Хүмүүс өвөл болохоор тасхийм хүйтэн жавраас болоод гадагш гарахаа больж, хүйтэн цаг агаарт зориулж өвлийн бэлтгэлээ базаадаг. Өвөл сөдөн хүрэм, үстэй шуб өмсчихөөд мөрөө хавчин хурдан хурдан алхлах хүмүүс бишгүй харагддаг даа. Ингэхэд өвлийн жавраас хамгаалах орон гэр, өмсөх дулаан хувцас гэх юмгүй араатан амьтад ийм тэсгим хүйтнийг яаж даван туулдаг юм бол?
Дэлхий дээрх хамгийн хүйтэн газар бол өмнөд туйл Антарктид. Антарктидын гадаргуугийн ердөө 2% нь шороон хөрстэй, үлдсэн хэсэг нь 2 км зузаан мөсөөр хучигдсан байдаг. Өвөлдөө Антарктидын дундаж температур -56,7°C хэмээс -91,2°С хэм хүртэл буурч болно. Заримдаа далайн эрэг дээр салхи 50 м/с хурдтай салхилах нь бий. 20-р зуунд экспедиц амжилттай болсноор дөнгөж нээгдээд байгаа Антарктид нь туйлын орон зай юм. Гэвч юу ч амьдрах боломжгүй цав цагаан үржил шимгүй тив мэт харагдах Антарктидад ч үй олон амьтан амьдардаг.
Антарктидын бичил организмууд нь химийн аргаар хүйтнийг даван туулдаг байна. Тэд нэг ёсондоо усны молекулуудтай нэгдэж, мөсөн талстуудын өсөлтийг зогсоодог хөлдөлтийн эсрэг материал бий болгодог байна.
Антарктидын эргэн тойронд өмнөд далайд амьдардаг мөсөн загас нэр шигээ өнгөгүй тунгалаг байдаг. Үүний учир нь тэд гемоглобин дутмаг цустай байдагтай нь холбоотой. Уг загасны биед глицерин нийлэгжүүлж байдаг байна. Глицерин бол хөлдөлтийн эсрэг шингэний хөлдөх цэгийг бууруулахын тулд нэмдэг нэг төрлийн шингэн. Тэрхүү бичил организмуудтай адилаар Антарктидад үй олон загас мөн ийм хөлдөлтийн эсрэг материал ашиглан, хүйтнийг даван туулж байдаг аж.
Антарктид бол барагтай бол харагдаад байдаггүй бичил биетэн, оцон шувуу, халим, далайн хав зэрэг төрөл бүрийн амьтдын амьдрах орчин, өлгий нутаг нь юм. Тэр дундаа Антарктидын хаад болох император оцон шувуудыг орхигдуулах аргагүй. Паацгар алхаа, фрак өмссөн мэт өхөөрдөм арьстай оцон шувууд Антарктидад хамаг биеэрээ тэсгим хүйтнийг даван туулна. Антарктидад амьдардаг оцон шувууд дотроос император оцон шувууд л дүн өвлөөр өндөглөж, үр төлөө асардаг байна. Император оцон шувуудын амьдардаг газар нь дэндүү хүйтэн тул дайснууд нь ч тэнд амьдарч зүрхлэхгүй болохоор тэд үр зулзагаа аюулгүй эсэн мэнд асарч тойлох боломжтой байдаг аж.
Император оцон шувуунд Антарктидын хатуу ширүүн уур амьсгалыг даван туулах янз бүрийн арга байдаг аж. Оцон шувуу далайн мөсөн дээр үсэрч байхыг нь харахаар арьс нь нойтон мэт харагддаг боловч яг арьсных нь дотор тал огт нордоггүй. Энэ нь ус нэвтэрдэггүй арьсных нь ач. Арьсных нь хамгийн дотор хэсэгт ургасан шингэн гөлгөр үс нь агаарын давхарга үүсгэж, улмаар энэ нь дулаан дамжуулалт багатай тул дулаан ялгаруулалтыг ч бас хааж, биеийг дулаан байлгана. Харин өөхөн давхарга болох хамгийн зузаан арьс нь яг л зузаан хүрэм шиг биеийн температурыг хэвийн байлгахад тусална.
Тэгвэл үсэрхэг арьсаар хучигдаагүй биеийн хэсгүүд нь яадаг юм бол? Мөстэй яг шүргэлцдэг хөлийн ул нь “гайхамшигт тор” гэж нэрлэгддэг хялгасан судаснуудаас бүрддэг төдийгүй хөлдөхөөс сэргийлнэ. Гайхамшигт торны ачаар мөстэй хүрэлцсэн хөлний ойр орчмын хүйтэн цус зүрхнээс гарсан болон зүрхэнд орж ирсэн халуун цусаар халж, зүрхнээс гарсан халуун цус хөрж, хөл рүү урсдаг байна. Мэдээлэлд дурдсанаар хойд туйлын үнэг болон нохойн хөл мөн үүнтэй ижил төстэй бүтэцтэй байдаг аж.
Оцон шувуудыг алдартай болгосон паацгар алхаа нь хүйтнийг даван туулах маш шинжлэх ухаанч арга байдаг аж. Алхаж байхдаа оцон шувуудын бие баруун, зүүн тийш хазайснаа, түр зогсох зэргээр хөдөлдөг. Ийм алхалт нь энергийн 80% хэмнэж, хоол тэжээл багатай өвлийг даван туулахад нь тусалдаг байна.
Гэсэн ч Антарктидын эрс хүйтнийг даван туулах амаргүй хэвээр. Гэвч тэд өвөлдөө бэлтгэх нэгэн өвөрмөц аргатай. Тиймээс жавар тачигнан салхилах бүрд тэд хоорондоо ямар ч зайгүй нягтран нийлж, бие биенийхээ элчинд дулаацна. Зуурсан гурил сунадаг шиг оцон шувууд 30-60 секунд тутамд долгион шиг эргэлдэнэ. Ингэхэд нь хамгийн гадна талаар байгаа оцон шувууд бага багаар дотогшилж, эсрэгээрээ дотор талд нь бөөгнөрч байсан оцон шувууд дотроос гадагш хөдлөхөд сүрэг тэр аяараа биеийн дулаанаа харилцан дамжуулж дулаацдаг байна. Үүнийг нь “бөөгнөрөл” гэж нэрлэдэг. Зуу зуун эсвэл мянга мянган оцон шувуу нэг дор бөөгнөрөхөөр ер бусын сүртэй.
Хойд туйл нь өмнөд туйл Антарктидаас ялгаатай нь тивүүдээр хүрээлэгдсэн асар том далайгаас гадна далайд хөвөх мөсөн уулсаас бүрддэг. Антарктидын яг эсрэг талд орших хойд туйл болох Арктикт өмнөд туйлын нэгэн адил хүйтнийг тэсвэрлэдэг амьтад бий. Наад захын жишээ бол хойд туйлын үнэг. Хүйтнийг тэсвэрлэдэг олон амьтад дулаанаа бага алдахын тулд биеийн гадаргуугаа багасгадаг. Тийм ч учраас хойд өмнөд туйлд амьдардаг олон амьтад махлаг дугуй биетэй, жижиг хөлтэй байдаг аж. Хойд туйлын үнэг том биетэй, жижиг чихтэй, пагдгар хөл, сүүлтэй байдаг нь биеийн дулаанаа хадгалахад нь тустай.
Хүйтэн хойд мөсөн далайд сэлдэг далайн хав оцон шувууны нэгэн адил гөлгөр арьсан доороо зузаан өөхөн давхаргатай байдаг тул хүйтэнд тэсвэртэй. Харин үсэрхэг биш нүд болон уг өөхөн давхарга нь далайн усанд ороход эмзэг байдаг тул нүднийх нь эвэрлэгийг бүрхсэн тунгалаг давхарга болох мембран бүрхүүлээр нүд нь хамгаалагддаг байна.
Хойд туйлын тухай бодохоор хамгийн түрүүнд санаанд орж ирдэг цагаан баавгайн арьс харагддаг шигээ цагаан биш, хар өнгөтэй байдаг байна. Хар сор нь гэрэл шингээж, улмаар хүйтэн цаг агаарт биеийн дулаанаа хадгалахад тустай. Хатуухан хэлэхэд цагаан баавгайн цас шиг цагаан арьсных нь сор огт цагаан биш. Арьсных нь сор цагаан өнгөтэй харагддаг учир нь бүтэц нь хоосон хагас гэрэлтдэг хуванцар хоолойтой төстэй, ихэнх гэрлийг ойлгодогтоо тэр юм. Амьтны хүрээлэнгийн зарим цагаан баавгайн үс нь ногоон өнгөтэй харагддагийн шалтгаан нь сорных нь завсраар ногоон замаг наалдсан байдгийнх. Сорных нь завсраар агаар дүүрэн байдаг тул энэ нь дулаалганд нь их нөлөө үзүүлнэ. Түүгээр ч зогсохгүй цагаан баавгай өтгөн ургасан богино сор, ус нэвтэрдэггүй урт сор гээд хоёр давхар үстэй. Ийм учраас цагаан баавгай мөст хүйтэн далайд ямар ч асуудалгүйгээр сэлж чаддаг аж.
Оцон шувуу, цагаан баавгайтай адил олон амьтад хүйтнийг даван туулахад тохиромжтой үсэрхэг арьстай. Бид хойд өмнөд туйл шиг тэгтлээ хол явах шаардлагагүй. Эргэн тойронд маань ч хүйтнийг тэсвэрлэх үсэрхэг арьстай амьтад элбэг таардаг. Эдгээр нь ихэвчлэн өдрийн хэм өндөр байдаг уулархаг газар нутагладаг уулын хонь юм уу альпака. Үс нь кератин хэмээх уургаас бүрддэг тул молекулын гинж нь спираль хэлбэртэй мушгирсан байдаг кератины өвөрмөц бүтэцтэй холбоотойгоор уян хатан, буржгар байдаг аж. Энэ бүтэц нь үсэрхэг арьсыг нь 30000 дахин нугалахад ч гэмтэж, тасрахааргүй, бүтцээ өөрчлөхгүйгээр уртынхаа 1/3-тэй тэнцэх хэмжээний сунаж тэлдэг тийм бат бөх болгодог байна.
Ихэнх хүмүүс өтгөн үсэрхэг арьсийг илүү дулаахан гэж боддог ч үнэндээ шингэн тачир үстэй байх тусам дулаан байдаг аж. Учир нь үсний сор тачир байвал үсэрхэг арьсны хоорондох агаарын давхарга зузаан байдаг. Нэг ёсондоо сөдөн дүүргэлттэй өвлийн хүрэмтэй л адилхан юм. Шувууны өд ишинд нь наалдсан нарийн бүтэцтэй байдаг нь завсар хооронд нь их хэмжээний агаар орох боломж олгодог байна. Ингэж л шувууд хүйтэн өвлийг давж гарна. Төрөл бүрийн хиймэл мяндас шинээр зохиосоор байгаа ч хүмүүс өвлийн хүйтэнд өд сөд мэтийн байгалийн материал л эрж хайсаар байна. Учир нь байгалийн материал нь хиймэл материалаас хавьгүй дулаан байдаг байна.
Дэлхийн туйлын бүс нутаг! Зөвхөн хүйтэн жавар, жихүүн салхитай тэр л бүс нутагт ч мөн амьдрал оршин тогтносоор. Туйлын бүсийн амьтад эрс хүйтнийг өөр өөрийн арга замаар тэсвэрлэж, амьдралаа авч явдаг. Хахир хатуу өвлийг тэсвэрлэдэг тэдгээр амьтдын биеийн бүтэц, амьд үлдэх арга ингэхэд хэрхэн өгөгдөө юм бол?
- Эх сурвалж
- K. Madefessel-Herrmann and other, Chemie Rund um die Uhr, Wiley-VCH; Auflage: 1, 2004
- Lee Seong-gyu, How Animals Cope with Piercing Cold (in Korean, 동물들이 ‘칼추위’ 견디는 비결), Science Times, Jan. 11, 2012
- Lee Yeong-wan, How Do Penguins Endure the Cold? (in Korean, 펭귄은 어떻게 추위를 견딜까), Joseon Ilbo, Dec. 10, 2012
- Choi Jong-uk, How Come Penguins Don¡¯t Freeze in the Antarctic? (in Korean, 펭귄이 남극에서 얼지 않는 이유는?), KISTI Science Fragrance, Aug. 17, 2007
- Kim Ung-seo, How Bears Survive in Arctic (in Korean, 곰이 북극에서 살아남는 비법), KISTI Science Fragrance, Nov. 20, 2013