Чому білий ведмідь не мерзне? Вчені з'ясували, завдяки чому виживає полярний хижак.
Лютий хижак білий ведмідь мешкає в суворих кліматичних умовах. Вага дорослого самця може досягати 1 тонни, а ось їжа в кількості достатній, щоб забезпечити звіра енергією, є не завжди. Тим більше, що значна частина енергії йде на підтримку температури тіла. Повинна бути якась хитрість, що дозволяє білим ведмедям адаптуватися до холоду і зберігати температуру тіла, яка коливається в районі + 37 градусів Цельсія, а під час сну доходить до + 40 градусів. Вчені не тільки з'ясували деякі подробиці про пристрій терморегуляції у полярних хижаків, а й планують взяти дещо на озброєння.
Щоб пережити зиму, бурі і чорні ведмеді впадають у сплячку. Зоологи давно задавалися питанням: як переживає холоди білий ведмідь? Незважаючи на суворі умови, в сплячку йдуть тільки вагітні самки, самці ж роблять це рідко і на нетривалий час.
Один з ведмежих секретів - оксид азоту (NO). Оксид азоту бере участь у регуляції систем внутрішньо- і міжклітинної сигналізації, з порушенням метаболізму NO пов'язані такі захворювання, як ішемічна хвороба серця, інфаркт міокарда, бронхіальна астма, невротична депресія, епілепсія та ін. Крім того, завдяки оксиду азоту поживні речовини перетворюються в енергію і тепло.
Команда дослідників з Університету Буффало (США) на чолі з Шарлоттою Ліндквіст порівняла геноми бурих і білих ведмедів. З'ясувалося, що у двох цих близьких видів існують відмінності в клітинному диханні. У геномі білих ведмедів були виявлені послідовності, завдяки яким можливе «тонке налаштування» тепло- та енергообміну залежно від температури навколишнього середовища та харчування. "Клітина починає виробляти енергію при високих рівнях оксиду азоту. При низьких рівнях оксид азоту сам регулює, коли і де клітини повинні виробляти тепло ", - пояснює один з авторів дослідження Андреана Велч.
Не варто також забувати і про унікальні властивості хутра білого ведмедя. Як при товщині всього в 5 сантиметрів він не дозволяє тваринам замерзнути? "Чому нам потрібно як мінімум 60 см мінеральної вати, щоб підтримувати 20 ° С при температурах близько -5 ° С? І чому хутро полярного ведмедя краще, ніж те, що у нас є для утеплення будинків? ", - задалася питанням Присцилла Сімоніс з Намюрського університету (Бельгія).
Передача тепла можлива тільки від більш теплого до холодного, свідчить другий закон термодинаміки. Один із способів передачі тепла - інфрачервоне випромінювання. Чим більш розріджений газ, тим гірше його теплопровідність, тому шерсть і пір'яний покрив тварин, що мешкають у високих широтах, має багато повітряних порожнин. Дослідники змоделювали процес перенесення тепла в умовах, коли волокна вовни або пір'я стають свого роду пастками ВК-випромінювання і перешкоджають видаленню тепла від джерела. Згідно з побудованою дослідниками комп'ютерної моделі, справа не тільки в структурі хутра або пуху, але і в кольорі. Матеріали чорного кольору, що поглинають всі випромінювання, виявилися менш ефективними порівняно зі світлими. Вчені з'ясували, що повторюване розсіювання ВК-випромінювання між численними шарами пуху або хутра світлих кольорів уповільнює процес остигання.
На думку доктора Сімоніс, таке блокування теплопереноса, що сформувалося в процесі еволюції у тварин, що мешкають в полярних регіонах, забезпечує ефективну термоізоляцію. І стає зрозуміло, чому білий ведмідь, якому немає від кого ховатися в арктичних снігах, все одно білого кольору - тому що в білому тепліше. Вчені вважають, що ці результати можуть допомогти в розробці нових способів теплоізоляції.