87. Загальновідомо, що живі істоти здатні захищатися від холоду. Реакція тварин на різний тепловий режим різноманітна. Поясніть механізм регулювання рівня тепловіддачі у тварин із точки зору фізики.

Відповідь. Тварини з високим рівнем процесів обміну — птахи і ссавці — підтримують сталу температуру тіла навіть при значних коливаннях температури навколишнього середовища. Тепло виділяється під час біохімічних реакцій усередині організму. Зниженню тепловитрат сприяють опушення, пір’яний та вовняний покрив, жировий прошарок, темний окрас покривів.

Так, дрібні птахи — горобці, синиці, снігурі — взимку схожі на пухнасті грудочки з гострими дзьобиками. Вони розпушують своє пір’ячко і таким чином оточують себе нерухомим шаром повітря. Мудра природа влаштувала так, що відносна довжина пір’я у дрібних птахів більша, ніж у великих. Дрібні птахи витрачають більше тепла, тому їм потрібен кращий захист від холоду.

Здатність живих істот утворювати тепло залежить від об’єму тіла, а втрати тепла — від площі їхньої поверхні. У дитинчат дрібних тварин співвідношення втрат тепла до його надходження більше, ніж у великих, тобто вони в гірших умовах. Дитинчата мали б замерзнути швидше, але їх рятує велика рухливість.

Людина захищається від холоду аналогічно: з допомогою теплого одягу, висококалорійної їжі та рухової активності.

88. Протягом тривалого часу дослідники не могли зрозуміти, для чого, перебуваючи на поверхні води, калан час від часу кілька разів обертається навколо своєї осі. Після ретельного дослідження будови тварин і їх хутра вдалося зрозуміти особливість такої поведінки. Що ж виявили дослідники?

Відповідь. На відміну від багатьох морських ссавців, калани не мають товстого шару підшкірного жиру. Тому їм потрібен інший тепло-ізолятор, щоб не замерзнути в тих холодних водах, де вони мешкають. Коли калани крутяться у воді, між довгі волосинки їхнього щільного хутра потрапляє велика кількість дрібних пухирців повітря, яке є дуже гарним теплоізолятором і допомагає тваринам зігрітися.

89. Галоп вважається найшвидшим способом пересування звірів. Як ви думаєте, чому?

Відповідь. При галопі тварина пересувається стрибками, згинаючи і розпрямляючи все тіло. У «швидконогих» тварин (хижаки, копитні) найрозвиненіші м’язи спини і кінцівок. Так, завдяки сильним м’язам спини й кінцівок вовк здатний бігти дуже швидко — великими стрибками, згинаючи та розпрямляючи тулуб, відштовхуючись по черзі то передніми, то задніми ногами. До того ж їхні м’язи дуже витривалі — за добу вовк може пробігти 60—70 км. Полюючи, вовк, як правило, здобич заганяє.

Серед котячих лише гепард полює так, як вовк. У гепарда «собачий» довгоногий силует, не втяжні кігті. Полюючи, гепард може розвинути швидкість до 110 км/год. Це найшвидша наземна тварина.

90. Учені встановили, що дельфіни (як і інші живі організми) мають певне співвідношення між довжиною і шириною тіла (принцип пропорційності). Це співвідношення сприяє опірності води і підви-щенню швидкості руху. Найбільше людину вражає швидкість пересування дельфіна. У чому ж секрет високої швидкості цієї морської тварини?

Відповідь. З’ясувалося, що секрет високої швидкості пересування дельфіна не лише у раціональній формі його тіла. Так, установлено, що м’язи дельфіна не мають принципових відмінностей від м’язів інших морських тварин. Детальне вивчення шкіри дельфіна дало змогу розкрити одну з таємниць високої швидкості його пересування. Шкіра у дельфіна багатошарова, між верхнім і нижнім шарами циркулює рідина. Обидва шари з’єднані між собою великою кількістю сосків. При цьому шкіра дельфіна має пружну обтічність і тому точно повторює коливання середовища. За такої будови шкірного покриву вода не чинить великого опору, що і забезпечує тварині високу швидкість пересування.

91. Летючі миші — єдині ссавці, які вміють літати. Хоч і літають вони значно нижче, ніж птахи, але й набагато маневреніше. Летючі миші дуже добре орієнтуються в просторі із заплющеними очима. І навіть без очей: сліпі миші можуть полювати, як і зрячі. Але якщо заткнути летючій миші ніс, рот або вуха, вона не зробить навіть спроби злетіти. Поясніть, чому.

Відповідь. Тварина не зможе злетіти через те, що саме ці органи необхідні їй для зв’язку із навколишнім світом. Ротом або носом миша випускає ультразвуковий сигнал, а її вуха вловлюють його відбиття від предметів, що трапляються на шляху. Мозок аналізує сигнали, що надійшли до нього, і миша визначає відстань до предмета, його форму і швидкість руху.

92. У тривалому процесі пристосування до життя у воді кити дуже змінили свою організацію і тепер значно відрізняються від наземних тварин. Які ж саме пристосування дали китам змогу вести водний спосіб життя?

Відповідь. Найперше, тіло китоподібних набуло видовженої рибоподібної форми, найбільш зручної і вигідної для пересування (плавання) у щільному водному середовищі. Задні кінцівки зникли, від них залишилися тільки маленькі кісточки, сховані у м’язах. Хвіст перетворився на орган поступального руху, причому хвостовий плавець розміщений горизонтально, тоді як у риб він вертикальний. Передні кінцівки перетворилися на плавці, що слугують рулями глибини. До життя у воді тіло китів пристосоване дуже добре. Воно має майже ідеальну обтічну форму, причому нерівності, що гальмують рух, зникли. Так, окрім задніх кінцівок, зникли зовнішні вушні раковини наземних ссавців, але, незважаючи на це, чують кити добре, бо слуховий апарат у них достатньо розвинутий. Зник зовнішній волосяний покрив, від нього залишилися тільки окремі волосинки, розкидані по краях щелеп і на поверхні голови, що виконують функцію дотику. Функція захисту організму від охолодження, яку в наземних ссавців виконує волосяний покрив, перейшла до підшкірного жирового шару, що у китоподібних надзвичайно розвинутий. Крім цього, підшкірний жир зменшує питому вагу величезного тіла кита, наближаючи його до питомої ваги води.

Великої зміни зазнали й очі китоподібних. Повіки в них нерозви-нені, а саме око вкрите товстою прозорою роговою оболонкою, яка охороняє його від тиску води. Утворилися спеціальні залози, які виділяють густу змащувальну рідину, що захищає око від шкідливого впливу солоної морської води. Одночасно зникли слізні, потові й сальні залози.

Однак, незважаючи на водний спосіб життя, кити зберегли легеневе дихання. Легені в китів величезні й уміщують 10 тис. л повітря й більше. Це має велике значення для тривалого пірнання китів.

Як і наземні ссавці, кити народжують живих малят, яких вигодовують материнським молоком. Самка народжує дуже великих діток, цілком сформованих і здатних до самостійного плавання. До того ж у деяких видів китів новонароджене маля досягає однієї третини і навіть половини довжини матері. Тому вагітність у китів триває дуже довго — близько року. Фізичні явища і біологічні процеси в організмі людини

1. Через нерозумну виробничу діяльність людини нашу планету огортають тумани. Яким чином це відбивається на функціональних системах людини?

Відповідь. Тумани спричиняють менше потрапляння сонячних променів на поверхню Землі, під дією яких у шкірі людини синтезується вітамін Б, що «контролює» формування кісткової та м’язової систем (через його нестачу виникає рахіт у немовлят).

2. За рахунок якої енергії здійснюються незатухаючі коливання в живій природі? Чи діє закон збереження і перетворення енергії в реальних процесах життєдіяльності?

Відповідь. Для підтримання незатухаючих коливань у реальних «живих» коливальних системах необхідний перехід якого-небудь виду енергії в механічну.

Відомо, що кожний внутрішній орган складних організмів (а також системи органів) має власну частоту коливань. Так, система людини «черевна порожнина — грудна клітка» лежить у межах 40— 60 Гц. Резонанс грудної клітки під час одномірних коливань настає на частоті 4—8 Гц. Якщо людина тривалий час піддається періодичному механічному впливу, то внаслідок резонансу її внутрішніх систем із зовнішніми коливаннями може погіршитися самопочуття, а за тривалих і сильних впливів людина може навіть померти.