Представь африканскую саванну в самый жаркий час. Солнце печёт, воздух дрожит над землёй, а по открытой равнине идёт животное весом в несколько тонн. Спрятать такое огромное тело от жары непросто. Зачем же слону понадобились уши размером почти с небольшое одеяло?
Короткий ответ: большие уши помогают слону отдавать лишнее тепло. В тонкой коже уха проходит множество кровеносных сосудов. Кровь отдаёт через уши часть тепла окружающему воздуху, а когда слон ими машет, теплообмен усиливается. Но это не единственная работа слоновьих ушей: они нужны для слуха, общения и зрительных сигналов.
Для чего слону большие уши
Большие уши прежде всего помогают огромному животному избавляться от лишнего тепла, а ещё участвуют в слухе и общении.
Для большого животного жара — серьёзная задача. Чем массивнее тело, тем меньше его поверхность по отношению к объёму. А ведь именно через поверхность тела значительная часть тепла уходит наружу.
У слона получился необычный выход: две огромные, сравнительно тонкие ушные раковины сильно увеличивают площадь поверхности.
Особенно хорошо это заметно у африканского саванного слона.
Если присмотреться к уху, можно увидеть сеть кровеносных сосудов. Горячая кровь из внутренних частей тела поступает в эту большую тонкую поверхность, а затем возвращается обратно.
Ухо становится чем-то вроде живого теплообменника.
Как уши охлаждают слона
Кровь проходит близко к поверхности уха и отдаёт часть тепла воздуху. Когда слон двигает ушами, поток воздуха увеличивается и охлаждение становится эффективнее.
Представь обычный радиатор отопления, только задача у него противоположная. Радиатор в комнате отдаёт тепло воздуху. Ухо слона делает примерно то же самое с теплом его тела.
Конечно, слоновье ухо устроено гораздо сложнее металлической батареи. Животное может изменять кровоток, двигать ушами и сочетать этот способ с другими приёмами охлаждения.
Исследователи даже использовали тепловизоры — приборы, которые показывают температуру поверхности. Они обнаружили, что разные участки уха нагреваются неодинаково, а работа сосудов меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха.
То есть огромные уши — действительно действующая часть системы терморегуляции, а не просто красивое сравнение из детской книжки.
Почему слон машет ушами
В жару движение ушей усиливает поток воздуха возле их поверхности и помогает отводить тепло. Но слон может двигать ушами и по другим причинам.
Если просто держать большой лист бумаги возле лица, он почти ничего не изменит. А если начать им обмахиваться, кожа сразу почувствует движение воздуха.
Со слоновьим ухом происходит нечто похожее, только внутри этого «веера» ещё движется кровь.
Кроме охлаждения, движение ушей помогает отгонять насекомых. Положение ушей может меняться и во время возбуждения, настороженности или взаимодействия с другими слонами.
Только ли ушами слон спасается от жары
Нет. Уши — лишь одна часть большой системы охлаждения.
В жаркую погоду слоны ищут тень и воду, купаются, обливают себя из хобота и покрывают кожу грязью или пылью.
Вода помогает отводить тепло, а слой грязи и пыли дополнительно защищает чувствительную кожу от солнца и насекомых.
У слона вообще необычная терморегуляция. Исследования показывают, что тепло уходит не только через уши: важны кожа, испарение воды, дыхание, поведение животного и даже редкие волосы на теле.
Поэтому говорить, что «слон охлаждается только ушами», было бы такой же ошибкой, как утверждать, будто человек охлаждается только ладонями.
Почему у африканского слона уши больше, чем у азиатского
У африканского саванного слона уши значительно крупнее, чем у азиатского, и это один из самых заметных способов отличить их друг от друга.
На фотографии разницу трудно не увидеть.
У азиатского слона уши меньше и более округлые. У африканского саванного — огромные и широко выступают в стороны.
Но здесь стоит сделать уточнение, которое часто теряется в детских книгах: сегодня различают не два, а три живущих вида слонов — африканского саванного, африканского лесного и азиатского.
Африканский лесной слон тоже отличается от саванного, поэтому фраза «вот так выглядит любой африканский слон» слишком грубая.
Однако при обычном сравнении африканского саванного и азиатского слонов уши действительно остаются одним из самых простых признаков.
Правда ли ухо африканского слона похоже на Африку
Это удобная запоминалка, а не биологическое правило.
Очертания широко расправленного уха африканского слона действительно иногда напоминают карту Африки. Поэтому такой способ различать слонов часто используют в книгах и зоопарках.
Но природа, конечно, не пыталась нарисовать на голове животного континент.
Форма ушной раковины возникла в ходе эволюции, а сходство с картой заметил уже человек.
У азиатского слона ухо гораздо меньше.
Как ещё отличить африканского слона от азиатского
Уши — самый заметный признак, но не единственный.
Если посмотреть внимательнее, отличаются форма головы, спины, кончик хобота и особенности бивней.
У африканского саванного слона голова имеет другую форму, а на кончике хобота находятся два пальцеобразных выроста. У азиатского — один.
Кроме того, большие заметные бивни у азиатских слонов встречаются главным образом у части самцов, тогда как у африканских саванных слонов бивни бывают и у самцов, и у самок, хотя их размеры сильно различаются.
Поэтому настоящий зоолог никогда не определяет животное только по одному признаку.
Зачем слону уши, кроме охлаждения
Уши участвуют в слухе, общении и зрительных сигналах.
Слоны слышат очень низкие звуки. Часть их низкочастотных сигналов лежит возле нижней границы человеческого слуха, а некоторые частоты человек практически не воспринимает.
Такие низкие звуки могут распространяться на большие расстояния и позволяют слонам поддерживать связь даже тогда, когда животные находятся далеко друг от друга.
Но общаются они не только голосом.
Положение головы, хобота и ушей тоже несёт информацию.
Когда слон широко разворачивает уши, он визуально становится ещё крупнее. Такое положение может сопровождать настороженность, возбуждение или демонстрацию угрозы.
Поэтому расправленные уши совсем не обязательно означают: «Смотри, мне жарко».
Правда ли большие уши делают слона лучше слышащим
Большая ушная раковина действительно участвует в приёме звука, но огромный размер слоновьих ушей нельзя объяснить только слухом.
Если бы главная задача заключалась лишь в том, чтобы слышать, история с густой сетью сосудов и теплоотдачей оставалась бы необъяснённой.
У слона несколько задач соединены в одном органе.
Это частая история в эволюции: одна часть тела используется сразу для нескольких функций.
Уши одновременно принимают звуковые колебания, помогают отдавать тепло, участвуют в движениях и заметны другим слонам.
Почему огромному животному особенно трудно охлаждаться
Чем крупнее животное, тем меньше площадь поверхности его тела по отношению к массе.
Представь маленький кубик и огромный куб. Если увеличить размеры фигуры, её объём растёт быстрее, чем площадь поверхности.
С живыми организмами происходит похожая вещь.
У маленького животного большая поверхность относительно массы, поэтому тепло может уходить быстро. Для огромного слона сохранение тепла не такая большая проблема, а вот избавляться от его избытка в жарком климате значительно сложнее.
Большая поверхность тонких ушей помогает увеличить участок тела, через который можно отдавать тепло.
Именно поэтому слоновьи уши интересны не только зоологам, но и тем, кто изучает физику теплообмена.
Почему слон обливается водой и валяется в грязи
Вода, грязь и пыль помогают слону справляться и с жарой, и с воздействием солнца и насекомых.
Хоботом слон может набрать воду и облить собственное тело. Затем вода испаряется с поверхности кожи, унося часть тепла.
Грязевые ванны тоже не просто игра.
После высыхания на коже остаётся слой грязи, который помогает прикрыть кожу от солнца и насекомых.
Получается, что один и тот же слон использует сразу несколько способов: уши, воду, тень, грязь, пыль и изменение поведения в особенно жаркие часы.
В саванне подобные приспособления встречаются у самых разных животных. Например, у жирафа совсем другая задача — снабжать кровью голову на конце длинной шеи. Об этом читай в статье «Почему у жирафа длинная шея?».
Можно ли узнать слона по ушам
Да. Форма края уха, надрывы, отверстия и другие особенности могут помогать исследователям различать отдельных животных.
В природе уши постепенно получают маленькие повреждения. Где-то появляется выемка, где-то надрыв или отверстие.
Для человека они могут казаться случайными неровностями, но исследователь, который наблюдает одну популяцию много лет, получает своеобразный набор примет.
Так ухо оказывается не только радиатором и органом слуха, но ещё и своеобразной «визитной карточкой» конкретного слона.
Маленький опыт: почему движение воздуха помогает
Здесь можно проверить только один принцип — без попытки превратить человека в слона.
Поднеси ладонь к лицу и несколько секунд ничего не делай. Затем осторожно помаши рядом листом бумаги.
Ты почувствуешь движение воздуха.
У слона эффект сложнее, потому что внутри уха проходят кровеносные сосуды. Но опыт показывает главное: движущийся воздух способен быстрее уносить тепло от поверхности.
Именно поэтому махание ушами полезнее, чем просто неподвижно держать их раскрытыми.
Так зачем слону большие уши
Большие уши — часть системы охлаждения огромного тела.
Через тонкую кожу ушной раковины проходит множество сосудов. Кровь отдаёт там часть тепла, а движение ушей усиливает теплообмен с воздухом.
При этом уши остаются настоящими ушами: они участвуют в слухе. Кроме того, их положение помогает слонам общаться при помощи языка тела.
У африканского саванного слона уши гораздо крупнее, чем у азиатского, поэтому именно по ним два вида особенно легко различить на фотографии.
Получается замечательный пример того, как одна часть тела может одновременно решать несколько совершенно разных задач.
Коротко для школьного сообщения
Большие уши помогают слону охлаждать тело. В ушной раковине проходит много кровеносных сосудов, а тонкая кожа позволяет отдавать тепло окружающему воздуху. Когда слон двигает ушами, теплообмен усиливается.
Уши также нужны для слуха и участвуют в общении. У африканского саванного слона они намного крупнее, чем у азиатского, поэтому размер ушей помогает различать этих животных.
Источники
- San Diego Zoo — Elephant
- Smithsonian’s National Zoo — Asian elephant
- Heat exchange by the pinna of the African elephant — Comparative Biochemistry and Physiology
- Climate influences thermal balance and water use in African and Asian elephants
- Wikimedia Commons — фотографии, авторство и лицензии.