Андрей Журавлев - Летающие жирафы, мамонты-блондины, карликовые коровы... От палеонтологических реконструкций к предсказаниям будущего Земли

Крошечные белозубки в спячку не впадают, но при недостатке пищи цепенеют на некоторое время, а температура тела у них понижается. Зоолог Август Дехнель, работавший в Университете имени Кюри-Склодовской в Люблине, обнаружил у этих животных удивительное явление — сезонные изменения в размерах и конфигурации черепа: с началом зимы черепная коробка уплощается, а весной возвращается к исходным размерам, что сопровождается увеличением массы и объема головного мозга. Это явление теперь называют «эффектом Дехнеля». Благодаря уменьшению объема и массы тела (почти на 20 процентов), как показал биолог Ян Тайлор из Белостокского университета, белозубки и снижают расход энергии в зимнее время.

Было множество приспособлений к морозным условиям и у млекопитающих мамонтовой фауны (пещерного льва, первобытного бизона, шерстистого носорога и самого мамонта). В первую очередь — покровный слой шкуры из крепких остевых волос с утолщенным корковым слоем и густой волнистый подшерсток, что обнаружили при микроскопических исследованиях волос палеонтолог Ирина Кириллова и ее коллеги. Ведь не столько важно выработать тепло, сколько его сохранить. Иначе никакие энергозатраты не окупятся. Сравнительно небольшие уши и хвосты этих животных, а также относительно короткие конечности в сравнении с их тропическими родственниками также служили целям уменьшения потери тепла благодаря сокращению поверхности теплоотделения.

Полярная ночь животным, в отличие от растений, целиком зависящих от солнечного света, не так страшна. Главное — хорошо наесться впрок. Это не шутка, а научный факт: изучение впадающих на зиму в спячку бурундуков, сусликов и сурков, проведенное группой биохимика Крейга Фрэнка из Фордэмского университета, показало, что продолжительность сна у них зависит от потребления растительности с высоким содержанием ненасыщенных линолевых кислот, количество которых переходит в качество — толстый подкожный слой бурого жира. То же, видимо, было верно и для мамонтов с шерстистыми носорогами, у которых запасы ячеистого бурого жира даже образовывали горбики на холке. Именно такой жир служил хорошим теплоизолятором и источником дополнительной энергии при низких температурах. Такой же жир, хотя и в меньшем объеме, обнаружен у мумий первобытного бизона, а ведь ни у современных представителей этого рода, ни у других жвачных такой жир не образуется. Мамонтовый гемоглобин, как уже говорилось, обладал повышенным сродством к кислороду при низких температурах, чем тот же белок у индийского слона. Возможно, такой гемоглобин был и у других крупных млекопитающих полярной степи. Не исключено, что, подобно современным северным лошадям, крупные млекопитающие ледникового периода обладали гипометаболизмом: снижали частоту сердечных сокращений и темпы обмена веществ.

Северные растения также используют целый ряд «наработок» животных, чтобы не замерзнуть. Не случайно заполярный Кольский полуостров является одним из очагов разнообразия растений. Кое в чем местные растения с животными могут и посоперничать. В этом легко убедиться, стоит пройти несколько километров по приятно пружинящему ковру горной тундры, с которого открывается вид на бесчисленные озера, похожие на морские заливы, и морские заливы, напоминающие озера. На листьях многих северных растений, например у ивы разных видов, заметна густая опушка. Волоски, наполненные воздухом и покрытые прочной оболочкой, устроены точно так же, как волоски в меху того же зайца или мамонта. И цвет у них беловатый. А куропаточья трава, которая по весне украшает тундру большими белыми цветами, и арктоус альпийский, что по осени покрывает гольцы пурпурной мантией, не сбрасывают отмершие листочки. Они остаются на побеге и, укрывая его, словно шубка, защищают от холода.

Многие травы и кустарнички растут скученно: верхушки побегов у них сближены и образуют единую выпуклую поверхность, похожую на подушку, а воздух внутри «подушки» на 1–6 °C теплее, чем снаружи, даже в холода. Тепло — его можно ощутить, поднеся ладонь к куртинке, — вырабатывается за счет химических реакций, происходящих в клетках растения, а также при гниении листового опада, накопившегося в кустике. Особенно красивые подушки образуют смолевка бесстебельная и луазелеурия лежачая: они словно вышиты красновато-розовым мелким крестиком. Многие животные, устраиваясь на ночлег, поджимают ноги и сворачиваются поплотнее, кто может — клубком. Так потери на теплоотдачу сокращаются в два-три раза. Приобретая форму подушки, растения добиваются того же эффекта.

У многих верескоцветных (багульник болотный и другие) листья сворачиваются в трубочку и становятся похожи на хвоинки. Так не только сокращается площадь поверхности, но и образуется воздушная полость, препятствующая быстрому охлаждению. Если тот же багульник высадить в теплице при комнатной температуре, листья у него вырастают плоские.

Зимой и летом одним цветом окрашены не только елки. Среди растений тундры, несмотря на долгую полярную ночь, немало вечнозеленых: филлодоце голубая, подбел многолистный, луазелеурия лежачая, диапенсия лапландская. Зимовать они отправляются, не сбрасывая листьев, и поэтому идут в рост, едва стает снег, будто российские девушки, которые с первыми весенними лучами солнца спешат сбросить с себя не только шубы, но и совсем не лишние в промозглом климате рейтузы и колготки. Причина в этих действах в общем-то одна: слишком мало теплых дней. Растению они нужны, чтобы созреть, отцвести и дать семена или побеги. Девушке, хотя она того часто и не осознает, тоже нужно время, чтобы показать себя во всей красе, привлечь партнера и так далее.

«У северных растений для зимовки в зеленом виде есть еще одна веская причина: листья растут очень медленно, — рассказывает ботаник Рамзия Гайнанова из Дирекции особо охраняемых природных территорий регионального значения Мурманской области. — Скажем, каждый миниатюрный листочек толокнянки или карликовой березы развивается ровно столько же, сколько и широченная листовая пластинка клена остролистного, — в течение 112 дней. Поэтому закладка листьев и происходит по осени».