Как и нам, мотылькам требуется много внутреннего тепла, чтобы энергично двигаться. Когда температура окружающей среды низкая, они разогревают мышцы перед полетом специальным упражнением – медленно ускоряющейся дрожью летательных мышц. Впрочем, при низкой температуре они не производят больше тепла в полете, чем при высокой. Когда мы бегаем на холоде, наши мышцы ног тоже не дрожат на бегу. В движении мы повышаем метаболизм нашего тела с 1,5 до 30 ккал в минуту, но мы не можем остановить выработку тепла. Это неизбежный побочный эффект активности, даже если мы бегаем в жаркий день. Производство тепла и движение неразрывно связаны друг с другом. Мы, люди, можем производить меньше тепла, снизив темп, но этот способ не очень подходит бражнику: он вынужден тратить огромные объемы энергии, порхая в поисках еды. Короче говоря, выработка тепла у мотыльков оказалась побочным эффектом расходования энергии в полете. Тем не менее парадоксально, что температура тела насекомого в полете оставалась постоянной в необыкновенно большом спектре атмосферных температур, где пассивная потеря тепла должна была сильно варьироваться. Как им удается поддерживать температуру тела на постоянной высоте в условиях большого разнообразия окружающей среды при таком разном уровне пассивной конвекции?
Не имея возможности снизить выработку тепла при перегреве во время бега, мы вместо этого потеем, чтобы избавиться от избыточного тепла. Таким образом, мы можем продолжать бежать и вырабатывать еще больше тепла без перегрева до тех пор, пока у нас достаточно жидкости для потоотделения. Я не обнаружил пота у мотыльков, но они все же стабилизировали температуру тела. Как они сохраняли тепло при низких температурах, было ясно, но как они охлаждались при высоких температурах? Как избавиться от лишнего тепла, чтобы стабилизировать температуру мышц и продолжить полет на жаре? Чтобы выяснить это, я провел ряд экспериментов, которые доказали наличие у бражников уникального биологического механизма. Они отводят тепло из груди в обычно остающееся прохладным брюшко, используя кровь в качестве теплоносителя. Ветер, обдувающий слабо термоизолированное брюшко, охлаждает его путем конвекции. Это так называемое конвективное охлаждение из брюшной полости аналогично охлаждению автомобиля, в котором тепло рассеивается радиатором после того, как передается от двигателя с помощью охлаждающей жидкости.
«Брюшной радиатор» мотылька может оберегать насекомое от перегрева во время непрерывного полета даже при температуре воздуха 30 °C (86 °F). Однако я сократил продолжительность его полета до двух-трех минут, сделав операцию, эквивалентную пережиманию шланга радиатора автомобиля, и отсоединив их сердечно-сосудистую структуру, которая перекачивает кровь. Мотыльки потеряли способность переносить тепло в брюшко; температура грудной клетки повысилась, а брюшко осталось прохладным. Температура грудных мышц, управляющих крыльями прооперированных бабочек, резко поднялась до недопустимо высокой температуры 44–45 °C (111–113 °F), и как марафонцы, у которых закончилась вода для испарительного охлаждения, насекомые падали на землю с тепловым ударом. Я знал, что перегрев, а не отказ органов, качающих кровь, был причиной ограниченной выносливости бабочек в полете. Если я удалял «шубу», прикрывающую их «двигатель»-грудь, чтобы они могли пассивно терять больше тепла, бабочки хорошо летали, несмотря на операцию на сердце. Может показаться странным, что бражникам требуется удерживающий тепло мех на груди. Толстый мех действительно является помехой во время полета при высоких температурах, но он полезен при низких температурах, когда насекомые сталкиваются с противоположной проблемой.