У амфибий влажная кожа обеспечивает идеальный механизм теплоотдачи путем испарения влаги. Однако потеря воды не может у них регулироваться физиологическими механизмами, как у млекопитающих. В сухой среде амфибии сразу начинают терять воду, и хотя это обстоятельство способствует теплоотдаче, оно приведет к обезвоживанию, если животное не сможет найти влажное и прохладное место, где скорость испарения будет меньше. У рептилии морской игуаны, когда она греется на скалистых берегах Галапагосских островов, температура тела поддерживается на уровне около 37°С. Так как игуана питается морскими водорослями, она вынуждена довольно долго находиться в море при температуре около 25°С. Однако быстрое охлаждение во время пребывания в воде предотвращается у нее уменьшением кровотока между поверхностными и глубокими областями тела в результате замедления ритма сердца (брадикардии).
18.4. Эндотермные животные
К эндотермным животным относятся птицы и млекопитающие, у которых активность мало зависит от температуры окружающей среды. Для поддержания постоянной температуры тела, которая обычно выше окружающей температуры, этим животным необходима высокая интенсивность обмена и эффективные способы регуляции теплоотдачи с поверхности тела. Органом, который контактирует с внешней средой и, следовательно, регистрирует изменения ее температуры, является кожа. Регуляцию температуры тела за счет различных метаболических процессов осуществляет гипоталамус.
18.4.1. Кожа
Название "кожа" относится к наружному покрову позвоночных животных, и его не следует применять к наружным покровам червей, моллюсков и членистоногих. Кожа — самый обширный орган тела. Она состоит из соединительной ткани, кровеносных сосудов, потовых желез и сенсорных клеток, что позволяет ей выполнять множество разнообразных функций. Строение кожи варьирует у разных групп позвоночных; основные различия будут рассмотрены после общего знакомства со строением кожи человека.
Строение кожи человека
Кожа (рис. 18.11) состоит из двух основных слоев — эпидермиса и дермы, или собственно кожи. Под дермой лежит подкожная клетчатка, которая содержит специализированные жировые клетки, образующие жировую ткань. Толщина слоя подкожной клетчатки варьирует в разных участках тела и у разных людей.
Рис. 18.11. А. Поперечный срез кожи человека. Б. Схема структур, видимых на срезе
Эпидермис. Клетки эпидермиса имеют эктодермальное происхождение и отделены от дермы базальной мембраной. Эпидермис состоит из многих слоев клеток, образующих слоистый эпителий (разд. 8.3.2.). Непосредственно на базальной мембране лежат кубические эпителиальные клетки (разд. 8.3.1), которые образуют зону активного деления — так называемый мальпигиев слой. За счет повторных делений клеток этого слоя идет непрерывное обновление клеток эпидермиса. Мальпигиев слой образует нижнюю часть зернистого слоя, состоящего из живых клеток, которые по мере перемещения к наружному слою эпидермиса — роговому — становятся все более плоскими. Клетки рогового слоя продолжают постепенно уплощаться, и в них накапливается кератин — богатый серой фибриллярный белок, который делает клетки водонепроницаемыми. По мере накопления кератина клетки ороговевают, ядра их разрушаются, и они отмирают. Толщина рогового слоя больше в тех участках тела, которые подвергаются значительному трению, например на подошвах ног и подушечках пальцев. Поверхностный слой кожи представляет собой полупрозрачный, тонкий, плотный, эластичный водонепроницаемый покров с многочисленными порами (отверстиями потовых желез) и волосяными фолликулами. Самый наружный слой ороговевших эпителиальных клеток непрерывно слущивается в результате трения.
У многих позвоночных видоизмененный роговой слой образует ногти, когти, рога, чешую, перья и волосы. Основным компонентом всех этих структур является кератин.
Дерма. Большая часть клеток дермы имеет мезодермальное происхождение. Дерма состоит из плотной массы соединительной ткани, содержащей сеть эластических волокон, кровеносные капилляры, лимфатические сосуды, мышечные волокна, сенсорные клетки, нервные волокна, хроматофоры (пигментные клетки), потовые железы и волосяные фолликулы.