10407 (Пристосування до низьких та високих температур і тисків)

Пристосування до низьких та високих температур і тисків

Товщина біосфери - земної оболонки, яку населяють живі організми, дещо більше 20 км. Біля верхньої межі біосфери, де низькі температури і тиск та велика концентрація ультрафіолетового проміння, що згубно впливає на живі істоти, та нижньої межі з її високою температурою (понад 100°С) зустрічаються лише спори нижчих рослин. Так, на висоту 20 км підіймаються спори бактерій і деяких грибів, а у земних надрах, на глибині понад 3 км, у водах нафтових родовищ можуть існувати тільки певні види бактерій.

Тварини зрідка підіймаються на висоту 12 км, а у грунт проникають не глибше 11 м; вони можуть жити в найглибших печерах (понад 1000 м глибини) і в найбільших глибинах океану. Є багато видів, які можуть існувати при дуже низькій температурі (до - 60° - 70° С), досить високій (до 60° у пустелях і понад 40° С у гарячих джерелах), під великим тиском у граничних глибинах океанів, високо у горах, де тиск і температура низькі, а' кисню обмаль, в умовах цілодобового полярного дня і вічної ночі в печерах.

З кліматичних факторів головну роль відіграє температура. Наземні тварини з непостійною температурою тіла (холоднокровні) потребують теплого або гарячого клімату з достатньою вологістю, а тому найчастіше вони зустрічаються у тропіках і субтропіках. Низькі температури краще витримують тварини з постійною температурою тіла (теплокровні).

Чемпіоном витривалості до низьких температур слід визнати антарктичних пінгвінів, зокрема імператорських. Вони не лише добре переносять страшенну холоднечу і сніжні бурани антарктичної зими, а ще й розмножуються у цей період і при цьому нікуди не ховаються, гнізд не влаштовують. Витримувати жорстокий холод Антарктики їм допомагає щільне й густе оперення та підшкірний шар жиру. Обов'язкове для всіх птахів линяння у них також має пристосований характер: старі пера випадають тільки після того, як виростають нові. Пташенята імператорських пінгвінів вкриті густим пухом, з'являються вони навесні, за літо мужніють настільки, Що вже можуть витримати сувору і довгу зиму. Пінгвінам допомагає захищатися від сильного вітру та морозу й те, що вони часто скупчуються у так звані черепахи, які нагадують собою коло у декілька метрів діаметром. Таке коло повільно і безперервно рухається навколо центру і проти вітру, що сприяє збереженню температури тіла і меншій втраті ваги (одинокі птахи втрачають щоденно понад 200 г, а у "черепасі" - лише 100 г).

З морських ссавців найнижчі температури доводиться витримувати антарктичним тюленям: морські води в Південній півкулі холодніші, ніж в Північній на тих самих широтах. Зокрема тюлені Уеддела навіть взимку тримаються" антарктичного континенту і сусідніх островів. Пристосуватись до низьких антарктичних температур дає можливість товстий підшкірний шар жиру до 7 см завтовшки у дорослих особин (загальною масою до 30% ваги тіла). Взимку на поверхню льоду вони майже не⁴ виходять через сильні вітри і низьку температуру, а плавають біля льодової кромки, дихаючи через отвори-продушини, які самі роблять і постійно їх відновлюють. Так само поводяться взимку і нерпи, які в найлютіші морози перебувають у воді.

В Арктиці сильні морози найкраще переносить білий ведмідь - цей велетенський напівводяний мешканець полярних морів і островів. У пошуках своєї основної поживи - нерп - білі ведмеді долають значні відстані на полярних крижинах і по чистій воді. Довга і густа шерсть з густим підшерстком, до того ж добре змащена жиром, не намокає у воді і не вкривається льодом на морозі. Товстий шар підшкірного жиру захищає від холоду у воді і на повітрі, зменшує питому вагу звіра, полегшуючи плавання. Широкі лапи з плавальними перетинками між пальцями вкриті густою шерстю не лише зверху, а й знизу, на підошвах, що дає можливість не провалюватись у снігу, не ковзати на льоду і не обморожувати лап.

Білий ведмідь

У зимову сплячку білі ведмеді не падають. Самки у могутніх снігових наметах скелястих берегів влаштовують барліг у вигляді печери і там народжують найчастіше двох малят, які у тримісячному віці можуть вже йти за матір'ю і живуть разом з нею до двох років.

Не так багато залишилось цих "володарів Арктики", як іноді називають білих ведмедів, - десь близько 20 тис. Тому на їх захист 1956 р. виступив Радянський Союз, 1957 р. до нього приєднались США. На білих ведмедів заборонено полювання, прийнято міжнародний закон про охорону цих могутніх звірів, які внесені в Червону книгу.

Т
акий арктичний мешканець, як вівцебик, також не боїться будь-яких морозів. Вівцебика називають ще мускусним биком, хоч назва ця двічі невірна: по-перше, залоз, які виділяють мускус речовину з гострим і різким запахом, у нього нема, а по-друге, вівцебик не належить до родини биків, він більше родич баранів. Цей ендемік Арктики - присадкувата, заввишки в 120 - 140 см і вагою до 300-400 кг волохата тварина з рогами, які покручені у самців на лобі і, спускаючись донизу, вигнуті наперед. Бура шерсть у вівцебика довга і густа, шовковиста і на 60-80% складається з теплого підшерстка. Вона вважається найтеплішою у світі, вартість її висока - 100 доларів за 1 кг. Влітку вівцебик живиться різними травами, мохами, лишайниками, листям і пагонами дерев і кущів, взимку розкопує сніг, добираючись до мохів і лишайників. Вівцебик-сучасник мамонта, колись був широко розповсюджений на півночі Євразії, пізніше зберігся лише у Гренландії, звідки був завезений в Аляску, Північно-Західну Канаду і деякі північні острови. Добре акліматизувався на островах Нунівак і Шпіцберген. У 1974 р.50 вівцебиків з Канади і острова Нунівак завезли до нас на Таймир і острів Врангеля. їх акліматизація і розведення дадуть можливість одержувати цінний м'ясо, яке за смаком не поступається воловому, та молоко, густіше і жирніше за коров'яче.

Відомим мешканцем Арктики і Субарктики є песець - цінний хутровий промисловий звір, що живе у тундрі і на чисельних островах Північного Льодовитого океану. Густе і пухнасте хутро чудово захищає його від сильних морозів.

песець

Песець риє нори - складні лабіринти з численними отворами. У них звір виводить малят, знаходить захист від негоди. Взимку він може викопувати нори у сніговому заметі і там відлежуватися, іноді по декілька днів, під час сильних морозів і пурги.

Добре витримують сувору арктичну зиму чистуни. Крнюги, звичайні чистуни, старики, тупики, топірці у зимовий період тримаються у прибережних водах, вільних від крижин, або у відкритому морі. Кайри здійснюють невеликі зимові міграції з північних районів у південні.

Серед наземних хребетних тварин з непостійною температурою тіла - земноводних і плазунів - також зустрічаються мешканці Арктики. Так, сибірський кутозуб зряду хвостатих земноводних-єдиний з класу амфібій проникає за полярне коло і зберігає активність та здатність рухатися при температурі +2 +4°С і навіть при0°С. Під час розмноження відкладає ікру у водойми з температурою 4-5°С, де за такої низької температури ікра розвивається.

Ще одна особливість відрізняє кутозуба від інших земноводних - його здатність перебувати довгий час у стані анабіозу. Цих тварин неодноразово знаходили "замурованими" у крижаних скибах на значній глибині. Коли лід розтавав, кутозуб оживав. Скільки часу він перебував у замороженому стані-питання, яке цікавило Дослідників. За характером місць знаходження припускали, що цей стан тривав тисячоліття; деякі вчені вважали, що лише декілька років, щонайбільше 20-ЗО. Українські дослідники за допомогою радіовуглецевого методу встановили, що вік кутозуба, знайденого на глибині 11 м у скибі вічної криги, становить приблизно 100 років.

З плазунів най витривалішою до низьких температур є високогірна ящірка - перуанська мінлива ігуана, що живе у суворому кліматі Кордильєрів на висоті до 5000 м над рівнем моря. Навіть влітку там часто випадає сніг, а температура вночі падає до 0° С. Ігуани так пристосувалися до цих суворих умов, що рухаються при температурі тіла, яка лише на 1,5° вище нуля, чого не може жодна інша ящірка у світі. Розмножуються ігуани яйце живородінням: після спарювання яйця визрівають у тілі самки на протязі півроку і молоді народжуються у період, коли кліматичні умови є найсприятливішими.

У класі риб чимало видів живуть і розмножуються в суворих кліматичних умовах, але своєрідним рекордистом серед них є мешканці Антарктики трематомуси, зокрема пістряк і смугастик, та широколоби. їх багато у прибережних водах Антарктиди, де температура води під двометровим шаром льоду, який тримається майже 10 місяців, сягає 1,8-1,9° нижче нуля. Проте ці риби не замерзають, бо засобом пристосування до таких умов є наявність у плазмі їхньої крові особливих речовин, що відіграють роль антифризів, знижуючи точку замерзання до - 2,07° С. Цікаво, що ці риби не виносять значного підвищення температури: так, при +6°С вони гинуть.

Низькі температури і до того ж низький тиск доводиться витримувати високогірним тваринам, які постійно мешкають у горах на різній висоті над рівнем моря. З ссавців найвище (до 5000-6000 м над рівнем моря) живуть пищухи з ряду зайцеподібних, зокрема велико-вуха пищуха (схід Паміру і Алайського хребта, Центральний Тянь-Шань), червона та американська (Кордильєри). Ці колоніальні звірки живуть у пустотах кам'янистих розсипів, влаштовуючи там свої кубла. Влітку вони з трав заготовляють сіно, складаючи його у стіжки висотою до півметра. Тому їх ще називають сіноставцями.

Приблизно на такій самій висоті (5700 м) у Гімалаях живуть кам'яні полівки, які у щілинах скель влаштовують з сухих трав кулясте кубло, вистелене всередині шерстю гірських козлів. Ці високогірні гризуни також заготовляють на зиму сіно, яке ховають між камінням.

Серед високогірних тварин є багато копитних, зокрема біломордий тібетський олень, відкритий І.М. Пржевальським. Цей рідкісний вид оленів живе на висоті 5 - 6 тис. м. Рідкісними є снігова коза з Скелястих гір Північної Америки та золотий такин з Тібету.

Снігова коза досконало пристосована до життя серед скель і навіть зимою не спускається з верхнього поясу Скелястих гір. У неї чудова біла довга і густа шерсть з тонким і легким підшерстком. Заради цінної шкіри і шерсті ці тварини були в основному винищені і збереглися лише у заповідниках США і Канади.

Золотий такин - ендемік високогірних районів Центральної Азії - живе у недоступних районах, а тому мало вивчений. Його ще називають гірським буйволом, хоча він має багато схожого з баранами і антилопами і близький до вівцебиків.

Високо у горах Тібету, понад 5000 м над рівнем моря, живуть яки - великі добре пристосовані до суворих гірських умов тварини. Усе їхнє тіло вкрите густою і довгою шерстю, що звисає аж до землі з боків, на череві і ногах. Коли як лягає, то шерсть захищає його знизу від холоду. Ці масивні тварини (вага старих самців досягає 1000 кг) з дивовижною легкістю підіймаються крутими схилами, перестрибують з виступу на виступ.

Домашні яки дрібніші за диких, у гірських умовах вони незамінні як транспортні тварини. Крім того, від них одержують шерсть, молоко, а м'ясо їх за якістюне поступається воловому. Тому в радгоспах Паміру культивують кількатисячні стада цих тварин.

В

Як

исокогірними тваринами є також гірські барани, козли, сарни. Живуть вони на висоті 3000-5000 м, а голубі барани (Гімалаї, Тібет) навіть вище - до 5500 м над рівнем моря.

Високо в Андах на захмарних пасовиськах, на межі вічних снігів, десь близько 5500 м над рівнем моря, живуть вікуньї - тварини з найкращою у світі шерстю. Вони належать до одного ряду з верблюдами, ламами, гуанако. Колись у стада; вікуній було сотні тисяч голів, але з приходом конкістадорів почалось масове винищення цих тварин заради дорогоцінного пуху. Настав час, коли цьому виду почало загрожувати зникнення. Лише тоді було заборонено полювання на вікуній і їх почали розводити на спеціальних фермах.

З хижих тварин до високогірних належать сніговий барс (Центральна і Середня Азія), пума (гірські ліси Північної і Південної Америки), андська кішка, гімалайський ведмідь та ін.

Сніговий барс, або ірбіс, - рідкісна тварина, занесена в Червону книгу. Влітку він тримається снігової лінії, підіймаючись у Гімалаях на висоту до 5500 м над рівнем моря, а взимку слідом за гірськими козлами - основною своєю поживою - спускається до 1800-1200 м. Присадкувате коротконоге тіло снігового барса захищене від холоду густим і пухнастим хутром, основний білий колір якого допомагає йому маскуватися на безлісних ділянках гір, де він живе. Лігво сніговий барс влаштовує у печерах або розщелинах; там же самка народжує одного-двох малят.

Високогірна андська кішка також добре пристосована до суворих гірських умов: довга і густа сріблясто-біла шерсть з невиразними жовтуватими плямами робить її малопомітною, що дає можливість підкрадатися до здобичі.

З птахів найвисотнішим мешканцем гір вважається кондор з родини американських грифів. На півночі Південної Америки він гніздиться на скелях на висоті до 5000 м, а іноді й вище-до 7000 м. Живиться цей величезний птах з розмахом крил до 2,75 м головним чином падлом.

Високо у гори підіймаються орли і грифи в Гімалаях. Так, гімалайський, або сніговий гриф, гніздиться на висоті від 2000 до 5200 м, що вище рівня гірських лісів. Він має бліде світло-буре забарвлення, довжина тіла до 150 см. На висоті до 6000 м зустрічається тібетський крук. Цей гірський птах при відсутності дерев, на верхів'ях яких звичайно гніздиться, може влаштовувати гнізда на скелях. Живиться також падлом.

Високо у горах живуть не тільки великі птахи. У Південній Америці деякі види найменших у світі птахів - -колібрі - зустрічаються на межі вічних снігів на висоті до 5000 м. Живляться вони нектаром квітів альпійських чагарників з родини астерців.

Досі йшлося про птахів - високогірних мешканців. Високо у повітрі можуть літати багато птахів, але над рівнинами вони рідко підіймаються вище 3000 м. Журавлів спостерігали на висоті 5000 м. Дикі гуси у час перельотів можуть літати на висоті близько 9500 м, де температура сягає-40° С; встановлено, що ці птахи можуть витримувати ще нижчу температуру. Рекордистами з висоти вважаються грифи: їх бачили з літаків на рівні 12 км. Невідомі жодні інші тварини, які б підіймалися на таку висоту.