Чувства животных и человека

Переселение куриных клещей ночью на теплые объекты иногда может привести к несколько неожиданным результатам. В электрических часах, висевших на стене одного курятника, скопилось так много паразитов, что остановился часовой механизм. Но даже в таком виде часы излучали тепло. Перед рассветом, однако, клещи уползли, и часы снова пошли. Возможно, на них упал ранний луч солнца, повысил их температуру на несколько градусов и выгнал клещей. Владелец курятника отнес часы в мастерскую, но там ему сказали, что они исправны. Тем не менее каждую ночь часы отставали на несколько часов. Так как часовщики работают только днем, пришлось проявить много изобретательности, чтобы найти истинную причину этого явления.

Излучаемое тепло, на которое реагируют клещи и комары, представляет собой невидимый инфракрасный свет, непосредственно следующий за красным в полном солнечном спектре. Очень много инфракрасных лучей испускает горячий утюг и совсем немного — теплокровное животное или моторчик работающих часов. Ночью можно осветить какие-нибудь объекты инфракрасными лучами, применяя специальную лампу с фильтром, задерживающим все лучи, на которые реагируют наши глаза. Но освещенные таким образом предметы можно увидеть только с помощью инфракрасных телескопов, таких, как «snooperscope» и «sniperscope», сконструированных первоначально для военных целей. Самое маленькое из известных нам приспособлений такого типа вместе с источником питания имеет вес и размеры обычного полевого бинокля. Более крупные устройства подобного рода вмонтированы в ракеты, такие, как «Sidewinder», которые предназначаются для поражения воздушных целей; они обнаруживают цель по более сильному инфракрасному излучению, исходящему от горячих двигателей и выхлопных газов. Инфракрасные телескопы применяются также в спутниках «глаз погоды», находящихся в сотнях километров от Земли, где с помощью инфракрасных солнечных лучей, отраженных от плотной земной атмосферы, они могут воспринимать своеобразные картины. С помощью волшебных телевизионных инфракрасных изображений, видеомагнитофонных пленок и коротковолновых радиосигналов эти картины могут быть переданы обратно на Землю; таким образом расширятся границы наших органов чувств в новых измерениях.

Уже после того, как были изобретены чувствительные к излучаемому теплу устройства, биологи обнаружили, что в течение миллионов лет гремучие и другие ямкоголовые змеи пользуются весьма сходными приемами при отыскании добычи в темноте. У них по обе стороны головы, между носом и глазами, имеются два конических углубления, обрамленных по краям особыми клетками, чувствительными к излучаемому теплу (инфракрасным лучам). Так как энергия такого типа, подобно свету, распространяется прямолинейно, эти чувствительные органы получают тепловую радиацию, идущую только по определенным направлениям. Если бы это были глаза, то мы могли бы говорить об их поле зрения, заметив, кстати, что змеи обладают бинокулярным зрением. Но поскольку это ямочные органы, то в лучшем случае мы можем описать их поля чувствительности как частично перекрывающиеся на строго определенном расстоянии от змеи, прямо перед ее головой. Оказывается, это как раз то предельное расстояние, на котором может поразить свою жертву змея, занимающая самую выгодную позицию — когда она лежит, свернувшись кольцом.

В поисках добычи змея медленно ползет и обследует землю и низкие кусты, стараясь уловить все, что теплее или холоднее окружающей среды. Температурная разница всего лишь в 0,0018 °C уже заставляет змею насторожиться. Затем она бесшумно приближается к живому объекту, будь то лягушка, охлажденная за счет испарения влаги с кожи, или спящая птица, или даже человек в спальном мешке. Используя свои перекрывающиеся конические поля тепловой чувствительности, змея может определить, когда именно она приблизится к животному на расстояние, достаточное, чтобы поразить его; она может также много узнать о позе и размерах возможной жертвы.

Казалось бы, вряд ли змеи могут напасть на животных, слишком больших по размерам, чтобы служить им пищей. Конечно, чувствительные углубления на голове гадюк дают им возможность атаковать ногу проходящего мимо человека или любую часть тела теплокровного животного, которая оказывается в непосредственной близости от них. Один из таких редких для Соединенных Штатов несчастных случаев произошел несколько лет назад в Новой Англии. В темноте змея укусила девочку, которая была слишком смущена, чтобы сказать об этом кому-нибудь. Девочка отошла от костра, чтобы «удовлетворить естественную потребность», и в это время змея внезапно укусила ее в теплое мягкое место, где вряд ли можно было наложить жгут. Однако нужно было обложить рану льдом, пока пострадавшую не доставят к компетентному врачу; тогда наверняка удалось бы спасти ее жизнь. При своевременном оказании медицинской помощи шансы на спасение столь велики, что ежегодно в англо-американских странах насчитывается меньше погибших от укусов змей, чем убитых молнией во время игры в гольф! Однако мы являемся до такой степени «дневными существами», что смертельно боимся любой змеи, которая может обнаружить нас и в кромешной тьме.

Наши собственные чувствительные органы далеко не так хорошо реагируют на холод и тепло, как терморецепторы на голове змеи. Человек обладает рецепторами двоякого рода. Около 150 000 из них сообщают нам о потере тепла при соприкосновении с холодными предметами и примерно 16 000 — о получении тепла от горячих. Нервные окончания, чувствительные к потере тепла, находятся главным образом на глубине 0,5 миллиметра от поверхности кожи; почти две трети их связаны с отверстиями потовых желез. Рецепторы, чувствительные к притоку тепла, расположены глубже, они в какой-то степени изолированы от внешних колебаний температуры; эти рецепторы реагируют медленнее, чем холодовые. Если мы повредим эту изоляцию и прикоснемся чем-нибудь горячим к поврежденному участку кожи, то сразу же почувствуем острую обжигающую боль, тогда как прикосновение к неповрежденной коже было бы вполне терпимым.

Большая часть тепловых рецепторов находится в коже кончиков пальцев, носа и на сгибе локтя. Холодовые рецепторы в основном расположены в коже верхней губы, носа, подбородка, груди, лба и пальцев. Любопытно, что в глазах нет ни тепловых, ни холодовых рецепторов; это единственная часть тела, не чувствительная ни к теплу, ни к холоду.

Самой чувствительной к теплу системой нашего организма является своеобразный термостат, расположенный в гипоталамусе, рядом с гипофизом и местом разветвления главной артерии, несущей кровь от сердца к мозгу. Независимо от того, какая часть тела теряет или получает тепло, это изменение тут же ощущается. Даже выпитая чашка горячего чая или стакан холодной воды изменяют температуру крови, омывающей этот теплочувствительный центр, тогда как поставленный под язык клинический термометр может не показать разницы температуры. Только особо чувствительный термометр, осторожно приложенный к барабанной перепонке, зарегистрирует эти изменения, но не раньше, чем мозг начнет реагировать на них, регулируя работу механизмов теплопродукции и теплоотдачи.

Наши знания о температуре тела обычно ограничиваются информацией, которую мы получаем от клинического термометра: норма 36,6–37 °C. Однако в среднем температура кожной поверхности близка к 27,2°. Кожа голого индейца находится в тепловом равновесии с окружающей средой, пока температура воздуха не падает ниже 26,7°. Обычно мы одеваемся теплее или, напротив, меняем одежду на более легкую, для того чтобы поддерживать температуру защищенной поверхности кожи на уровне чуть выше 27,2°. При этом мы учитываем, что непокрытые одеждой лицо и руки теряют больше тепла (а значит, и имеют более низкую температуру кожи).

Постоянство температуры тела — это для нас нечто само собой разумеющееся, и мы почти не замечаем, сколько энергии расходуем на то, чтобы не терять сил в холодную погоду или избежать перегрева в жару. Если появляются признаки падения температуры крови, организм увеличивает свою теплопродукцию; при этом только у млекопитающих и птиц повышается работа желез и мышечное напряжение до такой степени, что они начинают дрожать. Когда же телу угрожает повышение температуры крови, то есть теплопродукция превышает теплоотдачу, лишь теплокровные животные начинают потеть или усиленно и часто дышать, охлаждая свой организм за счет испарения воды.