Устойчивость к экстремальным температурам среди амфибий и рептилий

Физиология, генетика и др.

0
Голосов нет
 
Всего голосов: 0
Аватара пользователя
Арслан Валеев
Администратор
Администратор
Сообщения: 925
Зарегистрирован: 23 ноя 2010, 15:37
Откуда: Питер

Устойчивость к экстремальным температурам среди амфибий и рептилий

Сообщение Арслан Валеев » 15 май 2016, 05:34

текст Андрея Веденина: https://vk.com/wall-646340?q=pseudocera ... 1610%2Fall

Среди рептилий и амфибий есть виды, живущие при таких температурах, при которых человеку и большинству других животных будет очень не круто. И отчасти виной всему наша с вами теплокровность.

Вынужденные поддерживать постоянную температуру тела (± градус) и лишенные шерстяного покрова, мы можем комфортно существовать в довольно узком диапазоне температур. Если раздеться и выбежать на улицу, то мы замерзнем при температуре ниже 17-20 градусов, либо схватим тепловой удар при температуре выше 40-45 градусов.

Тут все, конечно, очень индивидуально. Я могу жить в диапазоне 20°-30°С (~10 градусов). Леонид Неймарк – в диапазоне 15°-50°С (~35 градусов). А некоторые лягушки, саламандры и змеи способны выдерживать диапазон более чем 50 градусов.
Песец или белый медведь, скажете вы, спокойно охотятся при -70°С и при +10°С. Но у них есть крутейшая термоизоляция в виде жира и шерсти и возможность охлаждения благодаря потовым и слюнным железам. А у рептилий и амфибий ее нет вообще!

Когда-то давным-давно предки всех современных млекопитающих и птиц перешли на теплокровный режим. Похоже, что с тех пор многие ферментные системы нашего с вами (и с крысами, и с кенгуру, и с колибри…) организма оказались ориентированы на функционирование в очень узком температурном диапазоне. Иными словами, после десятков миллионов лет эволюции существования при одной и той же температуре системы организма начинают коротить (на биохимическом уровне) при падении температуры тела ниже 25-30 градусов. Например, падает сродство гемоглобина с кислородом...

Что же касается высоких температур – то тут у большинства животных предел примерно один и тот же – от 40 до 50 градусов. Те из вас, кто испытывал жестокую лихорадку с повышением температуры выше сорока, наверняка помнят, как в определенный момент начинает резко сворачиваться весь мыслительный процесс. Появляются глюки, теряется связь с реальностью и кончается все потерей сознания. Происходит это потому, что некоторые белки, отвечающие за грамотное проведение нервных импульсов, теряют свою структуру – буквально плавятся! Биологи говорят: «денатурируют». Помимо белков в мозгу, аналогичные изменения начинаются в кровеносной системе – начинается т.н. дессеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС-синдром). Неконтролируемый процесс свертывания крови по всему организму. Кстати говоря, стандартный, смертельно опасный симптом после укуса некоторых змей, например шумящих или цепочных гадюк...

Для человека точка необратимых изменений в нервной системе лежит в районе 43-44°С. У некоторых рептилий (о них чуть позже) – на несколько градусов выше.

Перейдем к амфибиям. Среди них есть несколько видов, способные буквально вмерзать в лед! Это очень крутой скилл, доступный лишь избранным. Ключевая проблема тут в кристаллообразовании при отрицательных температурах. Кристаллики льда, рано или поздно возникающие в тканях при переохлаждении, разрывают в клочья мембраны клеток, что равноценно пропусканию тела через блендер.
Изображение

Единственный выход – понизить температуру замерзания тканей. Кровь человека (и большинства других позвоночных животных) замерзает при -1,9°С (как морская вода среднеокеанической солености). А вот американские бурые лягушки (Rana sylvatica), несколько американских квакш (Pseudarcis crucifer и Hyla versicolor), а также наши остромордые и амурские лягушки (Rana arvalis и R. amurensis) заледеневают при -3°С – -6°С . Эти виды – самые северные лягушки в мире, живущие в т.ч. и в районах с вечной мерзлотой.

Но это все цветочки по сравнению со знаменитым сибирским углозубом, Salamandrella keyserlingii. Эти сибирские саламандры способны выжить в зиме формата Игры Престолов! Если взять углозуба, и начать постепенно снижать температуру, то кристаллообразование в тканях начнется только при -35°С!

И секрет здесь, конечно, в антифризе. В качестве антифриза у амфибий обычно выступает глюкоза, высвобождаемая в кровь. Но у углозубов при похолодании печень вдобавок к глюкозе начинает синтезировать глицерин, количество которого в самые тяжелые времена может достигать 35-40% от всей массы тела саламандры! Учитывая, что температура льда внутри вечной мерзлоты на территории большей части Сибири редко опускается ниже -15-20°С – понятно, что углозубы перестраховались по-полной. Известны случаи, когда этих саламандр выдалбливали из льдин возрастом до 80-100 лет, и они благополучно оживали! Охренический анабиоз, который не снился и Сигурни Уивер!

Кстати, помимо амфибий в лед могут вмерзать еще и некоторые рептилии. Как ни странно, это черепахи! Северные популяции расписных черепах (Chrysemys picta marginata и C.p. belli) в Канаде могут вмерзать в лед и выдерживать температуру до -2,5°С.
Изображение

Ну а теперь – про супер-высокие температуры.

Все пустынные рептилии, бегающие по раскаленным камням, сами остаются относительно прохладными. Тот самый знаменитый грунт скальных массивов Сахары, Намиба, Соноры и прочих пустынь, на котором можно зажарить яйца – по такому грунту они не бегают. Они сидят в тени камней, засохших кустиков или вообще в норах. Жабовидные ящерицы в пустыне Сонора выдерживают 43-44°С, и крайне фигово переносят превышение этого лимита на один-два градуса. Более брутальные игуаны из род Sauromalus (т.н. чакваллы) выдерживают 47-48°С и дохнут при 50-51°С. Змеи оказались куда более чувствительны. В разных садистских экспериментах лучший результат среди американских и мексиканских змей показали аризоны (Arizona elegans), зажаривавшиеся при 43-44°С. Из азиатских самыми выносливыми оказались рогатые гадюки Pseudocerastes. Я уже когда-то писал, что это обитатели какого-то особенного ада! И что странные израильские ученые в 70-х годах пытались заставить их страдать от жажды и потерпели полное фиаско. Pseudocerastes fieldi продолжают полноценно функционировать аж при 49-50°С!
Изображение

Такие дела.
Соблюдайте рекомендуемые диапазоны температуры для ваших террариумных любимцев. Большинство распространенных в культуре видов не выносят превышение температуры 35-40°С.

Большое спасибо Евгению Свирину за помощь в написании статьи!

Источники:

Cowles, R. B., & Bogert, C. M. (1944). A preliminary study of the thermal requirements of desert reptiles. Bull. Am. Mus. Nat. Hist, 83(5), 261-296.

Curry?Lindahl, K. (1979). Thermal ecology of the tree agama (Agama atricollis) in Zaire with a review of heat tolerance in reptiles. Journal of Zoology, 188(2), 185-220.

Raml?y, U. B. (2000). Aspects of natural cold tolerance in ectothermic animals. Human reproduction, 15(suppl 5), 26-46.

Semenza JC, Rubin CH, Falter KH, Selanikio JD, Flanders WD, Howe HL, Wilhelm JL (July 1996). "Heat-related deaths during the July 1995 heat wave in Chicago". N Engl J Med. 335(2): 84–90.
Всегда ваш - Арслан Валеев

Вернуться в «Физиология»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость