Рекорды в мире животных

В свежем воздухе содержится примерно 21% кислорода. В воздухе, который выдыхают живые организмы, кислорода уже на 4% меньше. Значит, как человек, так и млекопитающие животные используют всего одну пятую часть кислорода, который поступает в легкие.

В воздухе, который выдыхают киты после ныряния, почти не остается кислорода. Ведь в природе, как у хорошей, экономной хозяйки, все на учете: на поверхности земли кислорода много, поэтому можно не экономить и дышать свободно. Под водой лишний раз не вдохнешь, а значит, нужно искать пути полного использования вдыхаемого на поверхности кислорода.

Учеными еще не до конца изучен механизм, который применяют киты для полного использования кислорода. Но некоторые хитрости человек уже начал понимать. Во время погружения воздух в легких должен сильно сжаться. При повышении давления в легких увеличивается давление кислорода в альвеолах. А это приводит к тому, что большое его количество может перейти из альвеолярного пространства в кровь. И тут выявляется очередной парадокс природы: чем выше давление воды, т. е. чем глубже нырнет кит, тем полнее он сможет использовать кислород, имеющийся в легких, и тем большее количество энергии получит из запасенного воздуха.

Чем глубже опускается кит под воду, тем больше времени он сможет пробыть под водой. То есть если хочешь быть долго под водой – ныряй как можно глубже. Таков закон природы.

Как бы полно ни использовал кит запасы кислорода в легких, расчеты показывают, что этого ему должно хватить сравнительно ненадолго. Значит, у кита имеются еще какие-то энергетические резервы. Где они и какие?

У китов, особенно у зубатых, к которым относится кашалот, гемоглобина в мышцах так много, что цвет мышц почти черный. Гемоглобин китов отличается от гемоглобина других животных: он способен запасать больше кислорода и активнее его связывать.

После ныряния, длящегося 40 – 50 мин., кашалот поднимается на поверхность океана. Он долго лежит без движения, пыхтит, отдувается, вентилирует легкие от скопившихся продуктов распада: углекислого газа, водных паров. Кроме этого, кит насыщает кровь и мышцы свежим запасом кислорода. Пока раз 20 не вдохнет, ничего не предпринимает. За этот период интенсивного дыхания через его легкие пройдет несколько десятков тысяч литров воздуха: ведь каждый вдох крупного кита равен по объему 8 – 10 тыс. л. Большая часть кислорода, содержащаяся в этом воздухе, переходит в кровь кита и разносится по всему организму, насыщая все свободные молекулы гемоглобина и миоглобина.

Кашалот ныряет на глубину в поисках пищи – кальмаров и рыб. Ищет, находит, хватает и проглатывает там же, на глубине. Пища сразу же попадает в желудок кита и начинает очень быстро перевариваться. Китобоям приходилось вспарывать кашалотов, которых убили сразу после выныривания. Как правило, в их желудках они находили только полупереваренные остатки рыб и кальмаров. Согласно данным специальных исследований, сила действия желудочного сока и ферментов кашалота настолько велика, что если опустить в него крупную рыбину, то она полностью растворится за 20 – 30 мин.

Итак, кит проглотил рыбину или кальмара, которые через несколько минут начинают растворяться под воздействием желудочного сока. Этот питательный раствор немедленно всасывается стенками кишечника. С током крови питательные вещества разносятся по всему организму. Общее количество углеводов, поступающих из желудка и кишечника, просто огромно.

Таким образом, питание в глубинах моря заменяет дыхание. Например, хорошая порция кальмаров для кашалота аналогична глотку свежего воздуха. Значит, чем больше пищи попадет в желудок кита под водой, тем больше времени он сможет не выныривать.

Глубинное давление само по себе не страшно киту, как не опасно оно и для нашего здоровья. Многочисленные опыты показали, что клетки и ткани органов наземных позвоночных безболезненно могут переносить давление, равное давлению воды на глубине 2 – 3 тыс. м.

Детенышей синих китов можно считать самыми быстрорастущими малышами в мире животных. С каждым днем длина тела китенка увеличивается на 4,5 см, а масса – на 80 – 100 кг. После периода отлучения малыша от материнского молока молодой кит обычно весит около 23 000 кг, а его рост составляет 17 м. Действительно, для того чтобы вскормить такого гиганта матери-китихе понадобится не один год. Вот почему малыши появляются у синих китов в среднем только один раз в два года.

Думать об опасности гидростатического давления для кита – это все равно, что опасаться за судьбу резинового мяча, наполненного водой и помещенного на дно моря. Именно поэтому не раздавливаются мыльные пузыри на поверхности земли, а ведь им приходится выдерживать давление многих килограммов воздуха.

В теле кита примерно 8 т крови. Каким же должно быть сердце, способное привести в движение такую огромную массу? Сердце финвала весит 200—250 кг. Оно перекачивает 10 л крови в секунду. Совсем неудивительно, что пульс кита недавно смогли услышать исследователи антарктических вод при помощи гидрофона. Они опустили гидрофоны на довольно значительную глубину и отчетливо уловили громкие звуки, напоминающие ритмичный стук какого-то мотора. Этот «мотор» не стоял на месте, а передвигался со скоростью 12 км/ч. Акустики подумали: «Может быть, это подводная лодка?» Долго они искали источник звука, но никак не могли его определить. И вдруг шум стих. Казалось, «двигатель» перестал работать. Но спустя некоторое время гидрофоны вновь уловили тот же самый стук.

Ученые потеряли уйму времени, но все-таки обнаружили, что стуком «мотора» было не что иное, как биение сердца кита.

Но почему это сердце работает с такими большими паузами? Выяснилось, что стук работающего сердца можно уловить только тогда, когда у кита разинута пасть. А открывает он ее для того, чтобы насытиться. Когда пасть кита закрыта, то звуки сердцебиения поглощаются огромной массой его тела.

Еще древние греки задавались вопросом, «Как кит издает звуки. И 2 тыс. лет на этот вопрос не было ответа. У зубатых китов, к которым относятся и дельфины, рот и нос навечно разделены. Рот остался на месте, а нос, имеющий одну ноздрю, переместился на макушку, на самую верхнюю точку головы. Как только дельфин выныривает, показывается макушка, следует выдох-вдох – и снова под воду. Конечно, это очень удобно, и вода не попадает в дыхательные пути. А ведь она окружает дельфина со всех сторон, вот и пришлось ему приспосабливаться.

Но и это еще не все изменения. Рот и нос не только «разъехались» друг с другом, но теперь пищевые и воздушные пути у них не пересекаются. У человека имеется надгортанник – хрящ, закрывающий при глотании вход в легкие, а у зубатых китов этот надгортанник вытянулся в длинную трубку. Она перегородила горло снизу вверх и плотно соединилась с носом. Теперь во время еды вода никак не может попасть в легкие. Через нос путь воде преграждает специальный клапан. Чем глубже ныряет кит и чем сильнее давление воды, тем плотнее он закрывается.

За клапаном в полости носа есть несколько мышечных мешочков. Сначала натуралисты думали, что это второй предохранитель от попадания воды. Если при быстром вдохе мелкие брызги попадут во вдыхаемый воздух, то в этих кармашках они осядут. Но это не подтвердилось.

Синие киты имеют самую совершенную и хорошо развитую дыхательную систему. Дыхало у китов тоже мощное. За пару секунд животные могут выбрасывать до 2000 л воздуха. Благодаря высоко развитой системе дыхания синие киты способны находиться под водой и не дышать в течение 40 минут. Синий кит является своеобразным рекордсменом среди исчезающих животных. Если ранее в мировом океане насчитывалось около 250 000 особей, то к настоящему времени этот показатель снизился примерно до 2500 особей.

Если вы попробуете плотно сжать губы и с силой станете выдувать воздух изо рта, то раздастся писк. И чем сильнее вы будете сжимать губы, тем писк будет тоньше. Примерно таким же способом действуют зубатые киты. Во время вдоха мышечные мешки в стенках полости носа наполняются воздухом: выдох-вдох длится 7 – 10 сек. Клапан закрывается. Закрываются и входы в мешки. Кит ныряет, давление воды растет. На каждые 10 м прибавляется 1 атмосфера. Это давление передается каждой клетке организма кита. Под таким же давлением находится и воздух в мешках носа. А в узком носовом проходе, окруженном костями черепа, давление меняется мало. Получается разность в давлении между воздухом в мешках и в самом носовом проходе. Теперь стоит киту лишь напрячь мышцы мешка, как воздух пойдет в образовавшуюся щель. И раздастся звук. Странные мешочки в носу заменили китам голосовые связки. Большая часть звуков у зубатых китов рождается именно так.

О сообразительности китообразных всегда много говорили и писали. Вот, например, интересный случай, связанный с хищными китами, косатками, который описывает Р. Ф. Скотт в дневнике своей последней полярной экспедиции: «Четверг, 5 января. Я сегодня немного опоздал и потому был свидетелем необыкновенного происшествия. Штук 6 – 7 косаток, старых и молодых, плавали вдоль ледяного поля впереди судна. Они казались чем-то взволнованными и быстро ныряли, почти касаясь льда.

Мы следили за их движениями, как вдруг они появились за кормой, высовывая рыла из воды. Я слыхал странные истории об этих животных, но никогда не думал, что они могут быть так опасны.

У самого края льдин лежал проволочный кормовой швартов, к которому были привязаны две эскимосские собаки. Мне не приходило в голову сочетать движения косаток с этим обстоятельством, и, увидя их так близко, я позвал Понтинга, стоявшего на льду у самого борта судна. Он схватил камеру и побежал к краю льда для того, чтобы снять косаток с близкого расстояния, но животные мгновенно исчезли.

Вдруг вся льдина колыхнулась под ним и под собаками, поднялась и раскололась на несколько огромных кусков. Каждый раз, как косатки одна за другой поднимались подо льдом и задевали о него спинами, льдина сильно раскачивалась и слышался глухой стук. Понтинг, к счастью, не свалился с ног и смог избежать опасности.

Благодаря счастливейшей случайности трещины образовались не под собаками, так что ни та ни другая не упали в воду. Видно было, что косатки удивились не меньше. Их огромные безобразные головы высовывались из воды футов на 6 – 8, и можно было различить бурые отметины на головах, их маленькие блестящие глаза и страшные зубы. Нет ни малейшего сомнения, что они старались увидеть, что сталось с Понтингом и собаками.

Собаки были ужасно напуганы, рвались с цепей, визжали. Еще бы! Голова одной косатки была, наверное, не больше чем в пяти футах от одной из них.

Затем, потому ли, что игра показалась им неинтересной, или почему другому, только чудовища куда-то исчезли».

Конечно, косатки не стали бы есть ни человека, ни собак. Но в 1911 году, когда была предпринята экспедиция Скотта, об этих животных люди знали еще очень и очень мало.

Те места, где наблюдались обсыхания китовых стад, находятся в разных частях земного шара. К ним относятся низменные берега, подводные песчаные отмели, пляжи, галечники или участки илистых наносов, мысы, выступающие далеко в море.

Согласно данным многочисленных научных экспериментов, киты не только точно локализуют источник звукового сигнала, но и с помощью высокочастотных сигналов и возвращающегося от них эха получают информацию об окружающих предметах, об их отдаленности и находят пищу в мутной воде, на довольно значительной глубине, и даже ночью. Для этих целей гигантские животные используют щелкающие ультразвуки, с помощью которых в хаосе самых разных по силен и качеству морских звуков безошибочно распознают собственное эхо. Этот принцип в наше время широко используется в технике (в частности, при создании гидролокаторов).

Приборы – гидролокаторы – посылают свои звуковые импульсы в воду, а затем по обнаруженному эху определяют направление и расстояние до подводных лодок противника и до невидимых препятствий, опасных для навигации (например, айсберги, мели, рифы, берег).

По тому же принципу действуют и эхолоты, предназначенные для измерения водных глубин. Насколько важна для всех китообразных ориентация в пространстве по звуковому сигналу, показывает простое наблюдение: дельфины в неволе терпят, когда их глаза закрывают наглазниками, но неистовствуют, если им закладывают уши или дыхало. Они будут биться до тех пор, пока не сбросят препятствие, мешающее эхолокации.

После дыхательного акта (вдоха-выдоха) дыхало кита закрывается и наступает сравнительно долгая дыхательная пауза (примерно 1 мин.). На это время животное погружается в толщу воды до следующего дыхательного акта. Во время дыхательной паузы дыхало остается плотно закрытым и открывается лишь на несколько мгновений в момент вдоха-выдоха.

Совершенно случайно ученые, исследовавшие жизнь китов, обнаружили, что, если на кита плеснуть водой, он тут же производит вдох-выдох. Такая смена среды становится для кита своеобразным раздражителем, вызывающим дыхательный акт через воздействие на кожные рецепторы. Это и стало основой при оказании первой помощи китам и дельфинам, которым угрожает удушье в воде.

Как же предотвратить удушье? Рефлексы выныривания легко позволяют это сделать. Нужно только вытолкнуть погибающее животное на поверхность, тогда у него при смене среды (вода-воздух) сработает безусловный рефлекс и обязательно произойдет дыхательный акт. Поэтому самой ценной помощью для гибнущего кита станет выталкивание его из воды, т. е. стимуляция дыхания.

Такую реакцию ученые-зоологи считают самым важным приспособлением китов к водной среде. В этом заключен также и инстинкт сохранения вида. Для того чтобы он проявился и гибнущий кит получил помощь, он должен подать сигнал бедствия. Сородичи, приняв этот сигнал, немедленно бросятся на помощь и начнут выталкивать его из воды.

Инстинкт сохранения вида развит у китообразных настолько сильно, что порой даже подавляет инстинкт самосохранения, поскольку помощь иногда приходится оказывать в смертельной опасности. Подобные факты были зафиксированы несколько раз во время охоты за китами, а также в случаях обсыхания стад.

Здоровые животные инстинктивно оказывают помощь ослабевшему, независимо от пола и возраста. Уже с давних пор человека интересует одно довольно загадочное явление. Дело в том, что иногда киты-одиночки или целое стадо подходят слишком близко к берегу, а потом, совершенно непонятно почему, будучи вполне здоровыми, выбрасываются на берег.

Не опровергают ли такие случаи теорию об эхолокации китообразных в естественной среде? Не ложь ли все представления об обнаружении погруженных предметов с помощью эхолоцирования? Может быть, опыты в морских лабораториях и аквариумах показали то, чего не бывает в море?

Обсыхание не всегда происходит на песчаном грунте, но почти всегда, когда появляются затруднения в навигации из-за помех при эхолокации. К неблагоприятным факторам следует отнести непогоду, сильный, направленный к берегу ветер, высокую зыбь, жестокие штормы.

Такая обстановка обычно предшествует обсыханиям. Уже с давних пор были известны настоящие китовые ловушки. На территории нашей страны они сосредоточены в основном в Охотском море и у берегов Камчатки. Стоит только киту, подошедшему с высоким валом прибоя, коснуться дна, как последующие мелкие валы наносят ил и песок, создают барьер, преодолеть который кит уже не в состоянии. Опасные места для китов есть на берегах почти всех материков.

В 1962 году зоолог Ван Хил Дудок предположил (и предположил правильно), что обсыхания чаще всего бывают во время непогоды, сильных ветров и штормов. У китообразных в бурю нет возможности преодолеть зыбь и подальше отойти от берега. В любое другое время они это делают без труда, но во время шторма поднимается огромная масса воздушных пузырьков, частиц песка и ила. Сильный ветер и волны, подобно корабельному винту, взбаламучивают песчаное или илистое дно. Все это не дает проходить эхолокационным сигналам китов и дезориентирует их. Вот почему в непогоду их гидролокатор дает осечку. Таким образом, случаи обсыханий не опровергают, а подтверждают наличие явления эхолокации у китообразных.

Однако Ван Хил Дудок тогда не дал никакого объяснения групповому обсыханию, когда наблюдается гибель целого стада. Он считает, что причины как одиночных, так и групповых обсыханий одинаковы, но с этим согласиться нельзя. Случаи с гибелью всего стада оказываются намного сложнее.

В этом отношении показательно обсыхание малых косаток, произошедшее в 1934 году на побережье острова Цейлон в заиленной мелководной лагуне Мутур, связанной с морем и поросшей мангровыми деревьями. Стадо, состоящее из 97 особей, зашло на мелководье с илистым дном и глубиной примерно 1 м. Животные плавали в этой лагуне несколько суток, пока не погибли. Почему же стадо не вышло в море?

Скорее всего, их локационный аппарат не мог работать достаточно четко из-за мягкого и легко взмучиваемого дна, а эхосигналы бедствия, посылаемые гибнущими животными, помешали остальным отыскать выход к чистой воде. Поэтому и погибла вся группа косаток.

Сигналы бедствия нескольких обсохших особей, которые стали гибнуть из-за помех в эхолокации, мешают спастись стаду, вынуждают его в конце концов разделить печальную участь одного или двух пострадавших. Стремясь им помочь, стадо подходит к гибельному месту и при соответствующих условиях (ветер, грунт и пр.) остается на берегу, а потом погибает.

Иногда киты мигрируют на расстояние 5 – 10 тыс. км. Каким же образом они ориентируются в океане, когда проплывают такое расстояние и из года в год возвращаются в одни и те же места?

Вероятнее всего, у китов имеются какие-то внешние раздражители, которые им помогают выходить прямо на цель. Главным анализатором, принимающим информацию (в том числе и эхосигналы), необходимую для выбора правильного курса, является орган слуха. Во время эхолокации характер и рельеф дна, впадины, подводные хребты, глубина воды, близость берега и другие особенности окружающей среды становятся ориентирами на пути следования китов.

На такого рода ориентиры, как на внешние раздражители, у путешествующих китов, по-видимому, вырабатываются соответствующие рефлексы, которые играют важную роль при выборе правильного курса. Все вместе взятое позволяет китам из года в год приходить в одни и те же районы, а в некоторых случаях даже в определенные заливы и бухты.