Мы – теплокровные, наши внутренние «печки» работают 24/7, поддерживая комфортную температуру тела независимо от капризов погоды. Но такое удобство обходится очень недешево. На поддержание постоянной температуры уходит куча энергии. Мы вынуждены постоянно пополнять запасы топлива – то бишь, есть. И едим мы, кстати, гораздо больше, чем холоднокровные животные.
Почему же эволюция пошла на такие затраты? Зачем нам этот постоянный автоподогрев, если он так дорого обходится?
Представьте человека и питона – обоих примерно одинакового веса. Кто из них ест больше? Человек. И не просто больше, а намного больше.
Чтобы поддерживать температуру тела около 37 градусов, человек вынужден потреблять пищу в 50 раз чаще, чем питон такого же веса. А если говорить о калориях, то человек затрачивает в 30 раз больше энергии, чем эта змея.
Питон, как и другие холоднокровные, может позволить себе роскошь неспешного обмена веществ. Он греется на солнышке, замедляет все процессы, и спокойно переваривает свою добычу неделями. А мы — теплокровные, и нам нужно постоянно подбрасывать «дрова», то есть поглощать пищу. Неужели нет более экономичного способа поддерживать жизнь? Оказывается у теплокровности есть свои скрытые преимущества, о которых поговорим дальше.
Грибковая угроза
Обычно со словом «грибки», у людей возникают не самые приятные ассоциации. Плесень на хлебе, грибок на ногтях, черные пятна в ванной – все это, конечно, не радует.
Но на самом деле, мир грибков гораздо разнообразнее и опаснее, чем мы привыкли думать. Среди них есть и настоящие патогены, способные вызывать серьезные заболевания у растений, животных и человека. И вот тут холоднокровные оказываются в очень уязвимом положении.
Их низкая температура тела – идеальная среда для размножения многих видов грибков. Лягушки, змеи, ящерицы, насекомые – все они страдают от грибковых инфекций.
Например, многие виды амфибий (лягушек, жаб, тритонов) подвержены хитридиомикозу – заболевание, вызываемое грибком Batrachochytrium dendrobatidis. Этот грибок поражает кожу амфибий, нарушая ее функции, и может привести к гибели животных. Хитридиомикоз считается одной из главных причин сокращения популяций амфибий во всем мире.
А вот теплокровные находятся в гораздо более выгодном положении. Наша высокая температура тела – это настоящий барьер для большинства грибков. Они просто не могут выжить и размножаться в таких условиях. Конечно, и у нас есть грибковые заболевания – например, кандидоз или стригущий лишай. Но их гораздо меньше, чем у холоднокровных, и они, как правило, менее опасны.
Гипотеза о тепловом барьере
Гипотезу о том, что теплокровность могла развиться как способ защиты от грибков, впервые высказал американский биолог Артуро Касадевалл. Он предположил, что высокая температура тела – это своего рода барьер, который защищает нас от постоянной атаки грибковых патогенов.
Чтобы проверить свою гипотезу, Касадевалл и его коллеги изучили температурные предпочтения более чем 4000 видов грибков. Оказалось, что большинство грибков предпочитают прохладную среду и не могут выживать при температуре выше 30 градусов.
Способны выживать при температуре выше 37 градусов (то есть, при нашей нормальной температуре тела) только менее трети изученных видов. А при 41 градусе (это нормальная температура тела многих птиц) могут расти лишь 5% изученных видов грибков.
Другими словами, температура тела большинства птиц и млекопитающих находится выше температурного предела, допустимого для выживания и размножения большинства грибков.
Касадевалл даже попытался рассчитать, какая температура тела была бы оптимальной для животного, чтобы при минимальных затратах энергии обеспечить максимальную защиту от грибковых инфекций. И что вы думаете? Получилось 37,7 градуса Цельсия – весьма близко к нормальной температуре человека! У здорового взрослого человека она составляет около 36,5–37,4°С
Конечно, гипотеза Касадевалла не отвергает других преимуществ теплокровности. Например, теплокровные животные не зависят от температуры окружающей среды и могут быть активными в любое время суток и года. Кроме того, высокая температура тела повышает эффективность биохимических реакций, что позволяет нам быстрее двигаться, лучше соображать и быстрее реагировать на изменения в окружающей среде.
Как и в любом правиле, в правиле теплокровности есть свои исключения. Некоторые млекопитающие поддерживают более низкую температуру тела, чем большинство. И это делает их более уязвимыми для грибковых инфекций.
Утконос – одно из таких исключений. Этот удивительный зверек, живущий в Австралии, поддерживает температуру тела всего около 32 градусов. И, как следствие, утконосы часто страдают от грибковых заболеваний.
Еще один печальный пример – летучие мыши Северной Америки. В последние годы популяции летучих мышей в этом регионе резко сократились из-за эпидемии «болезни белого носа».
Эта болезнь вызывается грибком Geomyces destructans, который не переносит температур выше 20 градусов. Грибок поражает мордочки летучих мышей, впавших в зимнюю спячку и снизивших свою температуру тела. На мордочке появляется плотный белый налет, а смертность от болезни достигает 95%.
Чем грозит потепление климата для теплокровных
Одно из потенциальных опасных последствий потепления климата (если, конечно, оно вообще будет происходить) – изменение ареала обитания различных видов, в том числе и патогенных грибков. Повышение температуры может создать для них более благоприятные условия и расширить их географическое распространение.
А еще, грибки, как и другие живые организмы, способны адаптироваться к изменяющимся условиям среды. Повышение температуры может стимулировать их эволюцию и привести к появлению новых, более термостойких штаммов патогенных грибов.
Некоторые ученые опасаются, что глобальное потепление может спровоцировать распространение новых грибков, которые будут опасны и для человека. Наша защита от грибков – высокая температура тела – может оказаться неэффективной против новых, более выносливых патогенов. Конечно, это лишь предположения, и никто не знает, как именно потепление повлияет на распространение грибковых болезней.