К числу наиболее холодоустойчивых млекопитающих относятся белые медведи, овцебыки, песцы, северные олени, тюлени, моржи и полярные киты. Единственного чемпиона назвать нельзя: сухопутные виды защищаются густым мехом и поведением, а морские сохраняют тепло толстым слоем жира и особым кровообращением. Каждый из них приспособлен к своему сочетанию мороза, ветра, воды и доступной пищи.
Почему холод опасен
Тело млекопитающего должно сохранять относительно постоянную внутреннюю температуру. Тепло образуется при обмене веществ и работе мышц, но уходит через поверхность тела, дыхание и контакт с холодной средой. В воде потери особенно велики, потому что она отводит тепло намного быстрее воздуха.
Выживание зависит не от одной «тёплой шубы». Важны размеры тела, отношение площади поверхности к объёму, слой подкожного жира, устройство шерсти, питание, способность уменьшать кровоток в конечностях и выбор укрытия. Это пример того, как среда обитания постепенно формирует целый комплекс признаков вида.
Белый медведь
Белый медведь живёт там, где морской лёд служит площадкой для охоты на тюленей. Под кожей у него находится мощный жировой слой, а густой мех состоит из подшёрстка и остевых волос. Такая изоляция настолько эффективна, что во время активного движения животному бывает важнее не перегреться.
Чёрная кожа поглощает попавшее к ней излучение, но решающую роль всё же играют мех и жир. Крупное тело медленно остывает, сравнительно небольшие уши уменьшают теплоотдачу, а широкие лапы помогают идти по снегу и плавать. Однако зависимость от морского льда делает медведя уязвимым не к самому морозу, а к изменению условий охоты.
Овцебык
Овцебык проводит зиму на открытой арктической тундре. Его длинные наружные волосы прикрывают чрезвычайно плотный мягкий подшёрсток, известный как кивиут. Воздух, удерживаемый между волокнами, создаёт изолирующий слой, а длинная шерсть защищает от ветра и снега.
У овцебыка коренастое тело, короткие ноги и небольшие выступающие части. Такая форма уменьшает площадь, через которую уходит тепло. Животные держатся группами, находят участки с доступной растительностью и экономят энергию. Их пример показывает, что холодостойкость зависит также от способности пережить сезон скудного корма.
Песец и другие небольшие северные звери
Песец гораздо меньше медведя и овцебыка, поэтому должен особенно хорошо защищать поверхность тела. У него густой зимний мех покрывает даже подошвы лап, маленькие уши и короткая морда уменьшают потери тепла. Пушистый хвост во время отдыха служит дополнительным покрывалом для морды и лап.
Небольшое животное быстрее расходует запасы энергии. Песец компенсирует это поиском разнообразной пищи, использованием снежных укрытий и снижением лишней активности. Северные грызуны часто живут под снегом: в подснежном пространстве температура стабильнее, чем на продуваемой поверхности.
Северный олень
Шерсть северного оленя содержит полые волосы, удерживающие воздух. Крупные копыта позволяют разрывать снег в поисках лишайников и увереннее двигаться по мягкому грунту. Сезонные изменения обмена веществ и поведения помогают экономить энергию.
В носовых ходах холодный сухой воздух согревается и увлажняется до попадания в лёгкие. При выдохе часть тепла и влаги возвращается слизистым оболочкам. Подобные незаметные механизмы не менее важны, чем видимый мех.
Тюлени, моржи и киты
Для морских млекопитающих мокрый мех часто недостаточен. Тюлени и моржи защищены толстым подкожным жиром. Он изолирует тело, служит энергетическим запасом и улучшает обтекаемость. У многих видов сосуды в ластах устроены так, что тёплая кровь, направляющаяся к центру тела, получает тепло от более горячей артериальной крови. Это противоточный теплообмен.
Киты сохраняют тепло благодаря крупному размеру, жировому слою и контролю кровоснабжения периферических тканей. Они могут кормиться в очень холодных морях, хотя дыхание у поверхности и миграции связывают их с другими условиями. Сравнивать кита с песцом напрямую бессмысленно: один решает задачу длительного плавания, другой живёт на ветру и снегу.
Поведение тоже согревает
Животные ищут защищённые места, сворачиваются, сбиваются в группы, меняют активность и накапливают жир. Некоторые впадают в спячку или состояние оцепенения, уменьшая расход энергии. Белые медведицы устраивают снежные берлоги для рождения детёнышей, а многие мелкие звери используют толщу снега как утеплитель.
Птицы применяют иной набор приспособлений, хотя принцип удержания воздуха похож. Об этом рассказывает материал почему птицы не мёрзнут зимой. Антарктида считается самым холодным материком, но постоянных наземных млекопитающих там нет: наиболее выносливые местные млекопитающие связаны с океаном.
Таким образом, белый медведь и овцебык особенно хорошо приспособлены к арктической суше и льду, песец впечатляет холодостойкостью при малом размере, а тюлени и киты выдерживают ледяную воду. Их выносливость создаёт не отдельный признак, а согласованная система теплоизоляции, кровообращения, обмена веществ и поведения.
