В жаркий день, ополоснувшись в водоеме или под душем, мы выходим покрытые мелкими каплями воды, и они помогают нам охладиться, увеличивая испарительное охлаждение. К такому же способу прибегают и слоны, поливая себя и других водой. Однако некоторые представители австралийской фауны выработали более трудоемкий способ. Вместо потоотделения они тщательно вылизываются, предоставляя охлаждение тела испаряющейся слюне. Как несложно догадаться, способ этот не особенно эффективен, поэтому используется скорее от безысходности. Совсем другой подход применяет американский клювач, ежеминутно мочась себе на ноги и тем самым повышая испарительное охлаждение. Из менее экзотических животных можно вспомнить собак, которые вываливают из пасти мокрые языки для усиления теплоотдачи и учащенно дышат, чтобы охладить носовую полость и повысить испарительное охлаждение верхних дыхательных путей.
Люди могут вполне комфортно переносить температуру, превышающую температуру тела, при условии достаточной сухости воздуха. Если влажность окажется выше 75 %, пот будет струиться по коже, не испаряясь. В таких условиях испарение приводит только к обезвоживанию и охлаждающий эффект теряется. Именно поэтому нам так тяжело выносить влажную жару. Вот как описывал климат Вест-Индии и Ямайки губернатор Эллис: «Трудно назвать жизнью состояние, когда можешь лишь дышать и таскать обессилевшее тело, однако именно в таком состоянии мы пребываем обычно с середины июня до середины сентября». Австралийский поэт Лес Маррей выразился более красноречиво:
Прогорклые ночи заталкивают нас тухлыми,
изъеденными солью лапами
в липкую заскорузлость, где марево не отереть со лба…
Плечо потеет от плеча. Чего ни коснись,
все сочится и истекает – оно на тебя, ты на него,
поглощая друг друга.
Из бешено стучащих висков вырастают лианы бреда
{19}.
Большинству людей сложно переносить температуру в 50° С при повышенной влажности, однако в сухой 90-градусной жаре человеку вполне комфортно (если, конечно, он находится там не слишком долго). Температура в бане всегда ниже, чем в сауне, хотя обе воспринимаются одинаково горячими. Отсюда следует, что потоотделение никак не влияет на теплоотдачу, если тело погружено в воду.
И это означает, что слишком долгое пребывание в глубокой ванне, где вода значительно горячее вашего тела, может быть смертельно опасно. В самых горячих японских онсенах, которые прогреваются до 46° С, даже самые стойкие не выдерживают больше трех минут. Для большинства людей предел – 43° С.
Впервые попадая в тропики, человек обычно сильно слабеет, однако некоторая акклиматизация все же происходит. Когда во время войны в Заливе солдат переправляли в Саудовскую Аравию из Северной Европы по воздуху, первые несколько дней они ходили вялые и раскисшие. Физическая нагрузка только истощала силы, что крайне нежелательно для армии. Однако где-то через неделю солдаты акклиматизировались, привыкая к жаре, и жизненные силы к ним возвращались. Акклиматизация происходит в первую очередь за счет значительного роста объемов потоотделения с одновременным обессоливанием выделяемого пота.
Держи голову в холоде
Антилопам приходится нелегко. Они живут в засушливых африканских саваннах, где почти нет тени, а единственный способ спастись от хищника – бежать быстрее, чем он. Однако при беге в огромных количествах вырабатывается тепло – иногда в 40 раз больше, чем в состоянии покоя. Следовательно, бегущая антилопа рискует получить тепловой удар.
Мозг млекопитающих, как уже отмечалось, особенно чувствителен к жару, и, когда внутренняя температура превышает допустимый предел, погибает первым. Таким образом, один из способов борьбы с чрезмерной жарой – не допускать перегрева мозга, позволяя перегреваться остальным участкам тела. Именно этим способом пользуются сернобыки и газели, выдерживающие температуру тела до 45° С. У этих животных имеется особый сосудистый теплообменник, известный как rete mirabile (дословно – «чудесная сеть»), с помощью которого охлаждается кровь, поступающая в мозг. Не доходя до мозга, сонная артерия разветвляется на сеть из сотен более мелких сосудов. Они смешиваются с такой же сетью мельчайших вен, несущих прохладную кровь обратно к сердцу от носоглотки. Теплые артерии отдают жар в прохладные вены, и температура крови, поступающей в мозг, уменьшается, поэтому, даже если температура тела антилопы поднимется на целых четыре градуса или более, температура мозга изменится едва ли на градус. Так несущаяся галопом газель сохраняет «холодную голову», распределяя излишек жара по остальному организму, пока не закончится бешеная гонка. Избыток жара уходит из тела ночью с использованием теплопроводности и конвекции, а значит, подобный способ позволяет к тому же удержать влагу, поскольку уменьшает потребность в потоотделении.
Размеры и формы
Размер тела имеет большое значение для терморегуляции. Подобно тому как большая глыба льда тает медленнее, чем расколотая на куски, поскольку отношение площади поверхности к объему получается меньше, так и крупное животное теряет тепло медленнее, чем мелкое. У крошечных созданий, например, землероек или колибри, теплоотдача происходит так стремительно, что ночью им не удается поддерживать стабильную температуру тела. Крупным животным, наоборот, при большой физической нагрузке в жарком климате грозит перегрев, поэтому погоня в африканской саванне – это всегда короткий спринтерский рывок.
Этнологи и археологи давно подметили, что пропорции человеческого тела связаны с температурой среды, в которой развивался тот или иной народ. Наше тело сформировано естественным отбором, поэтому народы, приспособленные к холодному климату, – например, инуиты Арктики, – коренастые и невысокие, с короткими конечностями и пальцами. Такое строение помогает сберечь тепло, обеспечивая низкое значение отношения площади поверхности к объему. Представители народов, развивавшихся в сухом и жарком климате, например, в саваннах Экваториальной Африки, обычно высокие и худощавые, с длинными конечностями. Такое строение наблюдается не только у современных масаи и самбуру, но и у больших человекообразных обезьян, проживавших в древности в этих же районах Восточной Африки. Согласно красочному описанию Алана Уокера и Пат Шипман, у «турканского мальчика» (самый полный из обнаруженных на сегодняшний день скелет Homo erectus) конечности еще длиннее, чем у живущих ныне африканцев. Высокий рост облегчает теплоотдачу, обеспечивая пропорциональное увеличение площади поверхности для потоотделения, а теплопроводность из глубинных тканей повышается благодаря сокращению количества подкожного жира. Таким образом, для жаркого климата предпочтительнее быть высоким и поджарым, особенно если вы охотник и за добычей вам приходится гнаться. У животных в ходе эволюции тоже выработались свои способы увеличить площадь поверхности для усиления теплоотдачи. По большей части именно этой цели служат огромные уши слона и длинные голые ноги птиц.
Поскольку в пустыне нередки периоды бескормицы, и люди, и животные приспособились, отъедаясь в урожайные времена, запасать жир «на черный день». Однако жир – хороший изолятор и, откладываясь под кожей ровным слоем, может сильно затруднить теплоотдачу. Поэтому обитатели пустыни сосредоточивают запасы жира в одном месте. Этой цели служит, например, верблюжий горб (вопреки распространенному заблуждению, это вовсе не бурдюк с водой). У южноафриканских готтентотов жир откладывается в основном в ягодицах (такое явление называется «стеатопигия»), а конечности остаются длинными и худыми для облегчения теплоотдачи. Стеатопигия встречается в избытке и у тучных европейцев, и североамериканцев, но в их случае (сытого населения нежаркой страны) адаптационной функции не несет.
