Na přelomu padesátých a šedesátých let biologové zjistili, že teplokrevník, zejména savec, by neměl vážit méně než dva gramy, jinak by nebyl schopen přežít, protože při nižší hmotnosti je metabolismus narušen. . Pro všechny teplokrevné tvory je nevyhnutelné pravidlo obráceného poměru: čím nižší hmotnost, tím více potravy je potřeba, protože malé tělo má výjimečně vysokou měrnou teplosměnnou plochu. Obvykle je to znázorněno následovně. Pro zabalení bonbónu o jedné hmotě je potřeba určitá minimální plocha obalu, která podle našeho uvažování napodobuje kůži. Zdvojnásobením hmotnosti cukroví se požadovaná plocha obalu sotva zvětší.
Následující příklad bude ještě jasnější. Krychle o hraně 10 cm má povrch 600 cm 2 nebo 0,06 m 2 . Rozdrcený na kostky o hraně 1 cm zabere plochu 6000 cm 2 (0,6 m 2), a pokud se tato počáteční krychle rozdrtí na milimetrové kostky, tak v tomto případě bude celková plocha již 6 m 2 .
Tepelná výměna živé bytosti se uskutečňuje sáláním, konvekcí, tepelnou vodivostí a odpařováním vlhkosti z povrchu těla. A tvorba tepla je způsobena metabolickými procesy, které se vyskytují v celém těle. Tepelná bilance při tělesné délce l má tvar:
Kde Q 1 и Q 2 přenos tepla, respektive tvorba tepla.
Je to postoj 1/l pro malé savce je blízko limitu, tedy velikosti, na kterou se mohou v procesu svého vývoje zmenšovat. Domácí myš se blíží této kritické velikosti. Ale dva druhy rejsků – rejsek malý a rejsek – jejichž hmotnost někdy nepřesahuje 1,5-2,5 g a 1,8-2,2 g, což je téměř 10krát méně než hmotnost myši domácí, se necítí hůř než myš domácí. .
Jejich mláďata, každé nevážící více než 0,2 g, se rodí nejen slepá a bezmocná, ale také neschopná udržet stálou tělesnou teplotu. Díky tomu jsou podobní plazům, jejichž tělesná teplota závisela na prostředí. Ukazuje se, že pokud je tělesná velikost menší, pak musí být organismus ektotermní (poikilotermní).
Není divu, že se ukázalo být ohromujícím pocitem, že dospělá etruská myš Suncus etruscus neváží více než dva gramy a mnoho z nich nepřesahuje jeden a půl gramu!
Toto zvíře je již dlouho v péči kryptozoologů – specialistů, kteří studují zvířata, jejichž existence na planetě je pochybná. První informace o etruské myši přišly v polovině minulého století, kdy byly kosti tohoto drobného tvora nalezeny v sovím hnízdě. A teprve v polovině tohoto století se zoologovi na univerzitě v Bonnu doktoru Adelheitu Geretsovi po dlouhém pátrání na ostrově Sardinie podařilo získat nejprve mrtvého a poté sedm živých exemplářů tohoto podivného zvířete. Odchycená zvířata měla štěstí, že je zoolog našel hned po odchytu, protože tato zvířata musí neustále přijímat potravu, aby si zachovala své biologické procesy. Jakmile byla tato drobná zvířátka chycena – tři z nich se snadno vešla do krabičky od sirek – byla již letargická hladem. A kdyby jim výzkumník nedal jídlo a živili se červy, housenkami, kobylkami, všechna chycená zvířata by brzy zemřela.
Díky své výjimečně malé velikosti ztrácí etruská myš kůží pokrytou srstí hodně tepla. Proto jí denně jídlo, které odpovídá dvojnásobku její vlastní hmotnosti. Největší zvíře na Zemi, modrá velryba, sní 8 tun potravy denně, což jsou 4 % její hmotnosti; slon potřebuje až 230 kg listů nebo 50-70 kg sena denně. V případě myši to odpovídá tomu, že člověk sní průměrně 150 kg potravy denně! Proto myš téměř nespí – potřebuje neustále jíst.
Takový stresující život, aby přežil a pokračoval v závodu, vyvinul u myši neobvyklé bojové vlastnosti. Zvíře útočí se zoufalstvím odsouzených pavouků, velkých brouků a dokonce i ještěrek, jejichž délka dosahuje 10 cm.Zvíře má na svou velikost výjimečnou reakci a obrovskou fyzickou sílu.
Když není jídlo, myš upadne do letargického stavu a stočí se do klubíčka, aby se zmenšila plocha pro přenos tepla; biologické procesy se zpomalují. Tento stav nemůže bezbolestně trvat déle než dvě hodiny. Myš se probouzí z letargického spánku a vydává se na lov. Pokud v této době nenajde jídlo, je zvíře odsouzeno k záhubě.
Takový život téměř za hranicí možného vyžaduje naprosto bezchybnou práci celého organismu, pracující doslova na doraz. A pokud srdce slona dělá 27 tepů za minutu a lidské srdce – 70, pak srdeční frekvence etruské myši je 1 300 tepů za minutu. A není divu, že její délka života je pouhých 16 měsíců.
Zde je vhodné poznamenat, že v přírodě existuje velmi určitá závislost velikosti zvířete na klimatických podmínkách, zejména na průměrné teplotě vzduchu. Vyplývá to z výše uvedených ustanovení, že u blízce příbuzných druhů platí, že čím nižší je přenos tepla, tím větší je velikost těla nebo čím menší je poměr plochy povrchu těla k jeho objemu. Zástupci blízce příbuzných druhů jsou proto velikostně tím větší, čím chladněji je v místech, kde žijí. Mamuti a nosorožci, kteří žili na severu, byli mnohem větší než jejich jižní protějšky. Stejný obrázek je pozorován u ledních medvědů. Nárůst hmoty převyšuje růst jeho povrchu, což snižuje součinitel prostupu tepla tělesem.
Mimochodem, podobný obrázek je typický pro lidskou postavu. Zástupci severních národů jsou podsadití a podsadití, zatímco jižané jsou vytáhlí.
Ale takové závislosti nejsou absolutně striktní – existuje mnoho výjimek, zejména proto, že toto pravidlo platí pro nízké letní, nikoli zimní teploty.
U studenokrevných živočichů je popsaný vztah opačný: čím je prostředí teplejší, tím větší je jejich velikost.
Pro mořské bezobratlé je kromě teploty významný obsah vápníku, jehož obsah ve vodě s teplotou stoupá. V tomto případě koráli, foraminifera atd. procházejí rychlým vývojem.
Ale vraťme se k rejskům – pořád je tu spousta úžasných věcí.
Paradox malých rejsků se vysvětluje tím, že oni, jejich mláďata, stejně jako všechna zvířata, která sezónně hibernují, mají hnědý tuk v oblasti lopatek, který má obzvláště vysokou produkci tepla. Tento tuk se skládá téměř výhradně z triglyceridů, jejichž oxidací vzniká velké množství tepla. V těle novorozenců je podíl hnědého tuku velmi vysoký a jak se tělo vyvíjí, tento podíl klesá.
Zásoby hnědého tuku jsou užitečné zejména během jarního probuzení.
Ale rejsci, kteří nezimují, stejně jako novorozenci v hnědém tuku, dostávají další zdroj tepla pro chladné období. Tento zdroj po zapnutí neohřívá celé tělo, ale pro život nejdůležitější orgány.
Není jasné, jak se takové drobky mohly vyvinout. Toto dodatečné zahřívání totiž spotřebuje mnohem více energie, než vyžaduje výše uvedený poměr plochy těla a hmotnosti. To je důvod, proč malý rejsek sní během dne potravu 4,2krát své vlastní hmotnosti, ale stejně velký rejsek jen 3,2krát méně potravy, než je jeho vlastní hmotnost.
Jak již bylo zmíněno, hlad způsobuje jejich letargii. Zároveň ztrácejí pohyblivost a zpomalují dýchání. Tato okolnost dokonce zpochybňuje jejich teplokrevnost.
Mláďata rejsků mimo jiné spotřebují stejné množství potravy a kyslíku jako větší zvířata žijící vedle nich. Myši žijící poblíž však konzumují semena rostlin, která spadla na zem, a rejsci se živí drobným hmyzem a jinými bezobratlými. Které ostatní zvířata a ptáky nezajímají. A v případě rejsků není důležitý vysoký součet, ale samotná spotřeba potravy.
Zdá se, že takové drobky byly vytvořeny speciálně proto, aby do koloběhu zapojily živou hmotu rozptýlenou v podobě malých forem i na tak nízké úrovni.
Unikátní ilustrací této problematiky může být kolibřík, který spotřebuje 100x více potravy na jednotku tělesné hmotnosti než slon. Hmotnost kolibříků nepřesahuje hmotnost rejsků (1,7 – 19,1 g). Jsou to denní ptáci, v noci se nemohou krmit. Jak je pro rejsky typické. A během dne nejsou kolibříci schopni nashromáždit dostatek energie, aby vydrželi v noci. Rychlost metabolismu tohoto drobného ptáčka je tak vysoká, že 6-8 hodinová přestávka v potravě jim hrozí smrtí z vyčerpání. Aby se tomu zabránilo, v noci se zdá, že tělo kolibříka znecitliví a teplota klesne z obvyklých 40–45 o C na teplotu okolí a rychlost metabolických procesů klesne 10–15krát. Ráno pták ožije a znovu začne hltavě přijímat potravu. Malá velikost těla kolibříka a tím i nízká hmotnost zajišťuje, že během několika sekund dojde k prudkému poklesu i prudkému zvýšení tělesné teploty.
Překvapení, která rejsci předvedli, ale u těch výše popsaných neskončila. V roce 1937 bylo zjištěno, že masa zvířat má silně výrazný sezónní vzorec. Ztratí téměř třetinu své hmotnosti. A málokoho to překvapilo. Ale po 12 letech se ukázalo, že rejsci se v zimě mnohem zmenšují a výška lebky se snižuje. Ukázalo se, že došlo k restrukturalizaci kostí, mozkové tkáně a vnitřních orgánů. Navíc to nemá výrazný klimatický charakter – jev je téměř stejně typický pro severní i jižní zeměpisné šířky. Rejsci se na začátku zimy stanou miniaturními a netloustnou jako zvířata, která na zimu hromadí tuk. A hubnou ne uprostřed zimy, ale hned po podzimním pelichání, ke kterému obvykle dochází v listopadu. A obsah kalorií v jejich tělesných tkáních v zimě vyskočí o 10%.
To s sebou nese takové záhadné otázky: jak sladit takové rozpory – zmenšením povrchu těla rejsek zvyšuje přenos tepla, pro který musí prudce vzrůst potřeba potravy. Lvi, kteří žili v zimě venku v zoo, jedli jedenapůlkrát více masa než v létě.
Do zimy rejsci ztrácejí velké množství vody (8-10 % tělesné hmotnosti); jejich potní žlázy nefungují úplně. Tím se snižuje spotřeba tepla na odpařování. Tomu napomáhá i hustší srst než v létě. S zmenšováním jeho velikosti se zvířátko promění v nadýchanou kouli, která zmenšuje teplosměnnou plochu. Rejsci také preferují život při teplotách v průměru o 5 o nižších než v létě.
Jsou-li rejsci v zimě při teplotách stejných jako v létě, pak jejich hmotnost nejprve klesá a pak začne prudce stoupat; zvíře téměř zdvojnásobí svou velikost. Přibývá na váze díky tvorbě hnědého tuku, přičemž hmotnost veškerého vnitřního tuku je stejná.
Když byli tito rejsci umístěni do místnosti s teplotou (-2 o C), zvířata snížila spotřebu potravy téměř 7krát a jejich hmotnost začala rychle klesat na 1 gram za den. Hmotnost klesala tím více, čím větší byla počáteční tělesná hmotnost, a chuť k jídlu se začala zvyšovat.
