28 сентября 2020, понедельник, 04:55
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Зачем мы бежим

Издательства «КоЛибри» и «Азбука-Аттикус» представляют книгу Бернда Хайнриха «Зачем мы бежим, или Как догнать свою антилопу. Новый взгляд на эволюцию человека» (перевод Алексея Целунова).

Бернд Хайнрих — профессор биологии, обладатель мирового рекорда и нескольких рекордов США в марафонских забегах, физиолог, специалист по вопросам терморегуляции и физическим упражнениям. В этой книге он размышляет о спортивном беге как ученый в области естественных наук, рассказывает о своем участии в забеге на 100 километров, положившем начало его карьере в ультрамарафоне, и проводит параллели между человеком и остальным животным миром. Выносливость, интеллект, воля к победе — вот главный девиз бегунов на сверхмарафонские дистанции, способный привести к высочайшим достижениям.

«Я утверждаю, что наши способность и страсть к бегу — это наше древнее наследие, сохранившиеся навыки выносливых хищников, — пишет Бернд Хайнрих. — Хотя в современном представителе нашего вида они могут быть замаскированы, наш организм всё еще готов бегать и/или преследовать воображаемых антилоп. Мы не всегда видим их в действительности, но наше воображение побуждает нас заглядывать далеко за пределы горизонта. Книга служит напоминанием о том, что ключ к пониманию наших эволюционных адаптаций — тех, что делают нас уникальными, — лежит в наблюдении за другими животными и уроках, которые мы из этого извлекаем».

Предлагаем прочитать фрагмент главы «Секреты сверхвыносливости верблюдов», где описываются результаты экспериментальных исследований, проведенных в 1950-е годы Кнутом и Бодил Шмидт-Нильсен.

 

Почти две тысячи лет считалось, что секрет выносливости верблюда — в запасах воды. Плиний Старший (23–79) утверждал, что верблюды хранят воду в своем желудке, и это исстари принималось как факт. С Плинием согласились авторы вышедшей в 1950 году научной публикации, в которой подробно описаны водные мешки (железы с пищеварительными жидкостями?), расположенные по бокам рубца (первый из двух желудков жвачных животных). Когда Шмидт-Нильсены заинтересовались, как верблюды могут неделями обходиться без питья в жарком пустынном климате, сваливающем человека с ног за один день, они обнаружили у них не больше водных запасов, чем у тех крупных травоядных, которым необходимо пить ежедневно.

Шмидт-Нильсены с помощью нескольких простых расчетов опровергли и еще один миф, заключавшийся в том, что жир в горбе верблюда является ключом к водному балансу. Горб дает тень, а жир участвует в регуляции жидкости, но только косвенно. Горб весом 10–15 кг действительно резко сокращается у голодающего и обезвоженного верблюда, но это происходит из-за того, что жир используется в качестве источника энергии.

В результате метаболизма съеденной пищи образуются побочные продукты — углекислый газ и вода. При сжигании определенного веса корма вырабатывается большее количество этой метаболической воды, чем белков или углеводов. В то же время кислород, необходимый для любого обмена веществ, требует процесса дыхания, а дыхание приводит к выдоху насыщенного водой воздуха. В самых сухих пустынных условиях c выдыхаемым воздухом теряется больше воды, чем если бы жир окислялся только для получения воды. Поэтому утверждение о том, что верблюды перерабатывают жир в своем горбу, чтобы получить воду, неверно.

На самом деле горб верблюда — это скорее аналог поясной сумки, которую иногда используют участники ультрамарафона, если «заправочных станций» мало и они расположены далеко друг от друга. В ней не только вода. Чаще это концентрированная еда, вроде популярных ныне энергетических батончиков. Преимущество перетаскивания жира на спине вместо равномерного распределения по всему телу заключается в том, что это оставляет живот и другие находящиеся в тени участки менее изолированными от окружающей среды и, следовательно, позволяет им терять тепло тела. Возможно, еще важнее то, что толстый горб служит, как и волосы у нас на голове, тепловой защитой от солнца в середине дня, так что меньше воды теряется при потоотделении.

Среди прочего секрет верблюда заключается просто в его выносливости и способности выживать в засушливых условиях. Мы окажемся при смерти, если потеряем часть воды, равную примерно 12 % массы тела, а верблюды могут пережить потерю воды до 40 % массы тела. После обезвоживания верблюд может выпить воды в количестве около 20–25 % от массы тела за один прием. Как и у людей, жидкость поступает в плазму крови из желудка относительно медленно. Нужно около часа, чтобы достичь 25-процентного баланса.

Верблюды могут перенести такую степень разжижения крови, которая невыносима для других млекопитающих, в том числе для человека. Наши клетки крови набухают и разрываются при разжижении, и мы можем заболеть или даже умереть от гипергидратации, если выпьем слишком много жидкости, особенно когда она близка к дистиллированной (не содержит солей или сахаров) и из-за этого поглощается быстрее. Невозможно определить конкретное количество воды или концентрацию веществ в ней для восстановления водного баланса во время бега. Эти показатели варьируются в зависимости от условий бега и от конкретного организма. Чаще всего бегуны пьют слишком мало и страдают от теплового удара. Верблюды не испытывают проблем от чрезмерного потребления воды, их кровяные клетки могут разбухнуть до 240 %, не разорвавшись.

В организме человека и верблюда плазма крови содержит около 16 % общего количества воды. Когда верблюд теряет 25 % жидкости, объем его крови снижается лишь на 1 % или даже меньше, в то время как у человека он падает более чем в три раза. Эритроциты остаются, но кровь густеет. Загустевшая кровь становится вязкой, как холодная патока; это сильно нарушает кровоток и напрягает сердце, снижая способность крови легко циркулировать и переносить тепло, выделяющееся с поверхности кожи. Появляется риск смерти от теплового удара. Эритроциты верблюда (красные кровяные клетки) имеют уникальную овальную форму и маленький размер, снижая вязкость крови и обеспечивая циркуляцию через капилляры, несмотря на потерю жидкости.

Характерная особенность поддержания водного баланса у верблюдов связана с их способностью уменьшать потери воды с мочеиспусканием. Мы можем производить только мочу, которая содержит меньше солей, чем морская вода. В противоположность этому мощные почки верблюдов могут сделать мочу вдвое более концентрированной, чем морская вода, что позволяет им избавляться от большого количества отходов, не растрачивая много жидкости. Верблюды не страдают и при употреблении солоноватой или соленой воды, из-за которой у нас будет обезвоживание, поскольку мы, напротив, расходуем воду для вымывания попавших в организм солей. Верблюды еще больше снижают выработку мочевины (и, следовательно, потерю воды с мочой) за счет использования микробной флоры в рубце. Их кишечные микробы перерабатывают отходы мочевины от белкового метаболизма обратно в белки, которые затем поглощаются в качестве питательного вещества, а не вымываются из организма. Сочетание этих механизмов позволяет верблюдам экономить больше воды для потоотделения, что, в свою очередь, помогает им перемещаться на более далекие расстояния в жару.

Как и многие другие пустынные млекопитающие, верблюд обладает одним из основных адаптационных механизмов увеличения выносливости при ограниченных запасах пищи и воды: способностью к регуляции метаболизма через температуру тела. Чем выше температура тела, тем выше скорость метаболизма и выработка тепла. Одновременное снижение скорости метаболизма и температуры тела имеет решающее значение, когда поступление тепла становится чрезмерным и организм должен удерживать планку при критической высокой температуре, которая требует расхода ценной жидкости через пот.

Животные пустыни, находясь под прямым солнечным светом, должны разрешить парадокс. Они должны стараться увеличить отдачу метаболического тепла, для чего нужен более тонкий мех, и уменьшить поступление солнечного тепла, для чего нужен мех более толстый. Решение проблемы находится в распределении изоляции. На затененных участках тела мех очень тонок или отсутствует вовсе, а на тех, что наиболее подвержены воздействию солнца, мех очень толстый. Как уже говорилось выше, потребление солнечного тепла у верблюда снижается за счет теплоизолирующего горба и толстого меха на спине. Температура поверхности меха на спине верблюда может достигать 70–80 °C (158–176 °F) при нормальном солнечном свете, не нанося вреда животному. Дело в том, что такие температуры воздействуют только на наружный слой меха. Сама кожа не может перенести такую температуру, и, оставленная голой, без регуляции, она быстро нагреется до этого состояния под воздействием прямых солнечных лучей. Верблюды не позволяют температуре поверхности своей кожи превышать 45 °C (113 °F). Есть только одно средство снижения температуры кожи: потоотделение, которое в условиях жаркой пустыни является основным водоотводом верблюдов и людей. Сравнивая потери воды у голых (стриженых) и обычных верблюдов, Кнут Шмидт-Нильсен обнаружил, что стриженый верблюд потерял летом на 50 % больше воды, чем полностью покрытый мехом.

Основным источником тепла во время активности, конечно же, является внутреннее тепло, вырабатываемое в результате метаболизма тела. Хотя дневная температура воздуха в пустыне может регулярно достигать 40–45 °C (104–113 °F), ночью она обычно резко падает и едва превышает 30 градусов. Верблюды, лишенные воды, пользуются преимуществами ночных низких температур, понижая температуру тела до 34 °C (94 °F). Днем они позволяют температуре тела достигать 40,4 °C (104,7 °F). Низкая температура тела в ночное время суток снижает скорость обмена веществ в состоянии покоя и, следовательно, выработку внутреннего тепла. Относительно низкая температура тела по утрам также ведет к тому, что в начале пути верблюды идут медленно, зато какое-то время их температура тела не повышается и не требует потоотделения или остановки.

Кроме того, чем выше температура тела, которую они могут вынести, тем дольше они могут задерживать расход воды для терморегуляции (с другой стороны, напившись, верблюды регулируют температуру своего тела в гораздо более узких пределах — 36–39 °C (97–102 °F). Кажущееся неумение верблюда регулировать температуру тела, как и медленный темп, долгое время считались недостатком. Однако и то и другое — изящные приспособления для хорошей выносливости при длительных переходах по пустыне. Неизвестно, являются ли их эволюционные решения, связанные с выносливостью и экономией воды, результатом многовекового воздействия тепла и жажды, генетического кода или того и другого вместе. Наша собственная температура тела, как и у верблюда, опускается по ночам на 2–3 °F (1–1,5 °C) ниже «нормальной», и с ней падает частота сердечных сокращений. Большинству из нас требуется время, чтобы разогреться и набрать скорость.

Таким образом, верблюды способны преодолевать большие расстояния в жару по пустыне, потому что они мастерски экономят воду. Это достигается за счет медленного старта при относительно низкой температуре тела и переносимости обезвоживания и высокой температуры тела. Они по возможности снижают температуру тела, защищаясь от солнца, и обладают замечательным набором физиологических приспособлений, которые сводят к минимуму расход воды для выделения отходов жизнедеятельности. Химический состав их крови помогает им спокойно переносить обезвоживание.

Обсудите в соцсетях

Главные новости

27.09 17:44 Азербайджан ввел военное положение в ряде регионов из-за эскалации конфликта в Нагорном Карабахе
27.09 17:00 Премьер Армении потребовал сдержать Турцию от вмешательства в конфликт в Нагорном Карабахе
27.09 16:29 Гран-при России Формулы-1 выиграл Боттас, Квят пришел восьмым
27.09 16:00 Хакеры взломали трансляцию белорусских госканалов и пустили в эфир видео с избиениями протестующих
27.09 15:05 В центр Минска стянуты бронемашины и военные. Сегодня должна пройти «народная инаугурация» Тихановской
27.09 14:32 Ранивший двоих ножом у бывшей редакции Charlie Hebdo пакистанец хотел отомстить за карикатуры на пророка
27.09 14:00 Под Калининградом автобус столкнулся с грузовиком, есть погибшие
27.09 12:38 Макрон призвал Лукашенко добровольно оставить пост президента
27.09 12:00 Армения ввела военное положение и объявила всеобщую мобилизацию
27.09 11:21 Нагорный Карабах объявил военное положение, в республике начата мобилизация
27.09 11:02 В России выявили 7 867 новых случаев коронавируса, в Москве за сутки заразились более 2 тыс. человек
27.09 10:25 В Ступино рухнул наземный переход, 25 человек пострадали
27.09 10:00 Армения и Азербайджан ведут боевые действия на границе
27.09 09:19 Почти 33 млн человек в мире заражены коронавирусом, число умерших приблизилось к миллиону
26.09 17:43 «Другая Россия» объявила о самороспуске. Вместо нее будет сформирована партия «Другая Россия Э.В. Лимонова»
26.09 17:00 Гигантскую крысу-сапера наградили в Камбодже золотой медалью. Она помогла обнаружить 39 мин
26.09 16:22 Байден пригрозил России «последствиями» за вмешательство в американские выборы
26.09 16:00 В Минске силовики начали задерживать участников «Женского марша протеста»
26.09 15:01 В Хабаровске возбудили первое с начала протестов уголовное дело против участника митингов в поддержку Фургала
26.09 14:47 Флорида отменяет все ковид-ограничения. США остается на первом месте в мире по распространению коронавируса
26.09 14:00 Власти Московской области рекомендовали уйти на карантин пенсионерам
26.09 12:27 За сутки в России выявили еще 7 523 случаев коронавируса
26.09 12:00 Один из двух выживших в катастрофе Ан-26 курсантов умер в больнице
26.09 11:28 В Москве за сутки выявили почти 1,8 тыс. новых случаев ковида. Это максимум с начала лета
26.09 11:03 МакГрегор анонсировал боксерский поединок с Пакьяо
26.09 10:43 Почти миллион человек умерли в мире от коронавируса. Количество инфицированных превысило 32,5 млн человек
26.09 10:00 В Хабаровске люди 78-й день подряд вышли в поддержку Фургала. Их попытались заглушить классической музыкой, Дегтярев требовал навести порядок
26.09 09:11 В катастрофе Ан-26 погибли 25 курсантов
25.09 21:43 Под Харьковом разбился военный самолет Ан-26. На его борту могли находиться курсанты
25.09 21:13 СК предъявил обвинение сыну вице-губернатора Брянской области Резунова по делу о смертельном ДТП
25.09 20:37 «АхУхВау»: в Хакасии представили туристический бренд республики
25.09 20:02 Адвоката Колесниковой оштрафовали за неповиновение белорусской милиции
25.09 19:28 МИД РФ предположил, что отравление Навального — постановка
25.09 18:52 Норвегия и Швеция отказались признать Лукашенко президентом Белоруссии
25.09 18:32 Волгоградская ФАС оштрафовала Sunlight за смс фейковым уходом с рынка
25.09 17:59 Правительство Израиля ввело ограничения на вылеты из страны
25.09 17:41 Биржевой курс евро впервые с 11 февраля поднялся выше 91 рубля
25.09 17:10 «Открытые медиа»: в Кремле обсуждают возвращение карантина при 10 тыс. заболевших в день
25.09 17:05 Минздрав планирует внести препараты от COVID-19 в список жизненно важных
25.09 16:20 Прокуратура Красноярского края потребовала ликвидировать «Церковь последнего завета»
25.09 16:14 Путин предложил США и другим странам заключить соглашение о невмешательстве в выборы
25.09 15:38 В мэрии Москвы решили не штрафовать пенсионеров за выход из дома
25.09 15:17 «Интерфакс»: правительство готово ускорить вакцинацию от COVID-19 на фоне роста заболеваемости в России
25.09 14:59 Netflix покажет первый российский документальный фильм. Это лента о тюрьме «Кресты»
25.09 14:26 В Челябинской области завели уголовное дело из-за сбыта героина против 90-летней пенсионерки
25.09 14:00 Хромированную сталь впервые получили в XI веке в Персии
25.09 13:57 В Париже у здания Charlie Hebdo неизвестный напал с ножом на прохожих. Есть раненые
25.09 13:20 Роспотребнадзор потребовал от россиян сократить посещение общественных мест в связи с ростом COVID-19
25.09 12:22 Вице-мэра Ялты уволили за поддержку протестов в Белоруссии и обвинения в адрес российских силовиков
25.09 12:00 В Швеции нашли захоронение собаки времен неолита
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Болгария Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростех Ростуризм СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Хакасия Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы безработица бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес благотворительность блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество здоровье землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны смертность социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие хроники обнуления эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Аль-Каида Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД новость20летназад Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.