Почему люди стали теплокровными

Главный парадокс теплокровности заключается в ее неэффективности. Холоднокровному животному аналогичного размера требуется до десяти раз меньше пищи, чем теплокровному! Большинство энергии теплокровных уходит не на движение или рост, а на поддержание стабильной температуры тела. Так в чем же эволюционный выигрыш? Ученые выделяют четыре ключевые гипотезы, которые объясняют, почему естественный отбор пошел именно по этому пути. 

1. Возможность не зависеть от времени суток Фото: Midjourney Теплокровность позволила нашим предкам вести активный образ жизни в любое время суток

Одна из ведущих теорий гласит, что теплокровность дала предкам млекопитающих решающее преимущество. Ночью и в другое время, когда прохладно, их холоднокровные конкуренты (преимущественно рептилии) становились вялыми. А теплокровные, благодаря постоянной температуре тела, оставались активными. 

Постепенно механизм закрепился. Именно за счет него человек может питаться, общаться и передвигаться днем и ночью, зимой и летом, жить высоко в горах и пустынях. 

2. Повышение выносливости Фото: Midjourney Человек может долго бежать в условиях жары, преследуя добычу, до тех пор, пока та не падет от перегрева и истощения

Но теплокровность — это не только о том, чтобы быть активным, когда другие спят. Это, прежде всего, о выносливости. Постоянная внутренняя температура позволяет мышцам работать на пике эффективности гораздо дольше.

Холоднокровные животные способны на мощные, но очень кратковременные рывки, после которых им требуется длительный отдых, чтобы восстановить силы. А человек может долго бежать в условиях жары, преследуя добычу, до тех пор, пока та не падет от перегрева и истощения. Без теплокровности и ее следствия — потрясающей терморегуляции — это было бы невозможно.

3. Развитие более сложного мозга Фото: Midjourney Чем дольше мозг подвергается воздействию температуры за пределами нормы (особенно выше 40°C или ниже 32°C), тем выше риск необратимых повреждений

Человеческий мозг потребляет около 20% энергии тела, при этом он крайне чувствителен к перепадам температуры. Оптимальный диапазон: +36... 37,5 °C. В этом диапазоне биохимические реакции, передача сигналов между клетками и кровоснабжение мозга протекают наилучшим образом. Теплокровность обеспечивает стабильную внутреннюю среду, необходимую для оптимальной работы нейронов.

За поддержание температуры отвечает гипоталамус в мозге. Он же первым страдает при перегреве. Чем дольше мозг подвергается воздействию температуры за пределами нормы (особенно выше +40 °C или ниже +32 °C), тем выше риск необратимых повреждений. В жару же ему помогает способность человека к потовыделению — главный механизм охлаждения.

4. Выживаемость потомства Фото: Midjourney Ускоренный обмен веществ и постоянный обогрев позволяют детенышу развиваться быстрее, а это повышает выживаемость в холодных условиях

Теплокровность также помогает обеспечить выживаемость потомства. Постоянный обогрев уменьшает вероятность того, что детеныш погибнет от холода. Увеличивает шансы на выживание и ускоренный обмен веществ. 

Забота о потомстве характерна именно для теплокровных, потому что их детеныши рождаются менее защищенными и готовыми к жизни в сложных условиях, чем у хладнокровных. Забота родителей способствует их развитию. Но если животные в этот период учатся добывать пищу и спасаться от врагов, у людей все сложнее. Младенцы перенимают не только навыки, но и культуру, язык — все то, что делает нас людьми.

Была ли теплокровность целью эволюции? Фото: Midjourney Теплокровность, дополненная у человека способностью к потовыделению, позволила нам заселить практически все уголки земли

Интересно, что некоторые ученые рассматривают саму теплокровность не как изначальную цель, а как следствие развития другого критически важного признака — высокой аэробной (кислородной) мощности.

Согласно этой модели, эволюционное развитие было направлено на увеличение выносливости и общей активности. Это в свою очередь требовало больше энергии. А усиленный метаболизм неизбежно производит много тепла как побочный продукт. Затем естественный отбор мог просто усовершенствовать механизмы сохранения этого тепла за счет шерсти и подкожного жира. Так побочный эффект стал ключевой адаптацией.

Теплокровность, дополненная у человека способностью к потовыделению, позволила нам заселить практически все уголки земли. От палящего зноя пустынь до ледяных просторов Арктики — человек смог адаптироваться там, где холоднокровные были бы обречены.

По материалам iflscience.com.

Четыре причины, которые привели к появлению человека

Почему человек потерял хвост и почему до сих пор рождаются хвостатые дети

Семь доказательств эволюции: они в нашем теле