Белка: мастер изоляции
Белка, например, является экспертом в вопросах изоляции. Её отличительной чертой является плюшевый красно-коричневый мех. Маленький грызун не впадает в спячку, а просто отдыхает зимой. Он сворачивается калачиком в своем мягком гнезде на дереве, кобеле, и использует хвост в качестве уютного покрывала.
Время от времени белка просыпается, чтобы выкопать скрытые орехи и сосновые шишки снаружи. Во время этих вылазок на холод она должна поддерживать нормальную температуру тела около 38 градусов по Цельсию. В этом ей помогает её мех.
Воздух - это особенно хороший изолятор. В отличие от металлов, например, газы очень плохо пропускают тепло. У белки меховые волосы закрывают теплый воздух, предотвращая его отток с кожи белки и охлаждение ее. Таким образом, он остается приятно теплым даже в холодную зиму.
Люди также используют захваченный воздух в качестве изолятора. Пуховики и шерстяные свитера согревают наши тела зимой. И с помощью воздухо содержащих материалов, таких как пена, пенополистирол или стекловата, мы можем изолировать наши дома.
Еж: спячка в спящем режиме
Еж тоже знает толк в изоляции-и в экономии энергии. Ежик-зимний спящий. К осени он съедает слой жира и уединяется в куче листвы, чтобы поспать. При этом еж переключается на сберегательное пламя: температура тела падает до пяти градусов по Цельсию, сердце бьется медленно, животное сжигает мало жира.
Как и пушные животные, еж также полагается на изоляцию. Однако при этом он не использует воздух, потому что его шипы не могут их удерживать. Вместо этого еж полагается на свой брюшной жир.
Свою температуру тела в 35 градусов по Цельсию еж не смог бы поддерживать зимой. Для этого энергии зимнего спека недостаточно. Поэтому ежик снижает температуру своего тела на целых 30 градусов по Цельсию. И тем самым экономит энергию в два раза: во-первых, он потребляет меньше энергии нагрева, во-вторых, охлаждение замедляет его метаболизм.
Таким образом, ему требуется меньше энергии в день для дыхания и сердцебиения. В естествознании для этого существует так называемое правило скорости реакции-температуры (правило RGT). Оно говорит, что чем холоднее, тем медленнее происходит реакция. Это относится как к химическим экспериментам, так и к биологическим процессам. Повезло ежу, ведь так хватит его жировых запасов на всю зиму.
Рыбы: выживание в" ненормальной " воде
Рыба в озере ныряет на глубину в мороз. Вы знаете: здесь, внизу, она не замерзает. Большинство тканей стягиваются при охлаждении и затвердевают. Вода, с другой стороны, сначала замерзает на поверхности. Лед же не становится тяжелее жидкой воды и поэтому не опускается на дно. Вместо этого вода расширяется при замерзании. Таким образом, он становится легче и плавает на поверхности.
Таким образом, на озере образуется замкнутый ледяной покров. Она изолирует воду под ней, поэтому озеро редко замерзает до дна.
Поэтому зимой рыбы предпочитают более глубокие слои воды, где вода наиболее теплая. Здесь преобладает ровно четыре градуса Цельсия, потому что при такой температуре вода достигла своего максимального веса. Рыбы могут ждать здесь оттепели. Вы не представляете, насколько это необычно на самом деле.
Божья коровка: антифриз в крови
Насекомые разработали свои собственные стратегии в ходе эволюции, чтобы справиться с холодом. Некоторые виды производят антифриз, свойственный организму, например, божья коровка. Взрослые божьи коровки зимуют большими группами под корой деревьев или в скальных выступах.
Температура вашего тела может опуститься даже ниже нуля градусов по Цельсию. Глицерин в вашем теле защищает вас от холодной смерти.
С физической точки зрения глицерин снижает температуру замерзания воды. Жесткая бесцветная жидкость мешает процессу замораживания, поэтому смесь глицерина и воды не застывает до нуля градусов по Цельсию.
Таким образом, жидкость организма божьей коровки еще не замерзает при незначительных минусовых значениях. Это важно для выживания. Потому что если вода замерзает в клетках организма, то кристаллы льда разрушают ткани. Если бы животное не умерло от холода, то оно погибло бы от внутренних травм.
Помимо глицерина, виноградный сахар и мочевина также могут действовать как антифризы организма. Такие вещества также особенно популярны в биологических и медицинских исследованиях. Ученые хранят бактериальные культуры или образцы органов при температуре минус 80 градусов по Цельсию. Чтобы кристаллы льда не повредили клетки при этом, они также часто используют глицерин или связанные с ним химические вещества.
