Капілярність. Роль капілярних судин в системі кровообігу. Змочування.

 Капілярність. Роль капілярних судин в системі кровообігу. Змочування.

Тканини рослин і тварин пронизані величезною кількістю капілярних судин. Саме у капілярах відбуваються основні процеси пов’язані із диханням і живленням організму, складна хімія  життя тісно пов’язана із дифузійними явищами.

Як відомо, стовбури дерев, гілки рослин пронизані величезною кількістю капілярних трубочок, по яких поживні речовини піднімаються до самих верхніх листочків. Коренева система рослин, у свою чергу, закінчується найтоншими нитками – капілярами. І сам ґрунт, що є джерелом живлення для коріння, може бути представлений як сукупність капілярних трубочок, по яких, в залежності від його структури і обробки, швидше або повільніше піднімається до поверхні вода з розчиненими у ній речовинами. Висота підйому рідини у капілярі тим більша, чим менший його діаметр; звідси зрозуміло, що для збереження вологи потрібно ґрунт перекопувати, а для осушення – ущільнювати.

Деякі дані про організм людини

Площа поперечного перерізу аорти 8 см², а загальна площа перерізу усіх капілярів приблизно 3 200 см², тобто площа капілярів більша площі аорти у 400 разів. Відповідно падає швидкість кровообігу – від 20 см/с на початку аорти до 0,05 см/с у капілярі.

Діаметр кожного капіляра у 50 разів менший від діаметра людської волосини, а довжина його менша 0,5 мм. У тілі дорослої людини є біля 160 млрд. капілярів.

Загальна довжина капілярів досягає 60 – 80 тис. км. Через кожний квадратний міліметр поперечного перерізу серцевого м’яза у середньому проходять до 2 000 капілярів.

Роль поверхневих явищ у житті живої природи дуже різноманітна.

Наприклад, поверхнева плівка води для багатьох організмів є опорою для руху. Така форма руху зустрічається у дрібних комах і павукоподібних. Найбільш відомі водомірки, які опираються на воду тільки кінцевими члениками широко розставлених лапок; лапка вкрита воскоподібним шаром, який не змочується водою, а поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, утворюючи невелике заглиблення. Подібним чином пересуваються берегові павуки, але їх лапки розміщуються не паралельно до поверхні води, як у водомірок, а під прямим кутом до неї.

Деякі тварини, що не мають зябр, підвішуються знизу біля поверхневої плівки води за допомогою особливих незмочуваних щетинок, які оточують їхні органи дихання. Цим способом користуються лялечки комарів.

Пір’я і пух водоплавних птахів завжди густо змащені жировими виділеннями особливих залоз, що пояснює їхнє не промокання. Товстий шар повітря між розпушеним пір’ям качки не витісняється водою і тому не тільки захищає качку від втрати тепла, але і надзвичайно збільшує її плавучість, діючи подібно до рятувального круга (пояса). Воскоподібний шар на листках не дає заливати водою їхні пори, які відіграють важливу роль у диханні рослин. Наявністю воскового шару пояснюється також не промокання солом’яних дахів, сіна у копицях і т. д.

Пристосування тварин до різної температури

Із-за властивостей цитоплазми клітин всі живі істоти здатні жити при температурі від 0°C до 50°C. Більша частина поверхні нашої планети має температуру, що лежить у цих межах. Для кожного виду вихід за ці межі означає загибель або від холоду, або від спеки. Але є види, які можуть пристосуватися до екстремальних температур, і витримувати їх тривалий час. Наприклад, є бактерії і синьо-зелені водорості, які живуть у джерелах із температурою вищою за 85°C. Тварини  ж менш стійкі. Амеби зустрічаються при 58°C, лялечки багатьох двокрилих комах можуть жити при температурі біля 50°C. Комахи, що мешкають високо в горах, виживають при температурі вище ніж  -10°C. Полярні води із температурою біля 0°C заселені багатою і різноманітною фауною, які живляться мікроскопічними водоростями.

Для того, щоб зберегти температуру тіла постійною, тварина повинна або зменшити втрати тепла, або збільшити виробництво тепла. Це досягається різними способами. Перш за все є важливим захисний покров: вовна, пір’я або жировий шар. Захисна роль покрову тварин, або одягу людей в тому, щоб затримувати конвекційні потоки, сповільнювати випромінювання. Завдяки шерстяному покрову їздова собака може спати на снігу при t = -50°C. Із наближенням зими її хутро стає густішим і довшим. Пір’я і шерсть створюють повітряну подушку із хорошими теплоізоляційними властивостями.

Добре відома і захисна роль жиру. У китів, тюленів, моржів гола шкіра товщиною 2 – 3 мм, але вони годинами плавають у льодяній воді. Під шкірою у них є товстий шар жиру, що добре затримує втрату тепла. Жирові запаси імператорського пінгвіна досягають 10 – 15 кг при загальній масі 35 кг.

Кінчики лап і кінчик носа тварин не можуть бути вкриті шерстю, пір’ям або жиром. Тому у незахищених місцях діє механізм теплообміну у пучках судин, де дотикаються вени і артерії. Виявляється, що вуха, хвіст і лапи тим коротші, чим холодніший клімат.

Температура лап тварин дорівнює температурі середовища. Наприклад, температура білої куріпки може перевищувати температуру її лап на 38°C. Це досить важливо. Якби лапи, що торкаються снігу були теплими, тоді сніг під ними танув і пташка могла б примерзнути. Крім того, зниження температури зменшує тепловіддачу.

Хороший приклад захисту від холоду – зимова сплячка. Температура тіла тварин знижується до 0°C. Не рухаючись, такі тварини як бабак, летючі миші, бурий ведмідь та інші,  витрачають запасені резерви дуже повільно.

Боротьба з перегріванням здійснюється за рахунок випаровування. У спеку собака висовує язик, тому що на тілі у неї дуже мало потових залоз.