Kuidas loomad end lahedana hoiavad

Võib-olla higistasime just suvistest koerapäevadest, aga kas teate selle fraasi tähtede päritolu lugu? Vihje: sellel pole midagi pistmist kuumadel kuudel laisklevate kakadega.

Vanade kreeklaste ja roomlaste jaoks viitab see fraas ajalooliselt kuumadele ja sombutele päevadele, mis järgneb Siiriuse, niinimetatud 'koeratähe' tõusule. Suurem koer tähtkujus juulis ja augustis.

Kuigi koerapäevad on selleks aastaks tehniliselt lõppenud, on väljas endiselt palav ja lihaskoerad (nagu kõik loomad) vajavad endiselt jahutamiseks mehhanisme.

Inimesed on üks väheseid imetajaid, kes eritavad vett naha pinnale, et hoida meie jahedat – me higistame. Kuid me ei reguleerinud alati sel viisil termoregulatsiooni ja teised loomad kasutavad külma hoidmiseks tervet rida mehhanisme. Vaatame, kuidas loomad – kaasa arvatud meie – on kuumust võitma arenenud.

Koerad ja kassid

Kui teil on kunagi olnud karvane lemmikloom, olete ilmselt kuulnud teda hingeldades jahutamas. Aga mis täpselt toimub, kui meie kassid ja koerad hingeldavad?

'Kõik [jahutus] imetajatel hõlmab suurel määral soojust, mis on vajalik vee muundamiseks vedelikust gaasiks, ja energiat, mis selle käigus kaob,' selgitas Perelmani kooli geneetika dotsent Yana Kamberov. Meditsiin Pennsylvania ülikoolis, aastal intervjuu ajakirjale Science Friday .

Kui koerad hingeldavad, kasutavad nad vee pinnalt aurustamiseks sisuliselt konvektsiooni. Mõelge sellele, kui astute duši alt välja ja tunnete end koheselt külmaks – see on vesi, mis aurustub teie nahast.

[Kas sugupuu on tõesti kõik see, milleks see on mõeldud?]

Nagu öeldud, higistavad ka koerad ja kassid! See lihtsalt ei hoia neid jahedana. Inimestel on väga spetsiifiline higinäärmete tüüp, mida nimetatakse ekriinseteks näärmeteks, mis võimaldavad meil maha jahtuda (sellest räägime hiljem). Kuid enamikul teistel imetajatel leidub neid näärmeid ainult ühes kindlas kohas, selgitab Kamberov.

'Kui vaatate oma kassi jala alaosa, pidage meeles, et näete paksu padjakest ja siis näete nende vahel hunnikut karvu,' ütleb ta. 'See paks padi on lihtsalt higinäärmeid täis.'

Kuid teie kassi peente väikeste käppade alumisel küljel asuvad higinäärmed täidavad teist eesmärki. Termoregulatsiooni asemel tagab loomade käppadel olev higi veojõu ja määrab, kui suur hõõrdumine on nende jalgade ja pinna vahel, millel nad jalutavad. Mõelge, mis tunne on, kui jooksed kuiva peopesaga üle pinna – see lihtsalt libiseb risti! Kuid Garfieldi patjadel olev higi tekitab kleepuvuse, mis võimaldab tal paremini pinda haarduda ja vältida näiteks teie maja lehtpuupõrandate libisemist.

Hobused

Hobused on erijuhtum. Tõenäoliselt olete näinud neid pärast rasket jooksu hingeldamas. Kuid võite olla näinud ka vahutavat, vahutaolist higi moodustumas nende kehadele. Mis on kokkulepe?

Nagu kassid ja koerad, on ka hobuste peamine jahutusmehhanism hingeldamine ja Black Beauty pikk koon aitab sellele protsessile palju kaasa. Erinevalt kassidest ja koertest reguleerivad nad kehatemperatuuri ka higiga. 'Inimesed ei ole ainsad liigid, kes higistavad, kuid see onlahkehigist, mis meil on,” selgitab Kamberov. Samal ajal kui me eritame vett pinnale, on hobustel teist tüüpi nääre. See on paljudel kursorloomadel, jooksvatel loomadel. Neid nimetatakse apokriinseteks näärmeteks ja neid seostatakse hobuse kehal olevate karvadega, ”ütleb ta.

[ Kuidas võis kliima mõjutada hobuste koonu. ]

Kui hobused vahutavad, ei higista nad ainult vett ja soola – aine, mida nad eritavad, on vee, lipiidide, rasvade ja valkude segu. Hobused on lennuloomad, kes veedavad piisavalt aega joostes ja hingeldamine ei toimi, kui nad kappavad täiskiirusel. Kuid erinevalt inimestest on hobustel paks veekindel karv, mis takistab higi aurustumist. Selle probleemi lahendamiseks töötasid nad välja selle valgurikka higi, mis vastavalt 2009. aasta uuringule 'arvatavasti niisutab juukseid ja hõlbustab vee aurustumist'. Uuring ajakirjas avaldatud PLOS Üks .

Kõrbesisalikud

Aga kuidas on lood külmavereliste olenditega? 'Neil on terve hulk jooni, mida nad saavad maha jahutamiseks kasutada,' ütleb Auburni ülikooli bioloogiateaduste osakonna järeldoktor Rory Telemeco. intervjuu ajakirjale Science Friday .

Näiteks oli roomajate evolutsioonis üks peamisi sündmusi paksu, ketendava naha väljakujunemine, mis võimaldab neil vett säilitada, selgitab ta.

[ Dinosauruste sugupuu vajab veidi ülevaatamist. ]

Ektotermide jaoks tähendab jahedas hoidmine siiski veidi leidlikkust. Kas olete kunagi näinud sisalikku seismas paigal ja suu lahti? See pole üllatunud – see kasutab aurustavat jahutust. Kõrbesisalikud võivad oma suu avada ja lasta märgadel membraanidel aurustuda, jahutades pead ja aju.

Kuid üks nende peamisi meetodeid on lihtsalt edasi-tagasi liikumine soojemate ja jahedamate piirkondade vahel. Ja see pole ainult sisalikud – Telemeco sõnul on varjude segamine loomariigis laialt levinud. Seda nimetatakse käitumuslikuks termoregulatsiooniks, mis on siis, kui loomadel puudub kehatemperatuuri reguleerimiseks sisemine süsteem ja nad peavad selle asemel oma käitumist muutma.

Liblikad

Nagu roomajad, liblikad sõltuvad käitumusliku termoregulatsiooni kohta. Toredatel päevadel, selgitab Telemeco, kolivad nad varjulisse kohta, jahtuvad ja lähevad seejärel uuesti lendama. Lisaks saavad nad end lennates jahutada – konvektsioon tekib just siis, kui nad puhuvad läbi õhu, samal ajal kui nad tiibu tõmbavad.

Putukad võivad üldiselt olla vastupidavad, kuid nad ei ole kuumuse suhtes võitmatud. Kuigi neil on loomade kõrgeim termiline taluvus (taluvad peaaegu 100 kraadi Fahrenheiti kehatemperatuurile!)putukad võivad üle kuumeneda nagu iga teinegi loom. Mis juhtub, kui asjad lähevad käsitlemiseks liiga kuumaks?

[ Blue Morpho liblikate kurioosne juhtum. ]

'See sõltub täpselt sellest, kui kuumaks see läheb, ' ütleb Telemeco. 'See põhjustab esmalt selle, et nad lähevad peaaegu torporisse. Nad näevad peaaegu katatoonsed välja, kui hoiate neid täpselt selle punktini. Kui need maha jahutada, saavad nad tavaliselt taastuda. Aga kui lähete kraadi võrra või rohkem üle, tapab see nad.

Inimesed

Lõpuks räägime loomast, keda te ilmselt kõige paremini tunnete: inimestest. Kui me vaatame kaugemale oma lähimatest primaatide sugulastest, nagu šimpans, ja 'kui me isegi vaatame makaake, näiteks Vana Maailma ahve, näeme, et hingeldamine on peamine mehhanism, [mille abil nad] oma kehasoojust välja lasevad,' selgitab ta. Kamberov. 'Ja seega on loogiline, et meie viimane ühine esivanem šimpansiga oleks samuti hingeldanud.'

Miks me siis oma esivanemate karusnahast loobusime higise naha kasuks?

'See on omamoodi miljoni dollari küsimus,' ütleb Kamberov.

Esiteks pole meil konvektsioonjahutuse kasutamiseks piisavalt pikk kärss, kuid on veel kaks hüpoteesi selle kohta, miks inimesed hingeldamise asemel higistavad.

[ Evolutsioon toimub kiiremini, kui arvate. ]

'Üks võimalus on see, et see võimaldas meil põhimõtteliselt uurida nišši, mis oli vaba kiskjatest,' ütleb Kamberov. 'Kui jahutate end nii, nagu inimene seda teeb, võite päeva kõige kuumematel perioodidel välja minna, kui enamik kiskjaid varjab end kuumuse eest.'

Seevastu inimesed taluvad pikka aega kiirgava kuumuse käes viibimist, sest võime end jahutamiseks pidevalt higistada.

Teine hüpotees pärineb umbes 2 miljoni aasta tagusest ajast, mil inimestest hakkasid arenema kestvusjooksjad. 'See tekitab tohutul hulgal kehasoojust,' selgitab Kamberov. 'Ja seega on teil vaja viisi selle soojuskoormuse mahalaadimiseks.'

[ Teadus seinale löömise taga. ]

Kas mäletate, kuidas hobused ei saa täis galopiga joostes oma peamist jahutusmehhanismi aktiveerida? Kuid parem on kihla vedada, et inimesed higistavad joostes.

See hüpotees viitab sellele, et higistamine 'võimaldas meil kasutada näiteks püsijahti või läbida pikki vahemaid kuuma keskpäevase päikese käes soojades piirkondades, kus inimesed esmakordselt arenesid,' ütleb Kamberov.

Aga mida on visaduse jahil pistmist nende higiste peopesadega, mis vaevavad meist nii mõndagi, kui läheme suurele intervjuule või kõne pidama?

Ei ole palju.

Kamberov selgitab, et 'esivanemate' tingimus on higinäärmete olemasolu kätel ja jalgadel (mäletate, kuidas need näärmed meie karvastel neljajalgsetel sõpradel on?).

Mis puutub inimestesse, siis 'viis, kuidas neid [näärmeid] innerveeritakse, erineb tegelikult ülejäänud keha termoregulatsiooni higinäärmetest, mis vastutavad peamiselt teie jahutamise eest,' ütleb ta. 'Nende higinäärmete peamised aktivaatorid on erinevad.'

Teisisõnu, mitte kõik higi pole võrdsed.