Повышение теплоизо- Ев бебеле ляционных свойств покровов Орел зимой обеспечивает осенняя линька, во время которой оде- Еру егассы теле вается более длинный и густой волосяной (перьевой) покров. У песцов он настолько увеличивает теплоизоляцию, что Рис. Зо. Зависимость интенсивности метабопозволяет даже зимой не по- лизма от массы тела (так называемый закон поверхности; по Слониму) втишать потребление кислорода (рис. 3!), т.

е. довольствоваться прежним количеством питци. Изменение просвета периферических кровеносных сосудов и скорости кровотока также изменяет теплоотдачу. Потери тепла снижаются при возрастании отложений жира в соединительнотканном слое кожи (особенно характерно для водных животных).

Учащение дыхания и увеличение испарения с по- верхности дыхательных пуВерОУеа тей способствует отдаче из- бытка тепла и предотвраФ~ 16' щает перегрев; у млекопи- тающих этому же служат ВО потовые железы. Значите- 60 ' г '5 льную роль в терморегуля- а ции играет поведение: ис.l О пользованиеразнообразных убежищ, ночевки под сне- Х В й М 4 'те'а))ЕДЕ(И7 гом и многое другое. Ха- 100 л~ рактерные для ряда птиц и млекопитающих сезонные 11 кочевки и миграции позво- ВО 17 г О ляют им в течение всего го- 6 да быть в районах, благо- 40 приятных по погодным ус- 7 ~ 0 ы ловиям и запасам корма.

Терморегуляция птиц и млекопитающихформируетРнс. З(. Потребление кислорода на единицу массы (1) и температура тела (В) у лисицы (,ц РазвитиЯ (онтогенеза). У и песца (Б), 3 — температура воздуха части видов эффективная 3* химическая терморегуляция устанавливается уже в первые дни после рождения (вылупления), у других — значительно позже, и детеныши на какое-то время оказываются пойкилотермными.

Постройка гнезд, нор и других убежищ и обогрев родителями создают благоприятный для роста и развития микроклимат. Теплокровность обеспечивается высоким уровнем обмена веществ: при низких температурах метаболизм птиц и млекопитающих в десятки раз выше, чем у пойкилотермных позвоночных. Устойчивость «внутреннего климат໠— необходимое условие бесперебойной работы всех систем организма, в том числе центральной нервной системы и органов чувств. В свою очередь это обогатило восприятия внешней среды и обеспечило более тонкое и гибкое приспособление к ней изменением поведения.

Усиление и усложнение поведения и разнообразие связей между особями совершенствовало популяционную структуру, позволяло быстрее находить пищу, избегать хищников, а устройство гнезд, нор, троп, плотин давало возможность активно приспосабливать среду к своим потребностям.

Теплокровность (гомойотермия), сложная высшая нервная деятельность, разнообразные формы заботы о потомстве, разнообразие используемых кормов и другие особенности позволили птицам и млеко- питающим заселить практически весь Земной шар, включая безводные пустыни и самые суровые горные районы, образовать там устойчивые поселения и занять господствующее положение не только во всех биоценозах суши, но и в части морей.

Это обусловило значение обоих классов в жизни биосферы и в глобальном круговороте веществ. Следует еще раз подчеркнуть, что эволюция птиц и млекопитающих протекала параллельно, на различной морфофизиологической основе. Однако общее направление эволюционных преобразований и характер достигнутых биологических результатов в значительной степени оказались сходными. КЛАСС ПТИЦЫ вЂ” АУЕЗ Характеристика класса Птицы — это покрытые перьями гомойотермные амниоты, передние конечности которых превратились в крылья.

По многим морфологическим признакам они сходны с пресмыкающимися. Это сходство выражено в наличии роговых чешуй хотя бы на пальцах задних конечностей и в роговом покрове клюва, в почти полном отсутствии кожных желез. Череп диапсидного типа, но с редуцированной верхней дугой; есть лишь один затылочный мыщелок и сходный с пресмьпсающимися набор костей. В конечностях образуются интеркарпальное и интертарзальное сочленения. Ребра несут крючковидные отростки. Артериальная кровь из сердца идет по правой дуге аорты, а схема периферической кровеносной сети близка к таковой рептилий.

Сходно строение мочеполовой системы и характер эмбрионального развития. Однако благодаря многим, но зачастую небольшим морфологическим преобразованиям, затронувшим практически все системы органов и обеспечившим значительную интенсификацию физиологических процессов, был существенно повышен общий уровень жизнедеятельности и создана возможность полета при сохранении способности передвигаться и по суше, и в кронах деревьев, а у части видов — в воде и по ее поверхности.