Понятие выносливости имеет неоднозначную трактовку и зависит от того, что мы конкретно имеем ввиду.
С одной стороны, выносливость связана с теми нагрузками на мышцы, которые может испытывать любой организм - это так называемая физическая выносливость.
С другой стороны, существует понятие выносливости по отношению к воздействию на организм факторов среды.
Сегодня мы, как раз, коснёмся вопроса о выносливости организмов по отношению к воздействию на них различных факторов среды.
Итак, какие организмы являются самыми выносливыми по отношению к разным факторам воздействия на организм в их естественной среде обитания?
Сначала вспомним общие представления о факторах среды, которые научно называются экологическими факторами.
Среда обитания каждого организма сложна и изменчива во времени и пространстве. Она включает множество элементов живой и неживой природы и элементов, привносимых человеком и его хозяйственной деятельностью.
Все факторы среды по отношению к организму неравнозначны. Одни из них влияют на его жизнедеятельность, а другие для него безразличны.
Нейтральные факторы — компоненты среды, которые не влияют на организм и не вызывают у него никакой реакции.
Например, для волка в лесу безразлично присутствие белки или дятла, наличие гнилого пня или лишайников на деревьях. Они не оказывают на него никакого воздействия.
Условия существования (жизни) — комплекс экологических факторов, без которых организм не может существовать в данной среде.
Отсутствие в среде обитания хотя бы одного из факторов этого комплекса приводит к гибели организма.
Так, к условиям существования растительного организма относятся: наличие воды, определенной температуры, света, углекислого газа, минеральных веществ.
Для животного организма обязательными являются: вода, кислород, органические вещества (питание), определенное количество тепла.
Все остальные экологические факторы не являются жизненно важными для организма, хотя и могут влиять на его существование. Их называют второстепенными факторами.
Например, для животных молекулярный азот не является жизненно необходимым. Они, как и все гетеротрофные организмы (питаются готовыми органическими веществами), не способны переводить молекулярный азот атмосферы в его связанные формы .
Попробуем определить самое выносливое животное.
Считается, что среды крупных млекопитающих настоящими экстремалами являются верблюды, они прекрасно себя чувствуют в суровых пустынях Африки и Азии. Мало того, что они с легкостью переносят жару более 40 градусов, им нипочем резко континентальный климат с перепадами температур днем и ночью до 20 градусов Цельсия.
Пределы температуры, при которых возможна жизнь, в действительности гораздо более широки, нежели об этом принято думать.
Известно, что протоплазма (цитоплазма и ядро) клеток погибает при температуре от+ 49 до +50° С.
Если же погибает протоплазма, то, конечно, умирает и само животное, в котором находится эта протоплазма. Теплокровные животные, в особенности млекопитающие, обладают разными способами регулировать температуру своего тела. На воздухе может быть и гораздо больше + 50°, но температура тела животного остается прежней.
Человек, например,благодаря деятельности потовых желез, может выносить в сухом воздухе температуру кипения воды, а это +100 градусов Цельсия.
Как же приспособлен верблюд к экстремальным условиям пустынь, их температурному режиму, скудной растительности и отсутствию воды на больших расстояниях?
В центрально-азиатских пустынях обитает и одомашнен двугорбый верблюд, бактриан.
Рассмотрим все моменты приспособления этого верблюда к суровым условиям пустынь и те пределы выносливости, которые позволяют ему там выжить.
Попутно заметим, что до недавнего времени дикого двугорбого верблюда хаптагая считали предком домашнего бактриана, но, по результатам тестов ДНК, он оказался отдельным видом.
1. Запредельная жара и нехватка воды предъявляют взаимоисключающие требования к теплокровным существам, обладающим постоянной температурой тела.
С одной стороны, 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.
С другой стороны, вода - самый дефицитный ресурс в пустыне и расходовать этот ресурс на охлаждение никак нельзя. Проблема кажется неразрешимой.
Верблюды "научились" максимально сокращать 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.
2. 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.
- У верблюда даже при значительных потерях воды вязкость крови практически не растет. У других животных именно увеличение вязкости крови при потообразовании вызывает его гибель. В случае верблюда воду отдают другие ткани, а плазма крови остается неприкосновенным запасом на самый крайний случай.
- "Ёмкость» верблюда на водопое 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, что чревато разрывом и гибелью кровяных клеток.
Но верблюд защищён и от этого: его эритроциты имеют форму не обычного для всех прочих млекопитающих двояковогнутого диска, а форму дыни или мяча для регби.
Такая конфигурация эритроцитов обеспечивает прочность, достаточную, чтобы выдержать скачки осмотического давления.
- Ещё 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.
3. Девиз питания верблюда: жуй дважды, переваривай трижды.
Дефицит влаги ограничивает продуктивность растений, делает ее резко сезонной: весной пустыня вся в цветах и зелени, но не проходит и месяца, как от большинства растений остаются лишь мертвые сухие побеги.
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.
Бактриан, конечно, предпочтет свежую и сочную зелень, но, если ее нет, подойдут и сухие стебли, в которых давно не осталось никакой органики, кроме целлюлозы.
- Для переваривания целлюлозы у верблюда есть сложный желудок, «технология» двойного пережевывания пищи, длинный кишечник, обеспечивающий достаточно глубокую ферментацию, и обширный набор микробов-симбионтов (они, собственно, и переваривают целлюлозу).
- На случай, если в пустыне не найдется достаточного количества даже 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.
4. Вот кому нужны мозоли, недаром верблюды относятся к мозоленогим.
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 в каменистых пустынях.
Все перечисленное справедливо как для 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.
5. Бактриану нужна зимняя шуба.
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 зимней шерсти 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.
Казалось бы, одомашненный бактриан способен пережить все невзгоды на свете. Однако дикие предки этого идеального «приспособленца» не дожили до наших дней.
Забота о сохранении этого шедевра эволюционной инженерии теперь целиком и полностью возложена на человека.
По мнению других специалистов вовсе не верблюд является самым выносливым животным планеты.
Этот титул по праву принадлежит скалистой белке - небольшому юркому зверьку, хорошо приспособленному к выживанию в суровых условиях гор и длительной засухи.
Вертлявой непоседе не страшны испытания голодом на протяжении 100 дней подряд. Скалистая белка может 3 месяца не пить воду без ущерба для здоровья.
Образ жизни скалистых белок почти как у бурундуков.
В отличие от последних белки не впадают в спячку, но устраивают большие запасы пищи, которую приносят в маленьких защечных мешках.
Обитают в лесных или кустарниковых зарослях среди скал. Могут влезать при случае на деревья, но большую часть времени бегают по земле и по скалам. В удобных нишах среди скал или под камнями устраивают гнездо. Размножаются до 2 раз в год; в одном помете в среднем 4 детеныша.
Перед наступлением холодного или засушливого периода неподалеку от гнезда зверьки устраивают кладовую, где запасают до 10 кг различных семян и орехов, сушеных плодов и грибов высокого качества.
А вот собаки породы Сибирский хаски способны выдерживать морозы до -60 градусов по Цельсию.
- Волосяной покров этих собак состоит из двух слоёв: плотный подшёрсток и верхний слой короткой прямой шерсти. Такой мех отлично защищает от плохой арктической погоды и низких температур. В тёплом климате хаски тоже не страдают, так как мех отлично отражает тепло. Хаски сильно линяют, поэтому их шерсть требует ежедневного ухода.
- Тонкий, густой волосяной покров у отверстия ушного канала - это встроенные наушники. Когда собака закладывает уши назад, чувствительные внутренние части уха защищены.
- Довольно длинный, очень пушистый хвост выполняет роль подвижного шарфа.
- Несколько миндалевидные глаза. Собаки могут щуриться от холода, ветра и снега, наносимого ветром, но при этом сохраняют хорошую остроту зрения.
- Лапы покрыты густой шерстью с более толстыми подушечками.
- Отличный аппетит. В отличие от многих других пород, особенно выборочно выведенных, эти собаки не привередливы в еде. Они будут есть все, что доступно, когда это доступно - для поддержания тепла требуется топливо.
В заключении хотелось бы узнать, какое животное, всё-таки, самое выносливое.
Получила очень неожиданный ответ - это тихоходка.
Сейчас известно о более, чем 900 видах тихоходок, которые можно встретить по всему миру в самых различных местах и условиях. Большинство тихоходок относятся к наземным видам, но некоторые виды предпочитают водную стихию и заселяют как маленькие пресные водоемы, так и моря и океаны.
Тихоходка признана самым выносливым существом на земле, ни одно другое существо не способно выжить в условиях в которых может выжить тихоходка.
Это крохотное животное с легкостью выдерживает экстремально высокие и экстремально низкие температуры, сверхвысокое давление, полное отсутствие влаги, отсутствие воздуха и вакуум, а также огромные дозы радиации.
Тихоходки выживают при температуре от +190 до -279 градусов Цельсия.
Ряд экспериментов японских ученых подтвердил и другие невероятные способности тихоходок: - способны выдержать максимальное давление 600 МПа (к примеру, на дне Марсианской впадины под 11-ти километровым слоем воды давление 100 МПа); - переносят уровень радиационного излучения в 10 раз больше любого другого животного.
Также тихоходка единственное животное, которое пробыло в открытом космосе несколько дней и вернулось назад невредимым.
Во время анабиоза их тело уменьшается в размерах и покрывается чем-то похожим на воск для того, чтобы сохранить мельчайшие остатки влаги. Длиться анабиоз может до 2 лет, а для того чтобы ожить будет достаточно лишь капли воды.
Но последние исследования феномена тихоходок показало, что и у них есть слабое место: они оказались уязвимы к долгому перегреву. Об этом сообщает Science Alert со ссылкой на Nature.
Ученые предупреждают, что изменения климата уже привели к риску исчезновения одного из антарктических видов тихоходок, Acutuncus antarcticus. Теперь найдены свидетельства того, что слабость к повышению температуры есть и у другого вида - Ramazzottius varieornatus.
Датские ученые из университета Копенгагена обнаружили, что половина активных тихоходок умирает при повышении температуры до 37 градусов в течение суток, а при повышении температуры до 63 градусов на такое же время погибает и половина тихоходок в состоянии анабиоза. Возможно, это касается только тихоходок, живущих в холодных морях.
Вот что значится в Википедии по поводу влияния температур на тихоходок: выдерживают нагрев до 60—65 °С в течение 10 часов и до 100 °С в течение часа. Я считаю, что это тоже можно считать своеобразным достижением выносливости.
Спасибо всем, кто дочитал статью до конца, поделился ею с друзьями, поставил "класс" или подписался.
#познаём вместе #самые выносливые животные #Выносливость #Экологические факторы #верблюды #сибирские хаски #скалистая белка #тихоходка #приспособление к условиям жизни #экстремальные условия жизни