Вода — очень важная составляющая живых организмов.
Это вещество выполняет ряд жизненно важных функций: служит структурным материалом, химическим растворителем, участвует в процессах физической терморегуляции, выступает в качестве донора кислорода. Без воды животные живут всего несколько дней. При полном голодании без питьевой воды голуби в условиях умеренных температур погибают на шестой день, при наличии доступа к воде — на двенадцатый день. Кролики без воды не выдерживают и двух суток.
Другие животные более устойчивы к жажде. Так, лошади при водном голодании погибают на 17-18-й день. Верблюды даже в сорокоградусную жару сохраняют без воды работоспособность в течение трех недель. А такие пустынные животные, как кенгуровая крыса или монгольская песчанка, не пьют воду вообще: они удовлетворяют свои потребности в воде за счет метаболической воды сухого корма, а также воды, содержащейся в атмосферном воздухе.
Потребление воды животными в условиях умеренного климата зависит от ее содержания в корме. В расчете на 1 кг сухого вещества корма свиньи потребляют 7-8 л воды, крупный рогатый скот — 4-6 л, лошади и овцы — 2-3 л.
В составе тела человека и животных содержание воды достигает 90%. В теле взрослых животных содержится около 65% воды, у молодых — больше. Из общего количества 2/3 воды организма представлены внутриклеточной жидкостью. Около 1/3 объема воды составляет внеклеточная жидкость (плазма крови, лимфа, межклеточная жидкость, мозговая жидкость, внутриглазная жидкость). Главным депо воды служат мышцы, в которых находится половина всей воды организма.
Плазма крови составляет примерно 5% от массы тела. Однако потеря 30-40% плазмы представляет угрозу жизни.
При потере более чем 5% массы тела за счет воды животные и человек ощущают крайне некомфортное состояние, которое называется жаждой. Однако поведение, направленное на поиски воды, начинается у животных и человека раньше.
Потери более 20% воды сопровождаются уже необратимыми изменениями в организме и приводят к смерти.
Жажда — это особое эмоциональное состояние животного, которое формируется в структурах лимбической системы в результате повышения осмоляльности внутренней среды организма из-за недостатка воды или избытка солей. Жажда субъективна, так как представляет собой сугубо индивидуальное ощущение, непреодолимость которого соизмерима с недостатком воздуха и с физической болью. Эмоциональная оценка жажды субъективна, т. е. индивидуальна. Однако последствия дегидратации и повышения осмотического давления жидкостей внутренней среды объективно реальны и потенциально катастрофичны.
Естественно, что описание эмоции жажды базируется, главным образом, на наблюдениях и экспериментах, выполненных на человеке. Однако нет оснований считать ощущения жажды видотипичной эмоцией. Жажда как эмоция базируется на витальной потребности в воде, которая свойственна всем животным организмам, ведущим сухопутный образ жизни, независимо от их эволюционного положения.
Вполне объяснимо желание исследователей подвергнуть количественной оценке такую сильную мотивацию поведения, как желание удовлетворить чувство жажды. Б. Д. Роле и Э. Т. Роле разработали 10-бальную шкалу оценки силы жажды.
Критерием силы жажды служили ощущения людей после 24-часового водного голодания, которые определяли методом опроса. Испытуемым дали возможность утолить жажду и ответить на следующие вопросы:
- какова в данный момент степень жажды;
- какова степень сухости в ротовой полости;
- каковы ощущения в полости рта (обычное — крайне неприятные);
- насколько приятно пить воду в данный момент (неприятно — очень приятно);
- какова степень наполнения желудка в данный момент (не наполнен — переполнен).
Все участвовавшие в эксперименте были единодушны в том, что жажда — крайне неприятное ощущение и состояние. Она приводит организм в столь дискомфортное состояние, что выход из него не имеет альтернативных решений. Желание только одно — найти и выпить воду. Утоление жажды создает исключительно приятные ощущения.
Исследования показали, что исчезновение неприятных ощущений при удовлетворении жажды происходит очень быстро. Состояние дискомфорта у человека резко снижается уже через 2,5 минуты после начала приема воды. Также быстро пьют и насыщаются водой обезьяны. Основную часть необходимой воды эти животные поглощают за 2-3 минуты. Через 5 минут у них наступает полное насыщение. Похожий алгоритм удовлетворения жажды характерен для собак.
Лабораторная крыса относится к животным, которые пьют медленно. Они потребляют воду путем лакания с постоянным ритмом около 7 раз в 1 секунду. Продолжительность потребления воды у крысы колеблется от 30 секунд до 5 минут. Крыса потребляет основную часть воды ночью независимо от режима кормления животных.
Клеточная дегидратация для большинства животных служит наиболее важным физиологическим изменением в организме, стимулирующим питьевое поведение. Экспериментальные доказательства этого тезиса имеются для крыс, собак, кошек, обезьян.
Жажда сопровождается нарастанием процессов возбуждения в центральной нервной системе, которые, в свою очередь, приводят к повышению мышечной активности. Единственным исключением из этого правила являются животные аридной зоны, жажда у которых сопровождается снижением мышечной активности. Кроме того, животные, адаптированные к жизни в засушливых условиях, при хроническом дефиците воды понижают основной обмен, перестают питаться, в предельных случаях впадают в летнюю спячку.
Степень толерантности к дефициту воды у разных видов и экологических популяций животных неодинакова. Например, мелкий рогатый скот даже в умеренном климате демонстрирует высокую терпимость к недостатку воды. На пастбище козы и овцы могут обходиться без питьевой воды. У курдючных и каракульских пород овец Средней Азии толерантность к жажде еще выше. Они несколько суток обходятся без питьевой воды на выжженном скудном пастбище при дневной температуре воздуха в тени более +40°С.
Крупный рогатый скот, и в первую очередь лактирующие коровы, даже при содержании на пастбище с сочной травой три раза и более подходят к источнику питьевой воды.
Не отличаются большой терпимостью к жажде и такие домашние животные, как собаки. Усиленный прием воды у них провоцируется не только ее дефицитом в организме, но и высокой температурой воздуха.
В отличие от собак, кошки не чувствительны к высоким температурам окружающей среды. Более того, за ними водится привычка устраиваться на отдых в очень теплых местах (отопительные приборы, капот автомобиля, подоконники на солнечной стороне и пр.), где температура воздуха и поверхности предметов существенно выходит за пределы зоны температурного комфорта других видов животных. Наблюдения показали, что домашние кошки часто устраиваются на отдых на радиаторах парового отопления, температура поверхности которых составляет около +60°С, и не испытывают при этом жажды или дискомфорта.
И собаки, и кошки пьют воду при помощи языка — лакают. При внешней схожести процесса лакания у этих животных механизм захвата воды языком различен. Собака совершает языком хватательные движения, загибая его кончик вниз и назад. Движения языка собаки, по существу, представляют собой удары по воде с последующим забросом порций воды в ротовую полость. Техника лакания у кошки иная. Кошка при погружении языка в воду изгибает его вверх и назад, образуя своеобразный черпачок, которым вода транспортируется без потерь в ротовую полость. Наличие множества роговых сосочков на языке кошки, которые как бы впитывают воду, делает лакание еще более эффективным процессом. Кошка лакает аккуратно: ее мордочка (за исключением длинных усов — вибрисс) даже при приеме молока или кефира остается чистой. Собака за счет ударных движений языка по жидкости и ее забрасывания в ротовую полость теряет много потребляемой жидкости. Разница между кошкой и собакой особенно наглядно проявляется при приеме окрашенных жидкостей, например, молока. После этого кошка остается чистой, а собаке приходится долго заниматься грумингом, вылизывая морду, грудь и передние конечности, чтобы пребывать в комфортном состоянии.
Уникальная толерантность к отсутствию питьевой воды у таких аборигенов пустынь, как кенгуровая крыса, песчанки, верблюды, не всегда имеет научное объяснение. Кенгуровая крыса и некоторые виды песчанок в своей естественной среде обитания по несколько месяцев не видят воды. Рабочий верблюд выдерживает отсутствие питьевой воды на протяжении 2-3 недель без признаков болезненного состояния и незначительной потере работоспособности.
Последние примеры — исключение. Общее правило таково. Для большинства видов и экологических групп животных жажда — это тяжело переносимое состояние, которое формирует сильнейшую поведенческую доминанту. Именно по этой причине тема жажды включена для обсуждения в раздел, посвященный эмоциям.
Жажда возникает на фоне дегидратации организма животного, т. е. за счет потерь воды протоплазмой клеток и потерь внеклеточной жидкости. Это есть не что иное, как существенное изменение гомеостаза. Исследования, выполненные на 4 видах животных, показали, что при жажде происходят специфические изменения метаболических процессов.
Жажда — с позиций гомеостаза — явление универсальное. У разных видов животных при жажде в плазме наблюдаются однотипные изменения констант. При водном голодании нарастает общая осмоляльность плазмы крови. Это происходит по причине концентрирования солей натрия в крови и других жидкостях организма. При водном голодании отмечается и рост онкотического давления, поскольку увеличивается концентрация плазменных белков. Последнее явление, скорее всего, выступает как защитная реакция на дегидратацию организма. Ведь хорошо известно, что катаболизм белков сопровождается дезаминированием аминокислот и экскрецией аммиака и мочевины. Азотсодержащие катаболиты обладают высокой токсичностью. Поэтому для их безопасного выделения из организма требуется большой объем разбавителя, роль которого выполняет вода. Показательно, что в пустыне хорошо адаптированные аборигены при дефиците воды отказываются от приема белковой пищи. Подспудно животные аридной зоны таким способом экономят воду, избавляя организм от необходимости расходовать воду на обслуживание процессов катаболизма белка.