Холод и живая природа

Знакомые нам реакции живого организма, нашего тела, на колебания температуры окружающей среды, являются венцом биологического прогресса в области терморегуляции. Живые существа оттачивали механизм борьбы с тепловым дискомфортом в течении миллионов лет эволюции. Подчас именно способность противостоять тепловой агрессии природы определяла быть или не быть данному виду или даже отряду животных на земле.

В ходе этой борьбы за выживание сформировался генетический страх всего живого перед жарой и холодом. Подробно изучив, исторические корни этого страха, мы сможем научиться использовать его для лечения и профилактики.

Первыми на нашей планете проблему тепловой адаптации, как впрочем, и все другие жизненно важные вопросы, решали простейшие организмы. Малые размеры и примитивный метаболизм определяли их пассивное отношение к температуре окружающей среды. Принцип взаимодействия бактерий и среды обитания фатален: "По одежке протягивай ножки ". Если условия комфортны, то есть температура около 30оС - 36оС, невидимые глазом полчища микро организмов плодятся, питаются, снабжают среду обитания отходами свой жизнедеятельности. Начало холодать, темп жизни снижается, ещё холоднее - жизнь замерзает. Рост температуры среды до пятидесяти градусов проходит без болезненно, но, уже при 70 градусах значительная часть микроорганизмов погибает, среда пастеризуется в кипящей воде погибает 99% микробов, в автоклаве при температуре 120оС погибают даже вирусы.

Реакция простейших на изменение температуры хорошо известна и активно нами эксплуатируется. Так замораживая мясо в низкотемпературной камере, мы можем хранить его долгие месяцы, и даже годы. Существует, например, приблизительная шкала продолжительности хранения мяса, по которой число месяцев хранения равно величине отрицательной температуре в хранилище, то есть при -12 оС мясо можно хранить до 12 месяцев. Но стоит только, согреть продукт, как деятельность населяющих его микробов возобновится с новой силой. Такая тепловая зависимость от среды обитания уменьшает шансы живых существ выиграть борьбу за существование, но для того чтобы занять активную тепловую зависимость необходимо обладать сложными механизмами терморегуляции и значительной массой.

На начальных этапах эволюции жизнь развивалась в основном в океане, а вода обладает большой тепловой интенсивностью, поэтому ни простейшие, ни их многочисленные последователи кишечно-полостные, моллюски, амфибии, пресмыкающиеся и насекомые, механизмов активной терморегуляции не сформировали.

Пытливый читатель сможет поставить смелый биохимический эксперимент на наиболее доступном объекте - мухе. Водворив муху в бокс, прозрачную банку, помещаем объект в зону тепловой бедности - домашний холодильник. Сначала в средне температурное отделение, 10 - 15 минут можно заметить, что объект исследования заметно утратил жизненный тонус, но продолжает перемещение по банке в поисках выхода. Увеличиваем тепловое обнищание, перенесём банку в морозилку. Через 5- 10 минут подопытное насекомое перестаёт двигаться. В таком состоянии её можно хранить, не ограничено долго, но стоит вернуть бокс в комнату, как процесс пойдёт в обратную сторону и через 15 минут муха возобновит свои поиски пути на волю. Люди располагающие достаточным запасом свободного времени могут повторить этот опыт много кратно раз с тем же самым результатом. А брезгливые могут использовать в эксперименте рептилий и земноводных, время изменения поведения возрастёт пропорционально массе подопытного, но принцип реагирования останется тем же.

В ходе эволюции все живые организмы научились приспосабливаться к колебаниям температуры. Такое приспособление крайне не обходимо, так как при перемене температуре воздуха все объекты с ним соприкасающиеся, неизбежно изменяют свою температуру. Эта ситуация нам знакома, на солнце набежала тучка, подул ветер и появилось желание что-нибудь накинуть. Это желание и есть защитная реакция на потери теплоты.

Действительно, летнее солнце излучает теплоту и подогревает кожный покров, полученная теплота тут же рассеивается в воздухе и температура кожи повышается незначительно. Если поток солнечной теплоты слишком силён или омывающий наше тело воздух неподвижен, температура кожи начинает нарастать. При определенных условиях разогрев может вызвать ожог и повреждение кожи, и даже, так называемый, тепловой удар.

Но, организм способен сопротивляться перегреву. Как только температура кожи отклоняется от оптимального значения, на защиту встают потовые железы. Появляясь на поверхности кожи капельки пота испаряться в омывающий кожу воздух. Испарение очень энергоёмкий процесс. Для испарения одного грамма воды необходимо столько же теплоты, сколько поглощают 500 грамм при нагреве на один градус.

Откуда испаряющийся пот берёт теплоту? Естественно у этого участка кожи, с которого испарился. Теряя с испарением теплоту, кожа сохраняет безопасную температуру.

Дата добавления: 2015-10-16