САМОЕ МЕЛКОЕ МЛЕКОПИТАЮЩЕЕ — ЭТРУССКАЯ БУРОЗУБКА
САМОЕ МЕЛКОЕ МЛЕКОПИТАЮЩЕЕ — ЭТРУССКАЯ БУРОЗУБКА
Еще на рубеже пятидесятых — шестидесятых годов XX века биологами было установлено, что теплокровное животное, в частности млекопитающее, не может быть по массе меньше двух граммов, иначе оно выжить не в состоянии, так как при меньшей массе нарушается обмен веществ.
Для всех теплокровных существ неизбежно правило обратной пропорции: чем меньше вес, тем относительно больше необходимо пищи.
Известно, что маленький предмет, будучи нагретым, остывает быстрее, чем большой, поскольку теплообмен осуществляется через поверхность тела. А поверхность, приходящаяся на единицу объема, у маленького тела значительно больше.
Например куб с ребром 10 см имеет поверхность 600 кв. см или 0,06 кв. м. Но, будучи раздробленным на кубики с ребром в 1 см, он будет иметь на ту же единицу объема (1 куб. дм) поверхность в 6000 кв. см (0,6 кв. м), то есть уже в 10 раз больше.
Теплообмен живого существа осуществляется через излучение, конвекцию, теплопроводность, испарение влаги с поверхности тела. А образование тепла обязано процессам метаболизма, который происходит во всем объеме организма. Чтобы восполнить потерю тепла через относительно большую поверхность маленького тела, жизненные процессы должны идти очень интенсивно; и существует предельный размер, до которого могут уменьшаться теплокровные существа в процессе своей эволюции. Иначе животное не будет способно себя согреть.
К этому критическому размеру близка домовая мышь. Но два вида землероек — бурозубка-крошка и белозубка, масса которых порой не превышает 1,5–2,5 и 1,8–2,2 г, что почти в 10 раз меньше массы домовой мыши, чувствуют себя не хуже, чем домовая мышь. Их детеныши, масса каждого не превышает 0,2 г, рождаются не только слепыми и беспомощными, но и неспособными поддерживать постоянную температуру тела. Это роднит их с пресмыкающимися, температура тела которых зависит от окружающей среды.
Неудивительно, что потрясающей сенсацией стало известие, что взрослые этрусские мыши Suncus etruscus весят не более двух граммов, а многие из них весят полтора грамма!
Долгое время этрусской мышью занимались только криптозоологи, ведь существование этого животного, по сути дела, противоречило теории. Скелет крохотного млекопитающего впервые был найден итальянским натуралистом в совином гнезде более 180 лет назад. С тех пор многие ученые мечтали найти это животное. Но повезло немногим. Лишь в 70-х годах XX века немецкий биолог Адельгейда Хорте из Боннского университета обнаружила этрусскую мышь на острове Сардиния. Сперва исследовательнице попался мертвый экземпляр мыши, но вскоре зоолог нашла еще 7 живых особей.
Найденные экземпляры были вялыми от голода: еще чуть-чуть — и жизнь покинула бы их. К счастью, на помощь пришла Адельгейда, накормив мышей червями, гусеницами и кузнечиками.
В силу своих исключительно малых размеров этрусская мышь теряет через свою, хоть и покрытую шерстью, кожу очень много тепла. Поэтому она в день съедает такое количество пищи, которое вдвое превосходит ее собственный вес. Самое крупное на Земле животное — голубой кит — в день съедает 8 т пищи, что составляет 4 % его веса; слону ежедневно требуется до 230 кг листьев или 50–70 кг сена. В случае мыши это эквивалентно тому, как если бы человек в день съедал в среднем 150 кг пищи! Поэтому мышь почти не спит — ей надо непрерывно есть.
Такая напряженная жизнь, для того чтобы выжить и продолжить род, выработала у мыши необычные бойцовские качества. Зверек с отчаянием обреченного атакует пауков, больших жуков и даже ящериц, длина которых достигает 10 см. У животного исключительная реакция и огромная для его размеров физическая сила. В случае, когда пищи нет, мышь впадает в летаргическое состояние, сворачивается в клубок, чтобы уменьшить поверхность теплоотдачи; биологические процессы замедляются. Такое состояние не может безболезненно длиться более двух часов. Пробудившись от летаргического сна, она отправляется на охоту. Если и в это время мышь не найдет пищи, то она обречена.
Такая жизнь практически за гранью возможного требует абсолютно безупречной работы всего организма, работы буквально на износ. И если у слона сердце совершает 27 ударов в минуту, у человека — 70, то у этрусской мыши сердечный ритм составляет 1300 ударов в минуту! И неудивительно, что продолжительность ее жизни составляет всего 16 месяцев.
А КАК У ДРУГИХ?
Здесь уместно отметить, что в природе существует вполне определенная зависимость размеров животного от климатических условий, в частности средней температуры воздуха. Размеры представителей близких видов тем больше, чем холоднее в местах их обитания. Мамонты и шерстистые носороги, обитавшие на Севере, по своим размерам намного превосходили своих южных собратьев. Та же картина отмечается и для полярных медведей. Прирост массы опережает рост его поверхности, что снижает коэффициент теплоотдачи организма. Кстати, аналогичная картина свойственна и для телосложения человека. Представители северных народов приземисты, кряжисты, тогда как южане долговязые.
Но такие зависимости не являются абсолютно строгими — существует масса исключений, обусловленных конкретным строением тела животного и многими другими факторами. Для холоднокровных же животных описанная зависимость имеет обратный характер: чем теплее среда, тем крупнее их размеры. Для морских беспозвоночных существенным оказывается, кроме температуры, содержание кальция, которое в воде растет с температурой. В этом случае получают бурное развитие кораллы, фораминиферы и пр.
Но вернемся к землеройкам — здесь еще много удивительного.
Парадокс крохотных землероек объясняется тем, что у них, их детенышей, а также у всех животных, впадающих в сезонную спячку, имеется в области лопаток бурый жир, обладающий особенно высокой теплопродуктивностью. Этот жир состоит практически из одних триглицеридов, окисление которых и дает большое количество тепла. В организме новорожденных доля бурого жира очень высока, а по мере развития организма эта доля уменьшается. Запасы бурого жира особенно полезны во время весеннего пробуждения.
Землеройки, которые в спячку не впадают, а также новорожденные, в буром жире получают дополнительный источник тепла для холодного времени. Этот источник, включаясь, обогревает не весь организм, а наиболее важные для жизнедеятельности органы.
Неясно, как могли развиться такие крохи. Ведь этот дополнительный обогрев потребляет намного больше энергии, чем требует вышеприведенное соотношение площади тела и массы. Поэтому-то крохотная бурозубка в течение дня съедает пищи в 4,2 раза больше собственного веса, а белозубка при тех же размерах — в 3,2 раза.
Как уже говорилось, голод вызывает у них летаргическое состояние. При этом они теряют подвижность и замедляют дыхание. Это обстоятельство даже ставит под сомнение их теплокровность.
Землеройки питаются такими мелкими насекомыми и другими беспозвоночными, которые для других животных и птиц не представляют никакого интереса. Представляется, что такие крошечные зверьки и существуют специально для того, чтобы вовлекать в круговорот рассеянное в виде мелких форм живое вещество даже на таком низком уровне.
Сюрпризы, которые преподносили землеройки, не закончились на описанных выше. Еще в 1937 году было замечено, что вес зверьков имеет сильно выраженный сезонный ход. Они теряют почти треть своего веса. И мало кого это удивляло. Но спустя 12 лет выяснилось, что у землероек к зиме сильно уменьшается голова, уменьшается высота черепной коробки. Получалось, что здесь имеет место перестройка костной, мозговой ткани, внутренних органов. Причем это не имеет выраженного климатического характера — явление практически одинаково характерно как для северных, так и для южных широт. Землеройки становятся миниатюрными в начале зимы, а не толстеют, как животные, накапливающие на зиму жир. И худеют они не в разгар зимы, а сразу же после осенней линьки, которая обычно наступает в ноябре. А калорийность тканей их тела зимой подскакивает на 10 %.
Это влечет недоуменный вопрос: разве, уменьшая поверхность тела и массу, землеройка не увеличивает теплоотдачу?
Землеройки к зиме теряют большое количество воды (8–10 % массы тела); полностью не функционируют их потовые железы. Тем самым уменьшается расход тепла на испарение. Этому способствует и более густой, чем Летом, мех. При уменьшении своих размеров зверек превращается в пушистый шарик, что уменьшает поверхность теплообмена. И еще: землеройки предпочитают места с температурой в среднем на 5° ниже, чем летом.
Если же в зимнее время землеройки находятся при температурах таких же, как летом, то вначале их вес снижается, а затем начинает резко расти; зверек увеличивает свои размеры почти вдвое. Вес прирастает за счет образования бурого жира, тогда как вес всех внутренних органов остается одним и тем же.
Когда этих же землероек поместили в помещение с температурой 2 °C, животные почти в 7 раз снизили потребление пищи, а вес начал стремительно убывать.
КСТАТИ
Своеобразной иллюстрацией к этому вопросу может быть колибри, которая потребляет пищи на единицу веса своего тела в 100 раз больше, чем слон. Масса колибри не превышает массы землероек (1,7–19,1 г). Это дневные теплолюбивые птицы, они не могут питаться в ночное время, как это свойственно землеройкам. И за день колибри не в состоянии накопить столько энергии, чтобы ее хватило на ночное время. Скорость обмена веществ у этой крошечной птички столь велика, что перерыв в еде в 6–8 часов грозит им смертью от истощения. Чтобы этого не происходило, на ночное время тельце колибри как бы коченеет, и температура с обычных для них 40–43 °C снижается до температуры окружающего воздуха, а темп обменных процессов падает в 10–15 раз. Утром птичка согревается, оживает и вновь принимается с жадностью поглощать пищу. Малая масса тела колибри способствует тому, что резкое понижение или повышение температуры тела происходит очень быстро — за несколько секунд.