БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

19. ГОМЕОСТАЗ

19.3. Терморегуляция

19.3.6. Потери тепла

Хотя основные способы получения тепла у эктотермных и эндотермных животных различны, пути его потери в обоих случаях одинаковы; это излучение, конвекция, теплопроводность и испарение. На практике первые три способа могут как нагревать, так и охлаждать тело — в зависимости от температурного градиента (от более теплого к более холодному), но при четвертом способе организм может только терять тепло.

ИЗЛУЧЕНИЕ. При излучении тепло распространяется в виде электромагнитных волн длинноволновой инфракрасной части спектра, лежащей за пределами его видимой области. Впрочем, их можно заснять на специальную чувствительную к инфракрасным лучам пленку с помощью особой аппаратуры (рис. 19.7). Скорость потери или получения тепла пропорциональна разнице температур тела и окружающей среды. У человека на излучение приходится примерно 50% общих потерь тепла. Именно этот способ служит главным регулируемым путем теплоотдачи у животных.

Рис. 19.7. Инфракрасная фотография женщины с холодными кистями рук. Чем светлее на том снимке участок ее тела, тем выше его температура.

КОНВЕКЦИЯ. 11ри этом способе тепло распространяется между организмами и окружающей средой конвекционными (объемными) потоками воздуха и воды, т. е. движением их масс по градиенту давления. Например, воздух или вода, контактирующие с поверхностью тела эктотермного животного, нагреваются и поднимаются вверх. Интенсивность потерь тепла таким способом пропорциональна скорости движения молекул окружающей среды. Этот вид теплоотдачи может быть уменьшен за счет материалов, покрывающих кожу, таких как перья, шерсть, одежда.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. В этом случае тепло передается при физическом контакте между телами, например между организмом и почвой или воздухом. Молекулы любого объекта непрерывно движутся за счет своей кинетической энергии, причем тем быстрее, чем выше температура объекта. Эта энергия распространяется по ее градиенту. У большинства наземных видов этот способ составляет незначительную часть от общего теплообмена, но у водных животных и у животных, живущих в земле, его доля может быть весьма значительной. Охлаждение при физическом контакте с твердыми предметами на поверхности земли для человека несущественно, однако за счет непосредственного нагревания окружающего воздуха мы теряем около 15% тепла.

ИСПАРЕНИЕ. При испарении тепло теряется с поверхности тела в процессе превращения воды в пар. На испарение 1 мл воды затрачивается 2,45 кДж энергии. Именно испарение является одним из лимитирующих факторов, определяющих распространение животных и растений. У человека такая потеря тепла кожей происходит постоянно, даже если он не потеет. Испарение осуществляется также с поверхности легких, откуда пар удаляется с выдыхаемым воздухом. Исключить такие потери нельзя, однако ими можно до некоторой степени управлять, регулируя потоотделение и легочную вентиляцию.