Приспособления млекопитающих к климатическим особенностям среды

04.02.2016

Приспособления к температурным условиям. Млекопитающие — животные гомотермные, с постоянной температурой тела. Это делает их в общем животными эйритермическими, способными переносить значительные колебания температуры, которые в полярных странах доходят до 60 и 70°. Выравнивание температуры тела достигается у млекопитающих путем усиленной продукции тепла и уменьшения его отдачи благодаря сжатию периферических сосудов при понижении температуры воздуха или усиления отдачи тепла, благодаря расширению периферических сосудов и усиленной деятельности потовых желез при повышении окружающей температуры.
Кроме того, более или менее независимыми от температурных колебаний млекопитающих делает их волосяной покров.
Сильное развитие волосяного покрова как защитного средства наблюдаем мы у животных холодных стран и высоких нагорий. Такое значение имеет густая и длинная шерсть яка (Poephagus grunniens) (рис. 643), поднимающегося до высоты 5 200 м, густой мех рыжего хомяка (Cricetulus fulvus), горных полевок (Alticola), памирского зайца (Lepus pamirensis) и др. Из северных животных образцом животного, защищенного от холода густыми волосами, являются северный олень (Rangifer tarandus) и мускусный бык (Ovidos moschatus), а также представители полярных грызунов: лемминг (Myodes), полярный заяц, песец (Alopex alopex). Шерсть полярных животных отличается своей длиной, шелковистостью и густым подшерстком. У мелких млекопитающих она покрывает все тело, даже ступни. Длинная шерсть на хвосте песца служит ему как бы покрывалом, когда он свертывается в клубок во время сна. Волосы северного оленя заключают в себе воздух, а потому являются еще более плохим проводником тепла.

Приспособления млекопитающих к климатическим особенностям среды

Волосяной покров мелких животных, которые роется под снегом и всегда могут укрыться там от ветра, бывает мягок и шелковист; наоборот, не могущие укрыться от ветра более крутые животные имеют шерсть более жесткую, грубую.
Так как у крупных животных относительно к объему поверхность тела меньше, чем у мелких, то мелкие животные вырабатывают по сравнению с крупными меньше тепла, а излучают его сравнительно много; поэтому они нуждаются в более теплом мехе. Так, у северного оленя длина каждого волоска составляет лишь небольшую часть диаметра тела, а у лемминга, живущего с оленем в одних и тех же местах, длина волоса равна диаметру тела или даже превосходит его. Таким же приспособлением к защите от охлаждения может служить увеличение размеров животных, обитающих в холодных странах, по сравнению с особями того же или близкого вида из более теплых стран. Это правило, установленное Бергманом, подтверждается и на млекопитающих. Так, например, с юга на. север увеличиваются размеры зайцев — русаков и беляков, медведей и др.
В качестве приспособления к изменениям температуры в течение года следует рассматривать и периодическую смену волосяного покрова. Смена постоянная, непрерывная не имеет приспособительного характера к изменению температуры по сезонам и является более древним свойством, унаследованным от далеких предков. Сезонная линька связана с приспособлением к сезонным изменениям температуры. Зимняя шерсть бывает более густой и длинной, летняя — более короткой и редкой. Приурочивается линька в холодных и умеренных странах к осени и весне или же только к началу осели. Смена шерсти происходит иногда очень быстро. Так, например, мускусные быки уже в течение нескольких дней после выпадения первого снега одеваются в зимнюю шерсть, так же быстро сменяя ее весной.
Запасаемый на зиму под кожей жир имеет также и защитное от холода значение.
Зимняя и летняя спячка являются приспособлением к неблагоприятным климатическим сезонным сменам. Она наступает, однако, не под непосредственным влиянием изменения температуры, а вследствие недостатка пищи или воды, наступающего благодаря изменениям температуры.
Зимняя и летняя спячка — глубоко отличное от обычного сна явление. Летняя спячка зависит от недостатка воды. Примером может служить желтый суслик в Туркестане (Citellus fulvus), бодрствующий 3,5 месяца в году, а остальное время предающийся спячке. Засыпает он, уходя глубоко в нору в конце мая, когда окружающая растительность пустыни совершенно выгорает, становясь сухой. В лёссовой пустыне, где живет этот суслик, нет воды, и свежая растительность является единственным источником воды, необходимой для нормального обмена веществ. Такой же летней спячке подвергается американский колумбийский суслик (Citellus columbianus).
На Мадагаскаре впадает в летнюю спячку тенрек (Centetes ecaudatus), мелкие лемуры (Otolemur, Chirogale).
Физиологические явления, сопровождающие летнюю спячку, невидимому, одинаковы с теми, что наблюдаются при зимней спячке.
Что зимняя спячка связана с недостатком пищи, вызванным низкой температурой, ясно из состава залегающих в спячку животных. Засыпают насекомоядные (Insectivora) и летучие мыши (Chiroptera), питающиеся насекомыми, которых зимой они достать не могут. Засыпают суслики, тушканчики, сурки, питающиеся степными и альпийскими травами. Te же представители грызунов, которые запасают на зиму пищу, не засыпают, например, полевки (Microtus). Также не засыпают крот (Talpa) и землеройки (Soricidae), относящиеся к насекомоядным: крот живет под землей и может добывать себе пищу в течение всей зимы, землеройки же вообще хищничают, нападают на мышей и тоже не остаются без пищи. Из хищных млекопитающих засыпают медведь (Ursus) и барсук (Meles); первый питается главным образом растительной пищей, которую не может добыть зимой, второй же — смешанной пищей, причем из животных он ест главным образом низших, недоступных зимой. При этом впадают в спячку медведи и барсуки, обитающие в более холодных областях; кавказские и закавказские медведи и барсуки в спячку не впадают.
Продолжительность спячки зависит от продолжительности периода недостатка пищи. На севере и в высокогорной области она продолжительнее, чем на юге и внизу. Упомянутый выше Citellus Columbia iras на 10 дней спит меньше на южных склонах холмов, чем на северных, где инсоляция меньше и вегетация запаздывает.
Животные, делающие на зиму запасы, спят с перерывами. Другие животные, как летучке мыши, запасов не делают, спят не просыпаясь, даже не выделяя мочи, что делают, например, сурки, просыпающиеся для выделения мочи или кала.
Для спячки выбираются места укрытые, защищенные от холода: норы, дупла деревьев, берлоги. Животное свертывается при этом в шар, чем достигается уменьшение поверхности тела, излучающей тепло. Летучие мыши обертывают свое тело крыльями, как плащом, что ведет к той же цели.
Обмен веществ у спящих животных замедляется, дыхание становится медленным. Именно это ослабление обмена веществ является причиной понижения температуры у спящих зиму животных. У суслика было обнаружено понижение до 2°, у летучих мышей до 7—7.2°.
Температура спящих зиму млекопитающих находится в зависимости от окружающей среды. Так, у сурка при внешней температуре 10,5°, 6,2°, 5,5°, 10,8°, 8,25° температура животного 10,6°, 5,4°, 5.9°, 12,1°, 8,25°.
Таким образом, получается сходство с пойкилотермными, так называемыми холоднокровными животными.
Перед спячкой млекопитающие накапливают много жира. Сон, по-видимому, наступает лишь тогда, когда накопится достаточное количество жира. В неволе спящие зиму животные не засыпают, если они не накопили достаточно жира; наоборот, очень жирные животные засыпают уже летом. В этой зависимости засыпания от накопления жира, несомненно заключается большая приспособленность, так как без этого засыпающее животное было бы обречено на голодную смерть, ибо во время спячки жир служит материалом для поддержания жизни. Просыпающиеся весной животные бывают очень худы.
Физиологическая причина, заставляющая спящих зиму животных по наступлении холодов залегать в спячку, еще не выяснена. По-видимому, такой причиной является непосредственное влияние низкой температуры в связи с известным состоянием организма к этому времени. Выть может, и накопление жира играет здесь известную роль.
К спящим зиму и спящим лето животным относятся: летучие мыши, ежи, тенрек, енот, барсук, соня, хомяк, некоторые мыши, тушканчики, сурки, белки, суслики, бурундуки, летяги, некоторые лемуры, ехидна и утконос. Причислить медведей к подверженным зимней спячке животным не совсем легко. Они ложатся в берлогу и спят гораздо больше, чем летом, потребляя в это время собственный жир, но все же это не настоящая спячка, и они очень легко от нее пробуждаются. Во время этой так называемой спячки у медведей в феврале сходит кожа с подошв, почему они и сосут лапы. Спячка помогает им переждать неблагоприятное время. Что это не настоящая спячка, показывает п то обстоятельство, что медведица в январе мечет детенышей. Самцы и холостые самки белых медведей бодрствуют всю зиму. Беременные же самки с осени накапливают много жира и дают снегу занести себя, причем для дыхания остается небольшое отверстие. Здесь самка мечет детенышей, кормя их молоком за счет накопившегося жира до того момента, пока медвежата не подрастут.
На ряду с рассмотренными выше пассивными приспособлениями к неблагоприятным температурным условиям, млекопитающие приобрели в борьбе за существование целый ряд активных приспособлений, обусловленных большой подвижностью этих животных. Сюда относятся передвижения, а также зарывание в землю, копание нор, укрывание под камнями и деревьями. В норах и под камнями температура гораздо ровнее, мягче, не испытывает тех резких колебаний, которые испытывает температура воздуха. В Тибете, например, на высоте 5 200 м температура под камнем дает в течение суток колебание 7°, тогда как рядом на воздухе она колеблется в пределах 24°. В норах температура еще ровнее. Пеструшки, или норвежские лемминги, прогрызают в слое мхов и лишаев, которыми покрыта тундра, ходы, проходящие под кочками и под корнями низкорослой полярной березы. Здесь они и проводят день, выходя через отдушины в снегу. Роют ходы полевки (Microtinae), сурки (Marmota), обитатели альпийской зоны, и другие. В жарких пустынях большинство млекопитающих укрывается в норах днем и проявляют свою деятельность вечером, утром и ночью. И это в одинаковой степени относится к представителям разных систематических групп: насекомоядных, грызунов, хищных и др.
Запасание корма на зиму имеет также защитно-приспособительный характер к неблагоприятным изменениям температурных условий по сезонам.
Такую заготовку корма мы видим у пищух (Ochotona) в альпийской зоне, которые на зиму не засыпают, а делают запасы корма, складывая под камни, где находятся их норы, стожки сена. Делает запасы и песец, когда имеет пищу в изобилии.
Кочевки млекопитающих. Одним из средств, при помощи которых млекопитающие избавляются от тяжелого времени в связи с колебанием температуры, являются перекочевки. Ho, надо сказать, что здесь температура и вообще климат действуют обычно не непосредственно, а тем, что вызывают недостаток пищи.
Такие перекочевки млекопитающих особенно заметны в горах: как только там выпадут снега и температура упадет ниже известных границ, ряд высокогорных животных спускается вниз, где меньше снега, теплее и легче добыть пищу. Горные козлы (Capra sibirica), серны (Rupicapra), косули (Capreolus), олени (Cervus), барс ирбис (Leopardus uncia), медведи (Ursus) и др. спускаются в нижерасположенные места. Весной с таянием снегов эти животные постепенно поднимаются все выше в горы.
В равнинах такие сезонные перекочевки имеют место или там, где выпадают глубокие снега, или там, где бывают более суровые зимние условия. Так, северные олени из тундры откочевывают о полосу криволесья; из районов с более глубоким снежным покровом откочевывают в менее снежные районы; куланы и антилопы дзераны уходят из высоких холодных полупустынь в более северные, по менее холодные равнины.
Переселение млекопитающих животных наблюдается и в совершенно иных условиях, например, во внутренней и Южной Африке, где огромные стада жвачных животных, зебр и слонов, периодически передвигаются через огромные пространства по направлению то к северу, то к югу, в зависимости от чередующихся периодов дождей и засухи.
Зависимость от света. Среди млекопитающих можно различить дневных, ночных и сумеречных. Зависимость здесь стоит в связи с добыванием пищи и избеганием врагов и конкурентов, а отчасти и от неблагоприятных климатических условии. Среди ночных млекопитающих опять-таки есть такие, что ведут более или менее исключительно ночную жизнь, — глаза у них приспособились к ночной жизни. Другие же млекопитающие, охотясь преимущественно ночью или в сумерках, отлично видят и днем.
Примером животного чисто дневного могут служить сурки или суслики. Ночью они спят. Другой пример дневного животного и суточной периодичности представляет нам горный козел (Capra sibirica). Ночью стадо спит под прикрытием скал. С раннего утра оно просыпается и начинает медленно взбираться вверх по склонам ущелья, пощипывая траву. К восходу солнца стадо добирается до гребня. Покормившись, козлы начинают спускаться вниз к водопою. Напившись, снова поднимаются кверху и располагаются на отдых. Затем снова спускаются к водопою и, напившись, поднимаются немного вверх, располагаясь под скалами на ночлег.
Пример ночного животного дает нам дикобраз (Hystrix hirsutirostris и другие виды). День он проводит в норе, вырытой им, или заняв для этого расселину в горе, ночью же выходит для отыскивания пищи. Австралийский утконос (Ornitiiorhynchus) является примером животного сумеречного.
Приспособление к ночному образу жизни сказывается, в ряде приспособлений, во-первых, в сильном увеличении глаза, что стоит в связи с получением на сетчатку возможно большего количества световых лучей. Это требует способности к особо сильному сокращению со стороны зрачка, который может иногда сокращаться до размеров точки, как, например, у кошки. Такое чрезмерное увеличение глаз мы наблюдаем в сильной степени у ведущего ночной образ жизни долгопята или маки домового (Tarsius tarsius). У этого животного и у ночных животных вообще наблюдается расположение глаз с почти параллельными осями, сопровождаемое укорочением челюстей.
Очень часто у ночных животных развиваются огромные уши, свидетельствующие о сильном развитии слуха. Мы видим такие уши у ряда лемуров: ушастого маки, или галаго (Galago galago) (рис. 644), ай-ай, или руконожки (Chiromys madagascarenis), у упомянутого выше долгопята (Tarsius). Сильно развиты уши у маленькой степной лисицы фенека (Megalotis zerda), а также у летучих мышей, большинство которых летает в сумерки и в ранние часы ночи, пользуясь, поводимому, главным образом слухом для отыскания своей добычи — насекомых. Голые уши летучих мышей, богатые нервными окончаниями, служат также и органами осязания па ряду с летательной перепонкой и кожистыми выростами на голове.
Окраска. Несомненно, в зависимости от спета находится окраска млекопитающих. Обычно кожа у них бывает не окрашена. Пигмент сосредоточивается в волосах. На ряду с пигментом окраска зависит и от структуры поверхности волоса и от содержания в нем воздуха.
Мы еще очень мало знаем о действительных причинах появления той или иной окраски, что принуждает нас остановиться преимущественно на фактах окраски, не вдаваясь каждый раз в их объяснение.
Окраска млекопитающих редко бывает одноцветной. Волосы большей частью состоят Из разноцветных колец, из совместного действия которых и получается или смешанный цвет или рисунок. Есть основание думать, что наиболее примитивной окраской является продольнополосатая, путем разрыва полос переходящая в пятнистую. Последняя же путем слияния пятен переходит в поперечнополосатую.
Наиболее интересными являются, конечно, случаи покровительственной окраски, очень частые и у млекопитающих. По поводу нее можно лишь повторить то, что было выше сказано о покровительственной окраске других классов. Если речь идет об однообразной, малозаметной окраске, то с покровительственным значением ее можно согласиться.
Приспособления млекопитающих к климатическим особенностям среды

Ho, когда речь идет о покровительственной якобы окраске зебры или тигра, дело меняется. По распространенному мнению, полосы на их теле имитируют тень, падающую на них. Ho среди зарослей па них падали бы на самом деле эти тени. Зачем тогда рисунок, и зачем зебре или тигру вечно носить за собой даже на открытом месте, на солнце, изображение этих теней? Оно делает их сразу заметными. Далее, зебры пасутся всегда вместе с антилопами, жирафами, которые окрашены совершенно иначе. Наконец, тигр живет не только в джунглях, где его полосатость могла бы подражать теням, — он живет и в снегах Сибири, имея ту же полосатую окраску. Многие млекопитающие, имеющие якобы покровительственную пустынную окраску, не могут ею пользоваться, ибо являются животными ночными, днем же снят, свернувшись в поре, например, тушканчики (Alactaga, Dipus). Сумчатый крот (Notoryctes) живет под землей, а окрашен в песчаный цвет. Наконец, самое представление об окраске животных, как о чем-то однообразном, весьма схематично: окраска большинства видов сильно вариирует.
В полярных странах большинство животных бело, но и здесь трудно говорить всегда с уверенностью о покровительственной окраске, ибо мы сразу натолкнемся па ряд противоречий. Почему, например, белый медведь (Ursus maritimus) бел и летом, когда белая окраска бросается в глаза?
Нисколько не сомневаясь в существовании и большом экологическом значении покровительственной окраски, мы считаем необходимым предостеречь от упрощенных объяснений в этом вопросе и от излишней схематизации.
Помимо покровительственной окраски, выражающейся в общем тоне окраски или в рисунках, особенно замечательна способность многих млекопитающих менять летнюю серую и бурую покровительственную окраску на белую покровительственную окраску зимой. Такую сезонную перекраску мы встречаем из северных млекопитающих: у зайца-беляка, песца, горностая, ласки. Такая окраска может иметь не только покровительственное значение, но и является более теплой, так как содержит в волосе воздух.
Вообще цвет окраски может служить защитой от излучения, от вредного воздействия лучей солнца или, наоборот, для большего поглощения лучей определенного значения.
Зависимость от влаги. Влажность воздуха, несомненно, является одним из существенных факторов, определяющих жизнь млекопитающих и их распространение. Влажность влияет, действуя на животных и непосредственно и косвенно. Хорошо известно, что в сыром климате развиваются различные болезни, вызываемые животными организмами: малярия, лейшманиоз, пироплазмоз и т. п. Эти болезни могут ограничивать млекопитающих в их распространении. Чрезмерная влажность воздуха является гибельной для многих животных степей и пустынь. Примером является верблюд, который не может жить долго в слишком влажном климате.
Целый ряд млекопитающих, подобно верблюду, оказывается приспособленным к чрезвычайной сухости воздуха и довольствуется минимальным количеством влаги. Это — млекопитающие пустынь. Примером может служить упомянутый желтый суслик (Citellus fulvus), для которого единственным источником воды является свежая растительность. С уменьшением содержания воды в растениях суслик становится вялым и скоро засыпает. Другие члены того же биоценоза, как песчанка Эверсмана (Gerbillus eversmanni), живущая в тех же условиях, довольствуется водой, заключающейся в семенах растений, и не засыпает по окончании вегетации.
Наоборот, другие млекопитающие требуют для себя влаги, без которой быстро умирают. Недостаток пресной воды часто бывает причиной массовой гибели животных. Такая массовая гибель млекопитающих наблюдается в пампасах Южной Америки во время засухи и описана была Дарвином. Засухи часто являются причиной довольно правильных переселений. Антилопы и другие копытные в Африке но высыхании ручьев и рек переселяются па сотни километров туда, где нет такой засухи.
В виду сказанного большие пояса пустынь являются весьма важными препятствиями на пути расселения влаголюбивых животных. Сахара в Африке образует для целых групп животных границу (граница между палеарктической и эфиопской областями).
Ho во всяком случае температура оказывает большее влияние, нежели влажность. Следующий пример наглядно это показывает. При сравнении влажной восточной и ксерофитной (сухой) западной частей Сонорской подобласти в Сев. Америке мы видим, что сухая часть отличается от влажной наличием в ней 1 семейства и 34 родов птиц и млекопитающих, которых нет в последней. Влажная часть в свою очередь имеет 1 семейство и 11 родов, которых нет в сухой. Общими для той и другой части являются 25 семейств с 58 родами. В то же время вся Сонорская подобласть, расположенная широтно, отличается от расположенной широтно же Неарктической или Канадской подобласти 18 семействами и 141 родом, Неарктическая же подобласть от Сонорской — 9 семействами и 70 родами. Общими же той и другой оказываются всего 26 родов.
Прямое влияние осадков сказывается, например, па сусликах. Ливневые дожди при определенной интенсивности заливают норы сусликов и нередко являются причиной их массовой гибели, особенно если после дождя бывает холодная ночь. Глубокие снега и заносы, особенно гололедица, очень опасны для многих животных, не впадающих в спячку: зайцев, мышей.
Косвенное влияние осадков на животных через растительность еще больше. За годы 1929—1933 заповедная степь в Аскания-Нова резко меняла свои летние аспекты благодаря преимущественному развитию разных представителей растительности, что сейчас же отражалось на мире насекомых, а также и на позвоночных.
Недостаток влаги вызывает иногда правильные сезонные перекочевки млекопитающих. Так, в центральной и южной Африке, в областях, где ежегодно происходит смена сухого периода периодом дождей, наблюдается массовое передвижение антилоп, зебр и слонов с юга на север и с севера на юг.