Сопли пузырями помогли ехиднам остыть

Ехидны выработали необычный способ охлаждаться при высокой температуре воздуха. В жаркую погоду они выдувают из носа пузыри слизи, которые лопаются и увлажняют кончик клюва. После этого испаряющаяся жидкость охлаждает кровь в многочисленных сосудах под поверхностью кожи. Кроме того, ехидны рассеивают тепло через поверхность живота и внутреннюю поверхность лап. Как отмечается в статье для журнала Biology Letters, способности ехидн к терморегуляции оказались намного более развитыми, чем считалось раньше.

В Австралии часто бывает жарко. Чтобы выжить в таких условиях, местным животным пришлось выработать физиологические и поведенческие приспособления к высоким температурам. Например, крупные кенгуру (Macropus) в жаркие дни облизывают передние лапы и охлаждаются за счет испарения слюны с них. А коалы (Phascolarctos cinereus) просто обнимают прохладные стволы деревьев.

Кристин Купер (Christine Elizabeth Cooper) и Филип Уизерс (Philip Carew Withers), зоологи из Университета Кэртина, решили больше узнать о терморегуляции у еще одного вида австралийских млекопитающих — ехидн (Tachyglossus aculeatus). Из-за примитивной физиологии эти однопроходные не способны охлаждаться за счет потоотделения или учащенного дыхания, поэтому предполагается, что они плохо переносят высокую температуру. Расчеты показывают, что температура воздуха выше 35 градусов Цельсия должна быть смертельной для ехидн.

Ехидны и правда стараются избегать высоких температур. В жаркую погоду они обычно переходят к ночной активности, а днем прячутся в прохладных норах. Тем не менее, иногда ученые наблюдали, как ехидны сидят внутри полых бревен, где температура воздуха превышала 40 градусов Цельсия, что существенно выше предполагаемого смертельного порога в 35 градусов Цельсия. Кроме того, существуют свидетельства, что при температуре воздуха выше 32,5 градуса Цельсия эти однопроходные увеличивают испарение воды с поверхности тела. Таким образом, высока вероятность, что у ехидн все-таки есть пока неизвестный механизм охлаждения.

Согласно одному из предположений, ехидны охлаждаются за счет своей привычки выдувать из ноздрей пузырьки слизи. Когда эти пузырьки лопаются, они увлажняют кончик клюва, под поверхностью которого расположена густая сеть кровеносных сосудов. По мере того, как жидкость испаряется с этого участка, она снижает температуру крови. Если это предположение верно, то кончик клюва ехидны выступает в роли испарительного окна.

Чтобы проверить эту идею, Купер и Уизерс сняли на инфракрасную тепловизионную камеру 124 диких ехидн из двух заповедников в Западной Австралии. Съемки проводились в течение 12 месяцев, при температуре воздуха от 10,7 до 37,4 градуса Цельсия (8,4-27,8 градуса Цельсия по влажному термометру). На основе полученных изображений исследователи рассчитали температуру на разных участках поверхности тела ехидн.

Оказалось, что средняя температура разных частей тела у ехидн заметно варьируется и зависит от их расположения на теле и температуры по влажному термометру. Ушные отверстия нагреваются сильнее всего, достигая средней температуры в 29,2 градуса Цельсия. Это значение близко к средней температуре всего тела для западноавстралийских ехидн. Похожих значений достигает температура живота, внутренней поверхности лап и средней части спины. А вот кончик клюва на десять с лишним градусов холоднее — его средняя температура составляет всего 19,3 градуса Цельсия.

Купер и Уизерс отмечают, что они наблюдали активных ехидн при температуре воздуха, которая на 2,4 градуса Цельсия выше предполагаемого смертельного порога для этого вида. Таким образом, предыдущие оценки теплоустойчивости ехидн были сильно занижены. Судя по всему, эти однопроходные охлаждаются в жару двумя разными способами.

Во-первых, они рассеивают тепло за счет поверхности живота и внутренней поверхности ног, которые, таким образом, служат термальными окнами. Об этом свидетельствуют высокая температура данных участков и значительная корреляция между их температурой и температурой воздуха по влажному термометру. Живот и внутренняя поверхность лап ехидн хорошо подходят для рассеивания тепла, поскольку лишены игл и покрыты редкой шерстью. А еще потерями тепла через них удобно управлять, меняя позу или прижимаясь к прохладной почве. Дополнительное термальное окно расположено в средней части спины. Потери тепла через него ехидны регулируют, поднимая и опуская иглы.

Во-вторых, наблюдения подтвердили, что кончик клюва ехидны служит испарительным окном. На это указывает низкая температура его поверхности. Таким образом, эти животные действительно выпускают из ноздрей пузыри, чтобы охладиться. Вероятно, такой способ охлаждения играет особенно важную роль в сильную жару, когда температура воздуха превышает температуру тела.

Чтобы изучать ехидн, зоологам порой требуется помощь натуралистов-любителей. К счастью, те с радостью готовы принять участие в исследования. Например, приложение EchidnaCSI, которое позволяет фиксировать встречи с ехиднами, всего за три года скачали более девяти тысяч человек. Они загрузили более восьми тысяч фотографий ехидн — а также передали специалистам более четырехсот образцов помета этих животных.