Текст книги "100 великих рекордов животных"

Холодоустойчивые животные

Человек погибает, когда его тело охлаждается до 25 градусов Цельсия. Правда, медицине известны факты, когда люди оставались живы и при более низких температурах. Но такие случаи – большая редкость.

Конечно, интересно узнать – насколько вообще устойчивы к холоду животные? Но следует сразу сказать, что некоторые виды демонстрируют в этой категории поистине невероятные результаты.

Самыми же выносливыми в отношении низких температур оказались уже известные нам коловратки. Каким только испытаниям их не подвергали, но они почти всегда «с честью» выходили из создаваемых для них низкотемпературных проблем.

Так, сначала этих миниатюрных червячков помещали в жидкий воздух с температурой –190 градусов. Причем воздействовали на них этим холодом и полчаса, и 25 часов, и 125. И во всех трех случаях, попав в нормальные условия среды, коловратки оживали. Наконец, их поместили в эту же среду на 20 месяцев. Но и в этом случае червячки выжили.

Даже когда коловратки оказывались в жидком водороде и гелии, они все равно возвращались к жизни. Так, в жидком водороде, температура которого –253 градуса, коловратки находились в течение 26 часов, и тем не менее все они выжили. Выдержали эти крохотные создания и температуру жидкого гелия, равную –271 градусу…

От тихоокеанских глубин до гималайских высот, от тропических морей до арктической тундры расселились удивительные существа, которых ученые назвали «тардиградами», или «тихоходками». Правда, по сей день зоологи так и не решили, куда их отнести: к червям или к членистоногим.

Сверху тело тихоходки защищено жестким панцирем, который сменяется при линьке. Во рту – тройной стилет, которым она прокалывает оболочку водоросли или червя, чтобы высосать содержимое. А вот дыхательной и кровеносной систем у тихоходок нет. Дышат они через кожу, а роль крови играет заполняющая их тело жидкость, в которой плавают крупные клетки, содержащие запасные питательные вещества. Всего же в теле тихоходки насчитывается около 40 тысяч клеток.

Тихоходка под микроскопом

Но не этими своими анатомическими особенностями привлекли тихоходки внимание ученых. Еще в 1776 году итальянский натуралист Ладзаро Спалланцани заметил, что природа наградила тардиград «способностью к настоящему воскрешению после смерти». В дальнейшем ученые были попросту шокированы умением тихоходок выживать в самых критических ситуациях. Так, французский исследователь Поль Беккерель охлаждал их почти до абсолютного нуля (–273 градуса), и тихоходки оставались живыми.

Выживали эти существа и при воздействии на них рентгеновским облучением в 570 000 рентген: для сравнения, человека убивает мощность в 500 рентген. Они выжили и при давлении в 6000 атмосфер…

С микроскопическими созданиями вроде все понятно: никакой холод им не страшен.

А как же относятся к «морозу» в десятки градусов другие организмы: например, насекомые? Оказывается, в этой категории среди них тоже есть настоящие рекордсмены. Так, феноменальной приспособленностью к низким температурам отличаются личинки золотарниковой пестрокрылки Eurosta solidaginis, зимующие в галлах на стеблях золотарника при температуре –40 градусов Цельсия или даже –50 градусов Цельсия. В это время насекомые погружаются в состояние диапаузы, во время которой уровень обмена веществ значительно понижен. В то же время накануне холодов в теле личинок активно начинают синтезироваться глицерин и сорбит, совместное действие которых и позволяет этим тварям перезимовать.

Невероятную устойчивость к низким температурам демонстрирует один из видов ногохвосток – глетчерная «блоха» (Isotoma saltans). Обитая на поверхности ледников, она за ночь примерзает ко льду. Но с наступлением дня насекомое оживает. Причем температура около 15 градусов Цельсия для нее уже смертельна.

Одна из обитающих на Аляске жужелиц – Rerostichusbrevicomis – в лабораторных условиях в течение пяти часов выдерживала температуру в 87 градусов ниже нуля. А те жуки, которых собрали зимой, длительное время выдерживали температуру –35 градусов Цельсия.

Некоторые виды комаров-дергунов также могут обитать и размножаться в таких условиях, которые, казалось бы, абсолютно непригодны для жизни. Эти насекомые живут в трещинах ледников Гималайских гор. А температура там нередко опускается ниже 16 градусов. Как особенности строения и физиологии позволяют комарам этого вида не только выживать, но и продолжать свой род при столь низких температурах? – пока ученым не ясно.

Жуки и мухи, освоившие холодные области Аляски, приспособились выдерживать температуры, достигающие –60 градусов Цельсия. Конечно же, при такой температуре эти насекомые замерзают, но их организм устроен так, что ледяные кристаллики образуются лишь снаружи их тела, не повреждая клеток, органов и тканей.

Муравьи вида Leptothorax acervorum, обитающие рядом с Северным полюсом, без особых проблем для здоровья выдерживают сорокаградусный мороз, а их личинки – еще и более низкие температуры…

Что же касается позвоночных, то хотя конкурировать с коловратками или тихоходками они не могут, но тем не менее тоже демонстрируют чудеса выживаемости при низких температурах.

Так, к понижению температуры немалую устойчивость проявляют некоторые рыбы. В частности, обитающая на Чукотке и Аляске рыбка даллия. В зимнее время морозы здесь достигают –45 градусов. Вода в болотах и речках превращается в сплошной лед. И в этом ледяном плену зимует и даллия. Однако весной, когда водоемы оттаивают, даллия тоже возвращается к жизни и за недолгое арктическое лето успевает даже отнереститься.

А некоторые виды земноводных – тритоны, лягушки, черепахи и змеи – могут без ущерба для жизни замерзать так, что их внутренние органы пронизываются кристаллами льда. Это поистине невероятно, поскольку лед, образовавшийся в кровеносных сосудах, должен их попросту разрушить, вызвав тем самым смерть животного. Но, чтобы воспрепятствовать повреждению льдом клеток и тканей, животные вырабатывают специальные вещества. Например, американская лесная лягушка при охлаждении наполняет свои ткани глюкозой. Весной же, когда возвращается тепло, амфибия оттаивает и, когда начинает активно двигаться, использует глюкозу в качестве горючего…

В июле 1972 года в Сибири из одиннадцатиметровой глубины был извлечен кусок льда, в котором находилось странное «включение». Кусок льда растаял, «включение» неожиданно… ожило. Оказалось, что это был углозуб – невзрачный четырехпалый тритон. Дальнейшие же исследования показали, что углозуб находился в ледяном плену около девяноста лет…

Что же касается птиц, то наиболее приспособлены к низким температурам… гуси и утки. Так, ученые установили, что эти птицы могут выжить даже при температуре 110 градусов ниже нуля.

Среди млекопитающих тоже есть виды, устойчивые к низким температурам. Например, длиннохвостый суслик. У этого животного во время зимней спячки температура тела нередко опускается ниже точки замерзания. Причем в клетках и тканях никаких кристаллов не образуется. Но какие механизмы этому способствуют? – пока неизвестно.

Кстати, ученые установили, что раз в неделю, как по команде, суслики просыпаются. И, конечно же, в это время температура их тела увеличивается. Причем до целых 37 градусов! Если подсчитать, то окажется, что на эти пробуждения животное тратит около 80 % запасенной энергии. Безусловно, – это ужасное расточительство. К чему оно?

Чтобы ответить на этот вопрос, биологи из Огайо провели наблюдение над этими зверюшками, взяв в качестве подопытных экземпляров 31 суслика, каждому из которых прикрепили миниатюрные температурные датчики. Когда измученные животные впали в зимнюю спячку, им ввели один из углеводов, который повышает температуру тела у бодрствующих зверьков. Но это никак на спящих сусликов не подействовало. Однако, когда они начали просыпаться, температура их тела тут же повысилась, словно им ввели инъекцию накануне.

В связи с этими результатами напрашивался единственный вывод: когда животное спит, его иммунная система полностью отключается и не реагирует на раздражители. Но такая ситуация чревата для суслика серьезными последствиями: в его организме во время сна могут проявиться болезнетворные паразиты. Поэтому, чтобы избежать этого, суслик просыпается и «включает» свой иммунитет.

Любители кипятка

Невероятно, но факт! Многощетинковые помпейские черви из семейства Alvinellidae строят свои тонкие кожистые белые трубки на «каминных трубах» черных курильщиков, в которых температура воды превышает… 100 градусов!

А однажды исследователи, которые вели наблюдение за черными курильщиками из подводного аппарата, видели, как помпейский червь выкарабкался из трубки, какое-то время рядышком с ней поплавал, а затем опять забрался в свое убежище. Температура же воды, судя по показаниям термометра, в этом месте равнялась 105 градусам.

Конечно, поверить в то, что живой организм «не сварился» при такой температуре, ученым было сложно.

Черный курильщик и помпейский червь

Поэтому у них появилось предположение, что у помпейских червей имеется некий теплозащитный механизм. Однако дальнейшие исследования эту версию биологов не подтвердили.

Чтобы разобраться в этом вопросе, ученые специальными датчиками провели замеры температуры трубок помпейских червей от основания до самого хвоста. Причем температуру отмечали каждые две секунды в течение трех часов.

В результате измерений были получены следующие данные: температура воды у наружного отверстия трубки составляла 20–24 градуса, а у хвоста червя – в среднем 62–74 градуса, хотя она иногда подскакивала и до 81! Таким образом, разница в температуре между головой и хвостом червя при его средней длине 6–8 сантиметров достигала 60 градусов. Но эти данные были получены, когда червь находился внутри трубок.

Но так как помпейский червь периодически покидает свое убежище, удаляясь от него на расстояние около метра, биологи смогли измерить температуру и в пустых трубках. Но разницы между температурой живых червей и пустых трубок не обнаружили. А это могло означать только одно: никакой теплоизоляции у червей нет, как и нет системы охлаждения тела циркулирующей наружной водой.

Выходит, что помпейский червь – один из самых устойчивых к высокой температуре многоклеточных организмов.

Но помпейский червь демонстрирует не только феноменальную устойчивость к высоким температурам. Ведь поднимающийся из земных недр поток жидкости содержит очень высокие концентрации ядовитого сероводорода и тяжелых металлов. Но эти яды червь тоже игнорирует.

Впрочем, столь уникальная устойчивость к высоким температурам свойственна и тем организмам, которые живут с ним в симбиозе: а именно, сероводородным нитчатым бактериям, густой бахромой покрывающих всю спину червя. Эти два организма находятся в довольно тесном сотрудничестве. Червь предоставляет бактериям субстрат и свежую воду, сам же поглощает выделяемые ими органические продукты. И это, возможно, единственный источник пищи помпейских червей.

А вот какие биохимические приспособления позволяют симбиотической ассоциации червя и бактерий существовать в столь необычной и неблагоприятной для жизни среде? – ученые пока не знают…

Хотя их и немного, но к высоким температурам приспособились и некоторые другие животные. Например, в исландских термальных источниках, где температура воды практически никогда не падает ниже +55 градусов, живут личинки мушки рода Scatella. А места с температурой 53 градуса жары освоила водяная улитка Bithynia thermalis. Один из видов креветок живет в горячих источниках с температурой выше 40 градусов.

А вообще до открытия помпейских червей «рекорд» по теплоустойчивости принадлежал муравью Cataglyphis из пустыни Сахара: тело этого насекомого на полуденном солнце нагревалось до 55 градусов, а ночью, в подземелье муравейника, остывало до 20 и ниже. Столь высокая приспособленность к температурному режиму пустынь объясняется прежде всего анатомическими особенностями этих насекомых.

Во-первых, эти муравьи быстро бегают, причем в основном благодаря удлиненным ногам.

Во-вторых, они во время бега постоянно держат брюшко поднятым вертикально вверх. Такая поза смещает центр тяжести насекомого, повышая эффективность толчка задними ногами, и еще более увеличивает скорость бега.

В-третьих, дыхальца, через которые в трахейную дыхательную систему муравья поступает раскаленный воздух Сахары, у пустынных видов намного длиннее, чем у обычных муравьев. Такая анатомическая особенность, скорее всего, ускоряет испарение влаги, а значит, и охлаждение тела.

Кстати, особый образ жизни изменил и брачное поведение этих пустынных муравьев. Так, если у лесных муравьев роение половозрелых особей и их спаривание обычно происходит в воздухе, то в пустынях наблюдается совершенно иная картина. Так, у некоторых видов бегунков самки и самцы во время роения разбегаются от гнезда в разных направлениях. И вплоть до спаривания так и бегают друг за другом. И ничего особенного в этом нет, поскольку при полете, как известно, насекомые интенсивно дышат, а значит, теряют много влаги.

Во время же своих вылазок муравьи-бегунки ориентируются в основном по Солнцу, по поляризованному свету и по наземным «вехам». Поэтому они совершают характерные пробежки длиной 1–2 метра, остановки, развороты на 360 градусов и «восхождения» на возвышенные точки.

А так как у этих муравьев прекрасное зрение, их рабочие-фуражиры торопятся за пищей не по пахучему следу, как большинство их родственников, а визуально наблюдая, куда отправлялся и откуда возвращался разведчик.

Из других насекомых рекордные результаты теплоустойчивости демонстрируют пустынная саранча и сырная муха (Piophila casei), которые, соответственно, выдерживают жару в 50–60 и 52 градуса.

Еще более высокую температуру могут переносить коловратки и тихоходки в состоянии почти полного высыхания. Они способны в течение нескольких минут выдерживать температуру в 151 градусов выше нуля…

Среди представителей позвоночных «любителей кипятка» практически нет. И только мелкая рыбка, родственная меченосцам и пециллиям, называемая пятнистым карпозубиком, обитает в горячих источниках пустынных районов Калифорнии при температуре около 50 градусов выше нуля.

В настоящее время в водоемах южных штатов США и Мексики известно 37 различных видов карпозубиков. Основное их количество обитает в маленьких пустынных, пересыхающих в разгар лета, водоемах, поэтому этих рыбок иногда называют «пустынными». Когда лужи почти высыхают, карпозубики откладывают икру, которая до тех пор, пока водоем вновь не заполнится водой, в высушенном виде может пребывать 8–10, а порой – и 14 месяцев в стадии покоя. Сами родители, увы, погибают. А вот пятнистый карпозубик стал постоянно жить в сильно минерализованных горячих источниках при температуре воды около 50 градусов.

Долгоживущие организмы

Ученые уже давно заметили, что практически для каждого вида характерна определенная продолжительность жизни. У одних организмов естественная смерть наступает через несколько дней после появления на свет, у других – спустя десятки, а то и сотни лет.

Например, сосущие инфузории рода Tokophrya в лабораторных условиях, где они были обеспечены нормальным питанием, прожили всего несколько суток, зато на скудном пайке они жили несколько месяцев. Максимальная же продолжительность жизни некоторых одноклеточных организмов может достигать одного года.

Впрочем, узнать конкретный возраст того или иного организма – довольно непростая задача. И только в отношении рыб это сделать относительно легко. Для этого достаточно подсчитать число годичных колец на чешуе и плавниках.

Слоновая черепаха, прожившая до 175 лет

В ходе подобных исследований ученые установили, что для многих рыб возраст в несколько десятков лет – далеко не предел. Причем такие долгожители порой становятся даже добычей удачливых рыбаков.

Так, через сорок лет после смерти императора Фридриха Барбароссы в одно из озер выпустили его «любимую» щуку. Случилось это в 1230 году. В 1497 году щуку случайно поймали рыбаки. По приблизительным подсчетам ей в то время было более 300 лет, и весила она 140 килограммов.

Установлено, что свыше 100 лет живут сомы. А выведенный в Японии декоративный карп Кои, по некоторым сведениям, может прожить более двух сотен лет. Да и вообще среди крупных рыб немало долгожителей. Однако миниатюрные золотые рыбки в аквариумах тоже доживают до 30–40 лет.

Долго живут и некоторые пресмыкающиеся. Так, у небольших китайских аллигаторов продолжительность жизни достигает 50 лет. Крупные же рептилии, как, например, нильский и гребнистый крокодилы доживают и 100 и более лет.

В то же время продолжительность жизни гигантских змей не слишком велика, как можно было бы подумать, ориентируясь на их размеры. Впрочем, как долго живут гигантские змеи на воле – неизвестно. Поэтому об их возрасте судят на основании данных, полученных в зоопарках.

Так, согласно фактам, опубликованным известным зоологом профессором Бернгардом Гржимеком, «дольше всех прожила анаконда в Вашингтонском зоопарке – 28 лет (с 1899 по 1927 год). Один из удавов прожил в Бристольском зоопарке 23 года и 3 месяца, а иероглифовый питон достиг там же 18-летнего возраста. Тигровый питон в зоопарке Сан-Диего дожил до 22 лет и 9 месяцев, а два сетчатых питона – один в Лондоне, а другой в Париже – умерли в возрасте 21 года». Есть также сведения, что в зоопарке Питтсбурга сетчатый питон прожил 32 года…

Что же касается черепах, то они долгожители прирожденные. Патриархи в возрасте 130–150 лет для этих животных не редкость. А рекордсменами являются гигантские и слоновые черепахи, которые освоили, соответственно, Сейшельские и Галапагосские острова. Эти удивительные пресмыкающиеся достигают возраста 200 и более лет! Так, черепаха, которую еще в 1770 году известный мореплаватель капитан Кук подарил королеве Конго, умерла спустя почти двести лет, точнее, в 1966 году…

Немало данных специалисты собрали и о продолжительности жизни птиц. Правда, эти сведения в основном касаются тех пернатых, которые содержались в неволе. Например, садовая славка в искусственной среде прожила 24 года, черный дрозд и полевой жаворонок – 20 лет. Долгожителями оказались филины, для которых отмечена максимальная продолжительность жизни в 68 лет, также, впрочем, как и у ворона. Попугаи также показали рекордные результаты: так, для красного ары отмечен возраст 64 года, для какаду – более 56 лет, для попугая жако – более 49 лет. Для дневных хищных известны такие данные: орел-скоморох жил 55 лет, кондор – более 65 лет, орел-беркут – 46 лет, белоголовый сип – более 38 лет. И еще некоторые цифры: серый журавль прожил 43 года, розовый пеликан дожил до 50 лет, страусы – до 40, эму – до 28 лет.

Немалый век и у некоторых примитивных организмов. Например, двустворчатый моллюск модиола обыкновенная, обитающая в Баренцевом море, доживает до 65 лет. А обитатели северных рек – обыкновенные жемчужницы, раковины которых имеют 12-сантиметровую длину, даже в естественных условиях нередко преодолевают столетний рубеж.

Но, оказывается, для морского моллюска венерки Arctica islandica – сто лет это всего ничего. Дело в том, что, как установили специалисты из Бангорского университета в северном Уэльсе, возраст этого существа – как минимум больше 400 лет. А выяснили это ученые после того, как подсчитали характерные кольца на раковине моллюска. Скорее всего, это самый долгоживущий представитель царства животных на Земле…

Встречаются долгожители и среди кишечнополостных животных. Так, возраст некоторых актиний оценивается в 80–90 лет. Скорее всего, связана эта особенность этих существ с их способностью к активной регенерации, в частности, замене поврежденных участков тела.

Но самый фантастический результат демонстрирует крохотная медуза Turritopsis nutricula, диаметр которой всего 2 миллиметра. И установил этот факт итальянский зоолог Фернандо Боэро. Причем сделал он это невероятное открытие почти случайно.

Однажды исследователь заселил этими медузками аквариум. Но, в силу каких-то непредвиденных обстоятельств, ученый забыл о животных.

И только через несколько недель, когда аквариум почти высох, вспомнил о них.

По логике, а также согласно тем сведениям, которые нам известны об этих существах, медузы давно должны были бы умереть или же в лучшем случае чувствовать себя очень больными.

Однако вопреки здравому смыслу они не только остались живы, но и… помолодели: сбросив щупальца, как деревья перед зимой – листву, они превратились в личинок.

Более того, когда Боэро наполнил емкость с выжившими животными водой, то к своему немалому удивлению заметил, что жизнь медуз стала развиваться по новому кругу: сначала личинки превратились в полипов, напоминавших стебельки со щупальцами, а затем от этих стебельков отпочковались новые медузы.

Итак, старость, молодость, детство… В мире медуз периоды жизни полностью перепутались. Они становились взрослыми, потом впадали в детство, снова взрослели. То есть эти организмы живут по каким-то невероятным, даже абсурдным правилам.

А это значит, что они умеют управлять своими генами, заставляя при необходимости свои клетки «жить вспять», возвращаясь на раннюю стадию развития…

А вот среди насекомых долгожителей, вроде медуз или моллюсков, нет. Продолжительность жизни у большинства из них меньше года. Например, жизнь черного таракана длится около 40 суток, комнатной мухи – от 10 до 30 суток, комаров – от 10 суток до 2 месяцев. Взрослые поденки живут меньше одного дня, иногда – всего несколько часов.

Относительно намного дольше живут рабочие муравьи – до 6 лет. Продолжительность жизни периодической цикады –17 лет, правда, большую часть этого времени она находится в личиночной форме и проводит жизнь под землей, питаясь соком древесных растений, который высасывает из корней. Взрослая стадия этого насекомого длится всего несколько недель. И только царицу термитов можно назвать долгожителем, поскольку живет она несколько десятков лет. Муравьиная же матка достигает 20-летнего возраста, а пчелиная – 8-летнего…

Любопытную закономерность, связанную с продолжительностью жизни, демонстрируют усоногие рачки – морские желуди. Так, эти организмы на скалах у побережья Англии живут всего 5–6 лет, а обитатели восточных районов Баренцева моря – целых 40 лет! Парадокс? Возможно, хотя известно, что животные с переменной температурой тела в более прохладном климате живут дольше, чем в жарком.

Попутно остановимся еще на одной закономерности, связанной с продолжительностью жизни. Оказывается, у многих животных дети старых матерей живут меньше, чем потомки молодых родительниц. Так, если старым самкам коловраток позволить размножаться в течение нескольких поколений, то продолжительность жизни каждой следующей генерации будет постепенно снижаться. Наконец, наступит такой момент, когда очередное поколение погибнет, не оставив после себя потомства…

А теперь пришло время определиться с продолжительностью жизни среди млекопитающих. Предварить же разговор на эту тему, видимо, следует закономерностью, которую установили ученые для этого класса позвоночных. Оказывается, чем больше размер и вес тела млекопитающего, тем дольше оно живет: например, для 8–16-граммовой водяной бурозубки земной век тянется всего полтора года, а для 2–3-тонного слона – 70 лет. Причем для эта закономерность действует настолько четко, что по среднему весу животного можно довольно точно определить максимальную продолжительность его жизни.

Впрочем, из этого правила тоже есть исключения. Например, в соответствии с этой закономерностью человек и человекообразные обезьяны должны жить не более 30 лет. В то же время и гориллы, и шимпанзе живут 40–50 лет. А человек доживает до 100 и более лет. Помогает же им в этом более крупный головной мозг, который более качественно регулирует течение всех жизненных функций.

А вот у птиц, рептилий и амфибий такое четкое соответствие между размерами тела и продолжительностью жизни отсутствует.