Александр Никольский
Занимательная зоология
Естественная щетка
Помажьте руку чем-нибудь таким, что любит лизать кошка, – например, молоком или соком сырого мяса, – и дайте кошке полизать. Вы заметите, что язык ее царапает кожу, как жесткая щетка. Роль такой щетки играют острые и жесткие шипики, которыми усажена верхняя поверхность языка кошки. Этой щеткой кошка чистит свою шерсть. Известно, что эти животные отличаются исключительной чистоплотностью. Кошка умывается не меньше десяти раз в день, при этом языком она может вычистить почти всю шерсть своего тела. Только на голове шерсть недоступна для языка, но и тут кошка находит способ почиститься. Она смазывает слюной лапу, а потом лапой проводит по шерсти головы. Необыкновенная чистоплотность кошек выражается еще в том, что они постоянно закапывают свой помет и мочу.
Такая чистоплотность, свойственная всем представителям семейства кошачьих, находится в связи со способом ловли ими добычи. Кошка не догоняет добычу, как это делают, например, волки, а подстерегает ее в засаде, причем подпускает ее на расстояние своего прыжка. Поэтому для кошек необходимы всякого рода приспособления к тому, чтобы по возможности дольше оставаться незаметными. Для этого служит кошкам мимикрическая окраска их шерсти, то есть окраска под цвет окружающей обстановки, и для той же цели служит их чистоплотность. Не будь кошки столь чистоплотны, они не могли бы оставаться незаметными на коротком расстоянии своего прыжка. Добыча по запаху могла бы догадаться о присутствии врага и заблаговременно удалиться. У крупных кошек, как, например, у тигра, щетка языка до такой степени жестка, что тигр слизывает языком кожу человека.
Зачем играют молодые животные?
То, что детские игры животных имеют какое-то значение в жизни, видно из того, что они очень распространены в царстве животных. Играют котята, щенки, поросята, медвежата, даже телята и жеребята, играют такие животные, которым, по-видимому, игры совсем не к лицу, например тюлени, сивучи, и даже муравьи устраивают потешные потасовки, таская друг друга за челюсти без всякой злобы, исключительно ради игры. Особенно же усердно занимаются играми те животные, которым во взрослом состоянии приходится драться и вообще прибегать к силе, – именно молодые кошки и представители семейства собак.
О том, зачем играют молодые животные, вы скоро догадаетесь, если приглядитесь к тому, как играют котята и молодые собаки. Если на веревочке волочить по полу бумажку, котенок прячется за ножки стульев и поджидает, пока бумажка подойдет на расстояние прыжка. Тогда котенок прыгает и ловит бумажку. Он проделывает те движения, которые проделывают кошки, когда они ловят мышь. Котята любят также возиться друг с другом, устраивая потешные драки. В этих играх они упражняются в тех действиях, которые они будут проделывать серьезно, когда вырастут большими, то есть просто-напросто учатся ловить добычу и драться друг с другом. Щенки любят играть с тряпками, при этом таскают их по двору, трясут головой, и если два щенка ухватились за одну тряпку, то тянут ее в разные стороны. Они учатся ловить добычу и раздирать ее. Любят также они возиться друг с другом, устраивая потешные драки. Словом, игры служат для них упражнением и подготовкой к самостоятельной жизни.
Без всякого сомнения, молодые животные, играя, не думают о том, что они в своих играх подготовляются к такой жизни; они играют потому, что игры доставляют им удовольствие, но это обстоятельство нисколько не изменяет назначения игр. Природа в данном случае употребляет свой излюбленный прием. Когда она желает заставить животное что-нибудь делать, она устраивает так, что делание это доставляет животному удовольствие. Если бы самый процесс еды не доставлял животным удовольствия, то они не стали бы есть. Любовь к играм, как все другие полезные приспособления, развивалась путем естественного подбора. Именно те животные, которые в молодости больше других любили играть и играли, сделавшись взрослыми, выступали на арену борьбы за существование более других подготовленными, оставались победителями в этой борьбе, оставляли после себя потомство, которое наследовало любовь своих родителей к играм.
Детские игры у человека имеют то же значение и то же происхождение. Девочки любят играть в куклы, то есть упражняются в тех действиях, которые они будут проделывать, когда у них будут живые куклы – дети. Игры мальчиков носят характер спорта или состязания в силе, ловкости, находчивости.
Некоторые игры человеческих детей носят характер атавистический, то есть они состоят в таких действиях, которые в настоящее время никакой пользы принести не могут; но они приносили пользу в прежнее время, когда человек находился в состоянии дикаря. Так, дети и даже девочки любят лазить по деревьям. По нынешним временам это искусство особой пользы не приносит, но раньше оно спасало человека от преследования хищных зверей. В этом отношении дети походят на коз, которые очень любят карабкаться по крутизне, как бы вспоминая свое горное происхождение. Дети любят также играть в прятки. Опять-таки в настоящее время искусство прятаться едва ли может принести большую пользу, но в прежнее время оно спасало человека от многочисленных его врагов.
Отчего собаки высовывают язык, когда им жарко?
На юге и, между прочим, у нас в Одессе продают кувшины, в которых вода среди лета может сама собой охлаждаться. Кувшины сделаны из пористой глины, которая пропускает сквозь себя воду. Вода мелкими капельками выступает на поверхность кувшина, и, если его повесить где-нибудь на ветерке, она быстро сохнет. Вместо высохшей воды появляется новая, которая тоже сохнет, а всякое высыхание сопровождается поглощением тепла и охлаждением окружающего пространства и того предмета, на котором налита испаряющаяся жидкость. Если шарик термометра обвернуть тряпочкой и смочить ее какой-нибудь жидкостью – лучше всего испаряющейся быстро, например бензином или эфиром, – то термометр покажет сильное понижение температуры. Тело млекопитающих животных очень походит на такой кувшин, причем вместо воды из кожи их выделяется пот. Известно, что деятельность потовых желез усиливается во время жары. Выступающий на коже пот сохнет, а высыхание его сопровождается охлаждением тела. Благодаря потовым железкам млекопитающие могут выносить очень высокие температуры. На некоторых заводах рабочим приходится работать при температуре в 100 °C, и даже в 110°, а при 100° кипит вода. По-видимому, это невозможно, однако это факт, не подлежащий сомнению.
Конечно, такую температуру нельзя выносить очень долго; кроме того, в том помещении, где находятся люди, воздух должен быть сухим, потому что только при сухом воздухе пот будет сохнуть достаточно быстро и в достаточной степени охлаждать тело. Стоит только в это помещение пустить пары воды – и человек может свариться. Описанное значение потовых желез объясняет нам, почему человек легче выносит сильную жару при сухом климате, нежели не столь большой жар в сырых местностях. Из наших домашних млекопитающих только у собак потовые железы недоразвиты, поэтому собаки лишены возможности охлаждать свое тело описанным способом. Взамен того они употребляют другой способ. Когда им жарко, они разевают рот, высовывают язык и начинают дышать не носом, а ртом. При этом у них выделяется огромное количество слюны, которая покрывает язык и весь рот. Воздух, проходя через рот в полость легкого, заставляет слюну усиленно сохнуть; высыхание слюны вызывает охлаждение воздуха, так что в легкое попадает воздух в охлажденном состоянии, что содействует и охлаждению всего тела. Таким образом, у собак пот заменяется слюной.
Потовых железок нет ни у птиц, ни у пресмыкающихся, поэтому и они во время жары охлаждают себя тем же способом, как собаки. Когда очень жарко, вороны сидят, разинув рты; разевают рты и куры, и также ящерицы.
Большие поверхности в маленьком теле
В зоологии существует закон, по которому орган, по мере своего развития, увеличивает свою поверхность. Закон этот объясняется тем, что, по мере увеличения поверхности органа, работа его улучшается. У тритонов легкое имеет вид мешка с тонкими стенками, причем внутренняя поверхность этого мешка гладкая, так что дыхательная поверхность легкого равна только внутренней поверхности этих мешков. У лягушек легкие имеют вид тоже мешков, но внутренняя поверхность их покрыта ячейками. Если эти ячейки сложить вместе, то получится поверхность значительно большая, нежели в том случае, если бы таких ячеек не было. При таком устройстве легких воздух входит в соприкосновение с большим количеством крови, почему дыхание идет более интенсивно. У ящериц эти внутренние ячейки глубже, нежели у лягушек, почему дыхательная поверхность легких у них относительно больше. Еще больше она у птиц, у которых легкое по своему строению походит на губку, пронизанную многочисленными трубочками, а стенки этих трубочек ячеисты. У млекопитающих легкое представляет собой куст разветвленных трубочек, которые постепенно становятся все тоньше и тоньше, а самые тонкие трубочки, подходящие к поверхности легкого, кончаются пузырьком. Внутренняя поверхность этих пузырьков ячеиста. В этих-то пузырьках происходит соединение кислорода воздуха с кровью. Если их разостлать и соединить вместе, то получается парадоксальная по величине поверхность. В обоих легких человека насчитывают огромное количество таких пузырьков, которые вместе образуют поверхность в сотни квадратных метров, в то время как площадь поверхности всего человеческого тела в зависимости от роста и упитанности человека меньше пяти квадратных метров.
Еще более удивительные цифры получаются, если мы попытаемся определить поверхность красных кровяных шариков. Эти шарики, как известно, поглощают в легких кислород и разносят его по всему телу. Чем больше общая поверхность шариков, тем интенсивнее идет обмен газов, то есть дыхание. Поэтому у животных, по мере совершенствования их организации, количество и общая поверхность шариков увеличивается. У взрослого человека в одном кубическом миллиметре крови насчитывают около 5 миллионов красных шариков, общая масса крови равна приблизительно 44 тысячам кубических сантиметров. Считая поверхность каждого шарика равной 0,000128 квадратного миллиметра, получим общую поверхность всех кровяных шариков равной 2816 квадратным метрам. На такой площади земли можно развести хороший сад.
Почему маленькие больше боятся холода, нежели большие?
Из общежитейской практики нам известно, что дети более зябки, нежели взрослые люди, почему детей приходится одевать теплее. Причиной этого обстоятельства являются не какие-нибудь особенности в отправлениях детского организма, а только их маленькая величина. Известно, что и у животных чем меньше тело, тем труднее животному бороться с холодом. Причина этого явления, можно сказать, чисто геометрическая. Количество тепла, приготовляемого организмом в своем теле, зависит от объема тела: чем больше объем, тем больше в теле развивается животной теплоты. Количество же тепла, излучаемого в пространство, зависит от поверхности тела. Чем больше эта поверхность, тем скорее тело охлаждается. Объемы же тел относятся друг к другу, как кубы сходственных измерений, а поверхности – только как квадраты. Поэтому если животное растет, то объем его увеличивается быстрее, нежели поверхность. Представим себе куб, сторона которого равняется метру. Тогда вся его поверхность будет равняться 6 квадратным метрам. Представим, что куб этот вырос до того, что каждая сторона стала равняться 2 метрам. Тогда каждая поверхность куба будет равняться 4 квадратным метрам, а все шесть поверхностей составят 24 квадратных метра; стало быть, вся поверхность куба увеличилась в 4 раза. Первоначальный объем куба был равен 1 кубическому метру, но когда каждая сторона его возросла вдвое, а каждая поверхность возросла в 4 раза, то объем его, равный площади основания, помноженной на высоту, будет равен 8 кубическим метрам, то есть увеличится в 8 раз. Таким образом, в то время как поверхность куба увеличилась только в 4 раза, объем увеличился в 8 раз.
Поэтому у крупных животных объемы их тела по сравнению с поверхностями большие, а поверхности по сравнению с объемами – маленькие. Значит, тело крупных животных вырабатывает большое количество тепла и мало излучает его в пространство. Наоборот, у мелких животных объемы маленькие, а поверхности по сравнению с объемами большие. Поэтому мелкие животные вырабатывают в своем теле мало тепла, но много излучают его в пространство. Стало быть, иметь маленькое тело теплокровным животным – невыгодно. Эту невыгоду природа нашла, однако, средство до известной степени компенсировать. Для этого она снабжает мелких животных более теплыми покровами, или, вернее, покровами, лучше защищающими тело от излучения тепла в пространство. Так, у северного оленя длина каждого волоса значительно меньше поперечника тела, а у маленького, похожего на мышь, зверька пеструшки, живущей в том же климате, длина волоска почти равна толщине тела. У вороны кроющие тело перья короче толщины тела, а у крошечной синицы, зимующей в наших странах, длина каждого такого пера превосходит толщину тела. Синица зимой, особенно когда она взъерошит перья, имеет вид пухового шарика, в котором наружу торчит только хвост.
Как изменить цвет шерсти у животных?
У многих животных зимняя шерсть отличается по цвету от летней. Так, белка зимой серого цвета, а летом рыжего. Немецкому ученому Шульцу пришла в голову мысль: не содействует ли холод сам по себе появлению волос какого-нибудь определенного цвета? Чтобы проверить справедливость этого предположения, он проделал целый ряд опытов с кроликами.
Эти опыты вы можете проделать и сами. Сначала он выщипывал часть шерсти в виде пятна у белого кролика и держал этого кролика в теплом помещении. Шерсть выросла такая же белая, какая была раньше. Тогда у того же кролика он выщипал еще одно место и держал животное в холодном помещении. В этом случае на выщипанном месте выросла черная шерсть. У одного кролика он выщипал шерсть на всем бедре, а в этом месте кожа образует несколько складок. В глубине каждой складки кожа не подвергалась действию холода, потому что она была прикрыта здесь двумя соседними складками. Поэтому здесь выросли белые волоски; на тех же частях складок, которые не были прикрыты соседней кожей, выросли черные волоски, и в результате на бедре получились правильные черные полоски на белом фоне, чего у кроликов никогда не бывает (см. рис.). У другого кролика Шульц получил правильное треугольное пятно на одной стороне спины.
