Чувства животных и человека - Лорус Милн

Наши собственные чувствительные органы далеко не так хорошо реагируют на холод и тепло, как терморецепторы на голове змеи. Человек обладает рецепторами двоякого рода. Около 150 000 из них сообщают нам о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и примерно 16 000 — о получении тепла от горячих. Нервные окончания, чувствительные к потере тепла, находятся главным образом на глубине 0,5 миллиметра от поверхности кожи; почти две трети их связаны с отверстиями потовых желез. Рецепторы, чувствительные к притоку тепла, расположены глубже, они в какой-то степени изолированы от внешних колебаний температуры; эти рецепторы реагируют медленнее, чем холодовые. Если мы повредим эту изоляцию и прикоснемся чем-нибудь горячим к поврежденному участку кожи, то сразу же почувствуем острую обжигающую боль, тогда как прикосновение к неповрежденной коже было бы вполне терпимым.

Большая часть тепловых рецепторов находится в коже кончиков пальцев, носа и на сгибе локтя. Холодовые рецепторы в основном расположены в коже верхней губы, носа, подбородка, груди, лба и пальцев. Любопытно, что в глазах нет ни тепловых, ни холодовых рецепторов; это единственная часть тела, не чувствительная ни к теплу, ни к холоду.

Самой чувствительной к теплу системой нашего организма является своеобразный термостат, расположенный в гипоталамусе, рядом с гипофизом и местом разветвления главной артерии, несущей кровь от сердца к мозгу. Независимо от того, какая часть тела теряет или получает тепло, это изменение тут же ощущается. Даже выпитая чашка горячего чая или стакан холодной воды изменяют температуру крови, омывающей этот теплочувствительный центр, тогда как поставленный под язык клинический термометр может не показать разницы температуры. Только особо чувствительный термометр, осторожно приложенный к барабанной перепонке, зарегистрирует эти изменения, но не раньше, чем мозг начнет реагировать на них, регулируя работу механизмов теплопродукции и теплоотдачи.

Наши знания о температуре тела обычно ограничиваются информацией, которую мы получаем от клинического термометра: норма 36,6–37 °C. Однако в среднем температура кожной поверхности близка к 27,2°. Кожа голого индейца находится в тепловом равновесии с окружающей средой, пока температура воздуха не падает ниже 26,7°. Обычно мы одеваемся теплее или, напротив, меняем одежду на более легкую, для того чтобы поддерживать температуру защищенной поверхности кожи на уровне чуть выше 27,2°. При этом мы учитываем, что непокрытые одеждой лицо и руки теряют больше тепла (а значит, и имеют более низкую температуру кожи).

Постоянство температуры тела — это для нас нечто само собой разумеющееся, и мы почти не замечаем, сколько энергии расходуем на то, чтобы не терять сил в холодную погоду или избежать перегрева в жару. Если появляются признаки падения температуры крови, организм увеличивает свою теплопродукцию; при этом только у млекопитающих и птиц повышается работа желез и мышечное напряжение до такой степени, что они начинают дрожать. Когда же телу угрожает повышение температуры крови, то есть теплопродукция превышает теплоотдачу, лишь теплокровные животные начинают потеть или усиленно и часто дышать, охлаждая свой организм за счет испарения воды.

Из-за неспособности поддерживать температуру тела на постоянном уровне при изменениях температуры окружающей среды холоднокровные животные вынуждены встать на путь компромисса. Они могут в полную силу наслаждаться жизнью только при такой теплой погоде, когда скорость биохимических реакций в их организме достаточно высока. Жаркая погода, от которой они никуда не могут укрыться, для них смертельна.

Холоднокровные животные часто ведут себя в воде таким образом, будто они могут судить о ее температуре. Водяная блоха Daphnia, которая плавает в верхних слоях большинства пресноводных водоемов мира, как бы танцуя и прыгая при помощи своей длинной антенны, может прожить почти 31/2 месяца в холодной воде при температуре 7,8°. В теплой воде при 27,2° она погибает примерно вчетверо быстрее. При обеих этих температурах произведение частоты ударов ее сердца на продолжительность жизни почти одинаково. Но в холодной воде Daphnia не может давать потомство. При температуре 27,2° только что созревшие особи начинают усиленно размножаться, производя каждые четыре дня почти по 50 маленьких блошек, пока не появится потомство в 6 поколений. При этой температуре Daphnia начинает искать более холодную воду, то есть опускается глубже. Ей не надо измерять температуру воды в водоеме. Общий уровень ее жизнедеятельности обусловлен температурой, так как при повышении ее ускоряется и большинство химических реакций Daphnia.

Но почему животное является холоднокровным: потому ли, что его нервная система не способна различать тепло и холод, или потому, что оно не может изменять температуру своего тела в надлежащем диапазоне?

Чувствует ли рыба тепло или холод? Недавно в Гарвардском университете несколько золотых рыбок ответили на этот вопрос. В аквариуме, где они жили, был установлен рычаг. Стоило нажать на него, как в аквариум в течение одной секунды текла струйка холодной воды, понижавшая температуру примерно на 0,3°. После того как рыбок ознакомили со значением этого рычага и немного потренировали, они стали просовывать свои головы через отверстие в плексигласовой перегородке, доставать до рычага и нажимать на него, как только вода нагревалась до 33°. Отдельные золотые рыбки отличались от других; нажимая на рычаг, они поддерживали температуру своего водного мира между 35 и 38°, то есть на уровне гораздо более низком, чем 41° — температура, при которой они быстро погибали. Натренированные рыбки, выпущенные в воду при 41°, начинали неистово работать, спасая себя от тепловой смерти. Они непрерывно нажимали на рычаг до тех пор, пока температура окружающей среды не падала до 35–38°, как будто она была самой подходящей для них. По-видимому, холоднокровной рыбе нужно лишь одно — сделать жизненные условия подходящими для себя: у нее есть собственный внутренний термометр.

Создается впечатление, что наземные животные гораздо быстрее водных могут отыскать необходимое им тепло. Днем муравьи помещают яйца и личинок под доски или плоские камни, нагретые солнцем, где они развиваются быстрее, чем в холодных помещениях глубоко под землей. Медведи обнаруживают муравьев, когда сдвигают эти предметы. Ночные охотники, такие, как скунсы и еноты, имеют меньше возможностей полакомиться муравьями таким же образом, поскольку эти насекомые с заходом солнца уносят своих подопечных вниз и не возвращаются оттуда вплоть до середины следующего утра.