Наталья Долина (rbng1) wrote,
Наталья Долина
rbng1

Category:

Белые медведи не мерзнут, потому что они белые

27 февраля отмечается День белого медведя. Эти свирепые хищники, могучие хозяева Арктики сегодня находятся в очень уязвимом положении. Разработка месторождений полезных ископаемых, глобальное потепление, словом, результат человеческой деятельности – вот он, главный враг белого медведя. А между тем, нам есть чему у него поучиться, например, в области теплоизоляции.


Свирепый хищник белый медведь обитает в суровых климатических условиях. Вес взрослого самца может достигать 1 тонны, а вот еда в количестве достаточном, чтобы обеспечить зверя энергией, есть не всегда. Тем более что значительная часть энергии уходит на поддержание температуры тела. Должна быть какая-то хитрость, позволяющая белым медведям адаптироваться к холоду и сохранять температуру тела, которая колеблется в районе +37 градусов Цельсия, а во время сна доходит до +40 градусов. Ученые не только выяснили некоторые подробности об устройстве терморегуляции у полярных хищников, но и планируют взять кое-что на вооружение.
Чтобы пережить зиму, бурые и черные медведи впадают в спячку. Зоологи давно задавались вопросом: как переживает холода белый медведь? Несмотря на суровые условия, в спячку уходят только беременные самки, самцы же делают это редко и на непродолжительное время.
Один из медвежьих секретов – оксид азота (NO). Оксид азота участвует в регуляции систем внутри- и межклеточной сигнализации, с нарушением метаболизма NO связаны такие заболевания, как ишемическая болезнь сердца, инфаркт миокарда, бронхиальная астма, невротическая депрессия, эпилепсия и др. Кроме того, благодаря оксиду азота питательные вещества преобразуются в энергию и тепло.
Команда исследователей из Университета Буффало (США) во главе с Шарлоттой Линдквист сравнила геномы бурых и белых медведей. Выяснилось, что у двух этих близких видов существуют отличия в клеточном дыхании. В геноме белых медведей были обнаружены последовательности, благодаря которым возможна «тонкая настройка» тепло- и энергообмена в зависимости от температуры окружающей среды и питания. «Клетка начинает производить энергию при высоких уровнях оксида азота. При низких уровнях оксид азота сам регулирует, когда и где клетки должны производить тепло», – поясняет один из авторов исследования Андреана Уэлч.
Не стоит также забывать и об уникальных свойствах меха белого медведя. Как при толщине всего в 5 сантиметров он не позволяет животным замерзнуть? «Почему нам нужно как минимум 60 см минеральной ваты, чтобы поддерживать 20 °С при температурах около -5 °С? И почему мех полярного медведя лучше, чем то, что у нас есть для утепления домов?», – задалась вопросом Присцилла Симонис из Намюрского университета (Бельгия).
Передача тепла возможна только от более теплого к холодному, гласит второй закон термодинамики. Один из способов передачи тепла – инфракрасное излучение. Чем более разреженный газ, тем хуже его теплопроводность, поэтому шерсть и перьевой покров животных, обитающих в высоких широтах, имеет много воздушных полостей. Исследователи смоделировали процесс переноса тепла в условиях, когда волокна шерсти или перьев становятся своего рода ловушками ИК-излучения и препятствуют удалению тепла от источника. Согласно построенной исследователями компьютерной модели, дело не только в структуре меха или пуха, но и в цвете. Материалы черного цвета, поглощающие все излучения, оказались менее эффективными по сравнению со светлыми. Ученые выяснили, что повторяющееся рассеивание ИК-излучения между многочисленными слоями пуха или меха светлых цветов замедляет процесс остывания.
По мнению доктора Симонис, такая блокировка теплопереноса, сформировавшаяся в процессе эволюции у животных, обитающих в полярных регионах, обеспечивает эффективную термоизоляцию. И становится понятно, почему белый медведь, которому не от кого скрываться в арктических снегах, все равно белого цвета – потому что в белом теплее. Ученые считают, что эти результаты могут помочь в разработке новых способов теплоизоляции.
Автор: Юлия Смирнова

Источник: www.nkj.ru



Подробнее см.: http://www.nkj.ru/news/23831/ (Наука и жизнь, Белые медведи не мерзнут, потому что они белые)
Tags: зверята, наука
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments