Зачем зайцу длинные уши вопрос по физике. Уши как радиаторы и обтекаемость ушей. В. Берестов. Песня зайца

работу. Вспомним физику: А = F s Или иначе: работа = сила х пере мещение. Работа - это процесс, сопровождающийся переходом механической энергии (как энергии самого тела, так и энергии внешних тел) в тепловую энергию или наоборот, тепловой энергии в механическую.

А тут ещё слону работать приходиться на благо человеку: перетаскивать брёвна, перевозить на себе людей и другие грузы. А так и перегреться на жаре недолго! Вспомним биологию с географией, и также то, что слоны водятся в Африке, да ещё в юго-восточной Азии. При температуре тела выше 42 0 С белок в клетках сворачивается и живой организм погибает. Вот и придумала природа, как спасти слонов! Наградила их огромными ушами и хоботом.

Уши слона (и не только: и у зайца, и у многих других животных) с большим количеством кровеносных сосудов, которые покрыты только кожей. Кровь переносит тепло, выделяющееся в процессе работы и при расщеплении пищи, и уши (как своеобразные «радиаторы» ) способствуют её охлаждению. А причём же здесь хобот?

Когда слону особенно жарко, он обливается водой или, при её отсутствии, размазывает хоботом по телу слюну. Жидкость начинает испаряться, что приводит к уменьшению температуры тела, и слон ощущает прохладу.

Вспомним физику. Испарение жидкости сопровождается понижением температуры: из жидкости первыми вырываются самые быстрые молекулы, с большей кинетической энергией. Ну, а остаются - самые медленные. А внутренняя энергия, и связанная с ней температура, зависят от кинетической энергии движения молекул.

Вот и зайцу большие уши нужны не только для того, чтобы лучше слышать. Хотя мы знаем, что из-за опасностей зайцу постоянно нужно держать «ухо востро»! И лиса, и волк всегда где-то рядом. И они не прочь полакомиться зайчатиной.

Притаится зайчишка под кустиком, отдышаться не может. А ну-ка, попробуйте попрыгать полчасика на скакалке! Жарко? Вот то-то! Сидит заяц, и «потеет ушами». А пот ещё и теплом от крови подогревается. И чем сильнее он подогревается, тем быстрее испаряется. А чем быстрее испаряется пот, тем прохладнее зайцу!

Смотреть оригинальный текст с возможностью сохранения

Заяц белый, куда бегал?

Все помнят ответ? А что именно помогает зайцу бегать?

Конечно – лапы! К зиме лапы зайца обрастают плотной шерстью, даже между пальцами вырастает мохнатый мех, а на ушах шерсть становится плотнее и похожа на бархат.

А уши-то тут причём? Да тоже, что бы бегать!

А бегать косому приходится часто и много. То сучок треснет, то снег под чьими-то лапами заскрипит, а у зайца уже и душа в пятки ушла: опять бежать надо?!

Слух у серенького (а зимой – беленького) отменный. Это, конечно, заслуга его больших длинных ушей. Удобные уши у зайца; поставил их торчком, покрутил туда-сюда, настроил свои локаторы и получай все лесные новости без опоздания! Бегать опять-таки удобно: заложил уши на спину, прижал поплотнее и мчись себе в любом густом подлеске, ни по чём сложенные в трубочку уши не повредишь! А надо – остановился, опять поднял свои звукоуловители и слушаешь: далеко ли погоня? Заодно и *остываешь* от бега.

Такие уши не просто уши, а природные радиаторы охлаждения. Не может наш зайчик потеть при беге, потовых желез у него почти нет, бережёт его организм воду, не даёт ей бездумно испаряться. Как быть? Если лишнее тепло от тела не отводить, то сварится наш косой в собственном соку.

Пожалела Мать-Природа зайчишку, подарила ему уши с толстыми жгутами-венами, которые проходят прямо под кожей на ушах, а сосудов в них видимо-невидимо, и просвет которых регулируется *в широком диапазоне*. Когда серенькому надо тепло «сбросить», сосуды расширяются на полную мощь, а когда поберечь – сужаются. Не грозит нашему зайчику ни головная боль от перегрева, но и замёрзнуть той головушке тоже не грозит.

Такие ушки на макушке позволяют жить зайцам не только в суровых русских лесах, но и в засушливых пустынях. Охлаждение за счёт теплообмена, знаете ли, очень выгодный подарок от Матери-Природы!

Чем жарче климат, тем больше тепла нужно рассеять, по сему, самые ушастые ушастики - это южные и пустынные зайцы. У последних длина их ушей составляет половину длинны тела!

Это заметил ещё в 1877 году Д. Аллен и написал целое экографическое правило, назвав его своим именем. И гласит оно, примерно, следующее: среди родственных форм теплокровных животных те, которые обитают в более холодном климате, имеют меньшие выступающие части тела (уши, ноги, хвост). А те, которые живут в жарком климате – наоборот.

Сравните фото среднестатистического русского зайца и *пустынника*. У-у-у, какие уши!!! А славная лисичка фенёк у-у-у как отличается своими ушками от привычной нам лисички-сестрички! Работает это правило по отношению ко всем животным, и для человека подходит на все 100%!

А вот сравнивать уши зайца и кролика мы не будем. Хотя они и относятся к одному отряду заицеобразных, но кролики всё же не зайцы. Это два самостоятельных вида. Между собой зайцы с кроликами не скрещиваются и детей у них не бывает!

Долгое время и зайцев, и кроликов считали грызунами, но и это оказалось в корне неверно. Они вовсе не грызуны, они – зайцеобразные!

И куда там кролику догнать нашего зайца! Разве может он разогнаться до 70 км. в час, как наш ушастый? Нет, не пара кроль зайцу, не пара!!!

И обходились же как-то наши прабабушки и прадедушки без кроликов на подворье. Как? Да зайцами и обходились! В Архангельской губернии, где мороз под 40* не редкость, очень любят тёплые вязаные вещи. А ещё живёт там заяц-беляк, который летом шкурку носит серенькую, зимой – шубку беленькую. Одной шкурки зайца на хорошие рукавицы не хватит, а хотелось бы ещё и шапочку. Есть выход! Шкурку зайца надо просто… ощипать. Сам по себе заячий мех очень недолгоноский, зато, благодаря обилию лёгкого пуха зимой – самый тёплый из всех *пухов*. Остевых волос на зимней шкурке почти нет, а вот пуха – предостаточно. Вещи из заячьего пуха получаются на диво тёплые и удобные.

Хочешь, чтобы твои уши не замёрзли? Вперёд, за зайцем! Поиграй с ним в «Попробуй – догони!».

Казалось бы, ответ очевиден: «Чтобы лучше слышать!» Для начала разберёмся, что означает в дано контексте «лучше слышать». Заяц по природе своей – потенциальная жертва хищника, а хищник может напасть в любой момент. Следовательно, для зайца «хорошо слышать» означает слышать постоянно, в том числе тогда (точнее, особенно тогда), когда он лежит и отдыхает. И вот тут очень пригождаются длинные уши, которые можно поднять, как нечто вроде локаторов. Эти «локаторы» могут не только подниматься, но и поворачиваться до 180 градусов – проделать такое с маленькими ушными раковинами было бы весьма затруднительно. К слову, той же цели – обеспечить безопасность – служит и расположение глаз зайца: расположены они по бокам головы, что позволяет видеть всё вокруг на 360 градусов. Но только ли для этого требуются длинные уши?

В отношении заячьих ушей можно указать на одну весьма примечательную деталь: у разных видов зайцев длина ушей различается! Причём различается не абы как, а подчиняясь вполне определённой закономерности. В северных лесах, где лето не особо жаркое, а зимой бывают тридцатиградусные морозы, уши у зайцев не такие уж и длинные – сантиметров шесть-восемь, не больше. А вот у тех видов зайцев, которые обитают в степях и пустынях – т.е. в местности с более жарким климатом – например, у африканского рыжебокого зайца или чернобурого мексиканского, длина ушей оказывается весьма внушительна: сантиметров тринадцать-восемнадцать, она даже может достигать половины длины тела!

К слову, такая особенность характерна не только для зайцев, но и для многих других животных, обитающих в степях и пустынях. Большим размером ушных раковин отличается ушастый ёж (собственно, по этой причине и получивший своё название), обитающий в южных регионах нашей страны. Весьма внушительные уши у тушканчика, а уж миниатюрная лиса фенек, обитающая в Аравийской пустыне и центральных районах пустыни Сахары, вообще состоит – по меткому выражению американского учёного К.Шмидт-Нильсена – главным образом из ушей, у детёнышей уши даже растут быстрее, чем всё остальное тело!

Общность признака соответственно ареалу обитания заставляет задуматься о вполне определённом его назначении. Все эти животные сталкиваются с одной и той же проблемой – как не перегреться в жарком климате? Обычно для охлаждения организм использует потоотделение, но в степи или пустыне нельзя так расточительно расходовать влагу, нужен какой-то другой способ.

Вот тут-то и приходят на помощь уши. Во-первых, шерстяной покров на них редкий – значит, теплоизоляция невелика. Во-вторых, под кожей проходит много мощных кровеносных сосудов, просвет которых может сужаться и расширяться в зависимости от того, меньше или больше тепла надо «сбросить». Чем больше поверхность ушей – тем больше тепла можно «отдать», спасаясь таким образом от перегрева. Почему природа «сотворила» такой удобный «инструмент» теплообмена именно из ушей? А какая ещё часть тела зайца могла бы в ходе эволюции увеличиться в размерах и при этом не помешать зверьку двигаться – т.е. не ставя под угрозу его возможность спастись от хищника и выжить?

«Что ж, – скажете вы. – С южными зайцами всё понятно, но ведь у северных зайцев уши тоже длинные, хоть и не настолько – им-то зачем при наших морозах?» Не забудем: заяц – жертва, чтобы выжить, ему приходится много бегать, а при беге температура тела тоже повышается, так что северные зайцы тоже сталкиваются с проблемой теплоотдачи, хоть и не в такой степени, и длинные уши им тоже оказываются весьма кстати.

Известно, что самые сложные вопросы - это детские, на первый взгляд, примитивные. Вот и на вопрос " зайца называют косым?" ответить сразу сумеет не каждый. А мы попробуем!

Поговорим о прозвищах

Человеку свойственно давать прозвища другим людям, а также животным. Как правило, в них отражается важная, характерная и запоминающаяся черта характера или особенность внешности, поведения. Зайцы, всегда жившие на виду у людей, часто попадающиеся им на глаза, стали частыми персонажами фольклора, сказок, просто житейских историй. У них много прозвищ, пожалуй, в этом смысле они - одни из чемпионов. Как только не называли зайцев! Вот лишь некоторые прозвища:

• Куцый.
• Трусишка.
• Лопоухий.
• Беляк.
• Косой.

Большинство из этих кличек совсем не нуждаются в разъяснении, их природа очевидна. Но почему косой?

Виной всему строение глаз у этого животного. Глаза у зайцев посажены широко по бокам головы, к тому же они заметно выпуклые. Как это бывает в природе, подобная особенность возникла не случайно, она полезна для выживания зайцев.

Этим животным приходится всё время кормиться, пережёвывая то траву, то корнеплоды, то кору деревьев. При этом им необходимо оставаться начеку, чтобы не оказаться в зубах хищников. Широко посаженные глаза позволяют зайцу видеть почти на 360°. Иными словами, заяц, почти не поворачивая головы, может видеть, что происходит у него за спиной. Подкрасться к этому животному сзади почти невозможно.

Но житейская мудрость гласит: за всё хорошее надо платить. Не обошла эта истина и косого: он не очень хорошо видит то, что творится у него, что называется, под носом. Чтобы разглядеть, к примеру, морковку, которую поднесли к носу зайца, ему нужно повернуть голову и как бы скосить глаз. Человеку кажется в этот момент, что заяц слегка косой.

Усиливает это впечатление и тот известный факт, что заяц, убегая от погони, натыкается на очевидные препятствия: кусты, деревья, даже стоящего охотника! Со стороны кажется, что мчащийся зверёк плохо видит, «окосел». На самом деле, причина всё та же: во время погони заяц ощущает, что опасность сзади. Всё его зрение сконцентрировано на преследователе, и животному трудно (а в панике и невозможно) повернуть глаза так, чтобы они рассмотрели то, что творится прямо перед мордочкой.

Надо сказать, что подобный тип зрения широко распространён именно среди травоядных животных. Им, как и зайцу, важно вовремя осматривать пространство вокруг себя, всё время быть начеку. А вот хищники смотрят прямо перед собой и плохо отслеживают свои «тылы». И это тоже понятно: хищник не так опасается нападения сзади, зато он должен хорошо видеть направление своего броска, оценивать расстояние до жертвы.

Таким образом, рассуждая, почему зайца называют косым, мы можем сказать: не такой уж он и косой, вернее, он совсем не косой. Он просто видит не так, как видим мы, и его «взгляд» напоминает нам взгляд косого .

Зачем зайцу длинные уши?

Кому хватило терпенья понаблюдать, как настораживает уши собака, услышав незнакомый звук, или тревожно поводит ушами лошадь, вопрос о заячьих ушах покажется наивным.

Многие животные, обладающие изощренным слухом, имеют большие подвижные ушные раковины. Даже чемпионы по слуху среди птиц – совы и филины вынуждены были обзавестись специальным сооружением из перьев и пуха, имитирующим ушную раковину.

Природа – экономный конструктор. Создав рупор для улавливания звуковых волн, она постаралась извлечь из него как можно больше пользы. Для живущих в тропиках животных остро стоит вопрос о перегревании организма – и ушные раковины заодно приняли на себя функцию охладительных устройств.

В центральных районах Сахары и в Аравийских пустынях обитают маленькие симпатичные лисички – феннеки. Ранней весной в их норах появляются четыре-пять щенят. Жители оазисов, если им посчастливится выследить феннеков, раскапывают нору и приносят домой очаровательных малышей с крохотным хвостиком и маленькими круглыми ушами. Зверята быстро прибывают в весе, но еще быстрее растут их уши.

Когда животные подрастут настолько, что уже годятся в суп (выращивают феннеков отнюдь не для забавы), они, как остроумно заметил американский физиолог К. Шмидт-Нильсен, состоят главным образом из ушей.

Многие относительно небольшие животные пустынь имеют большие уши. Это сразу бросается в глаза, особенно при сравнении с их родичами из умеренных или северных районов планеты. Ушастый еж, обитающий на юге нашей родины (от Ставропольского края до пустынь Средней Азии), обладает необычайно крупными ушными раковинами с точки зрения его северных собратьев. У рыжебокого зайца, широко распространенного в Африке от мыса Доброй Надежды до Алжира, уши несравненно более длинные, чем у нашего беляка или русака. Еще крупнее уши у другого африканца – капского зайца. Весьма длинноухи зайцы из Северной Америки – чернобурый мексиканский. Уши калифорнийского зайца, распространенного не ахти в каких жарких районах планеты, не очень длинны, зато чрезвычайно широки. Но особенно длинноух американский заяц, или, как его называют по-английски, кожаный кролик. Уши кролика больше самого хозяина.

Среди исполинов наиболее большеухи слоны. Африканские слоны любят бродить в сухих жарких саваннах и не меньше мелюзги заинтересованы в подручных средствах для охлаждения.

Ученые долго не понимали причин большеухости пустынных животных. Логично предположить, что большие уши, значительно увеличивая площадь кожной поверхности, должны способствовать перегреву животных. На деле же оказалось, что это не так. Все перечисленные выше существа, за исключением слонов, могут обходиться совершенно без воды.

Необходимую влагу они получают с кормом, с зелеными растениями, их корневищами и плодами, с поедаемыми насекомыми, ящерицами, мелкими птицами и млекопитающими. Поэтому им приходится быть с водой особенно экономными. Они не могут позволить себе потеть, охлаждая тело с помощью испарения воды, как это делает подавляющее большинство млекопитающих нашей планеты. Как же спасаются они от жары? Днем животные держатся в тени высохших пучков травы, кустов, камней и скал. Если нет ветра, температура воздуха и почвы в тени несколько меньше, чем на солнце.

Уши, богато снабженные сосудами и благодаря достаточно редкому волосяному покрову, особенно с внутренней стороны, не имеющие надежной теплоизоляции, отдают путем радиации в первую очередь нёбу, а также окружающим предметам накапливающееся в организме тепло. Как-никак температура северного сектора неба над пустыней даже в полдень не бывает больше +13°. Радиационный обмен позволяет легко освободиться от излишков тепла, а ушные раковины выполняют функцию излучателей. Вот, оказывается, почему уши бывают такими длинными.

Терморегуляция – только вспомогательная функция ушей.

Главная же, безусловно, слуховая. Ушные раковины – первый аппарат в длинной цепи приспособлений для улавливания звуковой волны и анализа принесенной ею информации.

У млекопитающих они имеют форму воронки. Такая воронка ловушка обеспечивает лучшее восприятие звуковых волн, идущих с определенного направления. У кошек, собак, лошадей, антилоп уши обладают большой подвижностью – они способны повернуться навстречу звуковой волне, навстречу источнику звука. Благодаря этому животным удается избавиться от помех и даже слабые далекие звуки расслышать лучше, чем близкие и громкие.

При тепловом излучении, способном возникать даже при низких температурах, излучаются невидимые лучи большой длины. Измерение радиации часто производят с помощью приборов, превращающих лучистую энергию в тепловую. Лучистая энергия, излучаемая северным сектором неба над пустыней, переведенная в тепловую, не превышает 13°С.

Ухо человека потеряло способность активно двигаться в поисках источника звука. Даже у человекообразных обезьян уши относительно неподвижны. Однако было бы неправильно думать, что они совершенно бесполезны и являются лишь весьма сомнительным украшением человеческой головы. Хотя пока не совсем ясно, насколько ушная раковина эффективна как воронка, собирающая энергию звуковой волны, ее участие в определении направления звука не вызывает сомнений.

В этом можно убедиться самому. Попробуйте резко изменить форму ушной раковины – смять ее рукой, и вы сразу почувствуете, что определять направление звуков, особенно слабых, становится труднее. Хрящевые бугорки внутри ушных раковин задерживают звук. Величина этой задержки меняется в зависимости от того, с какой стороны он приходит. Мозг использует эту задержку, чтобы повысить точность локализации источника звука.

Наружное ухо выполняет и еще одну задачу – усиливает звук. Оно представляет собой резонатор. Если частота звука близка к собственной частоте колебаний резонатора, давление воздуха в слуховом проходе, воздействующее на барабанную перепонку, становится больше давления пришедшей звуковой волны. Для развитой эхолокации необходим изощренный слух.

Казалось бы, все звенья слуховой системы китообразных должны быть развиты лучше, чем у прочих обитателей планеты. В общем, это так и есть, но самое первое звено – улавливающий рупор – полностью отсутствует. Бесполезно искать на гладкой лоснящейся коже дельфинов каких-нибудь, пусть самых скромных, остатков ушей. Их нет. Внимательно рассмотрев голову афалины, можно заметить с каждой стороны по крохотной дырочке диаметром в 1–2 мм. Как и все на голове дельфина, эти отверстия расположены несимметрично.

Одно отверстие находится ближе к носу, чем другое. Они являются началом слуховых проходов.

У хорошо слышащих наземных животных слуховой проход никогда не бывает столь узким. Почти сразу же за наружным отверстием он резко сужается и приобретает вид тонюсенькой щелки с просветом 360x36 мкм, а у дельфина белобочки – 330x32 мкм. Чуть дальше слуховой канал полностью зарастает, превращаясь в тонкий шнурочек. Когда шнурок минует толстый жировой слой и добирается до мышц, в нем снова появляется просвет, заполненный воздухом и даже более широкий, чем был вначале: у афалин – 2250x1305 мкм, а у белобочки – 1620x810 мкм. И все-таки трудно поверить, что это устройство имеет какое-то отношение к восприятию звуков.

Отсутствие слухового прохода связано с жизнью в океане.

Если бы он соединил барабанную перепонку с наружной средой, как это обычно бывает у наземных животных, дельфины подвергались бы постоянной опасности. При погружении на каждые 10 м давление возрастает примерно на 1 ат. Все млекопитающие имеют приспособление для выравнивания давления за барабанной перепонкой, но аквалангисты отлично знают, как ненадежно оно работает, выходя из строя при малейшей простуде или легком насморке. В этом случае при первой же попытке нырнуть барабанная перепонка была бы прорвана водой. Огромное наружное давление, не встречая изнутри равного сопротивления, без особого труда сокрушило бы тонкую преграду. Итак, среднее ухо дельфина укрыто кожей, толстым слоем жира и мышц и никак не соединяется с внешней средой.

Проведено немало исследований для обнаружения звуковода, позволяющего акустическим волнам добираться до звуковоспринимающих рецепторов. Но по сей день вопрос о его местоположении окончательно не решен и продолжает вызывать жгучие дискуссии.