человеческий журнал

о дикой  природе

открываем тайны

дикой  природы

Киты. Долгий путь в океан.
Вода
27.03.2019 кит
Много-много миллионов лет назад в мировом океане зародилась Жизнь... Тысячелетия сменялись одно за другим, живых организмов становилось все больше. Со временем конкуренция и борьба за существование возрастали и одни животные стали вытеснять других. Так некоторым пришлось выходить на берег и постепенно адаптироваться к жизни на суше. У них развились конечности, они научились дышать воздухом, быстро бегать, высоко прыгать, а некоторые даже приспособились жить под землей. И казалось бы, вспять процесс уже не повернётся, но эволюция поистине удивительна и непредсказуема, и некоторые животные – теплокровные, вскармливаемые молоком и дышащие воздухом – решили вернуться обратно в воду...

Киты – морские млекопитающие из отряда китообразных и одни из самых древних животных на планете. По некоторым оценкам им более 50 миллионов лет. Сейчас они обитают в океане, а вот их древние предки когда-то ходили по земле.
На сегодняшний день достоверно неизвестно, как именно эти животные выглядели. Некоторые палеонтологи полагают, что они были копытными, напоминающими современных коров. Другие же считают, что скорее это были животные, похожие на волков. По современной классификации, однако, китообразные относятся к кладе (то есть группе организмов, содержащей общего предка) китопарнокопытных, а их ближайшими живыми родственниками являются современные бегемоты.

На протяжении миллионов лет древние существа все больше и больше времени проводили в воде, живя частично на суше, частично в океане, примерно как современные морские львы или выдры. В конечном счете животные окончательно перестали выходить на сушу и постепенно лишились уже ненужных им ног и меха. В доказательство этой этой гипотезы есть факты нахождения палеонтологами ископаемых существ, похожих на современных китов, но с ногами, причем такими маленькими, что они попросту не смогли бы выдержать вес животного.

Почему же все-таки предки китов ушли в океан? Казалось бы, зачем земному млекопитающему, приспособившемуся к жизни на земле, дышащему воздухом, превращаться в морское существо, проводящее большую часть времени без кислорода и солнечного света.

Одна из гипотез на этот счет такова, что далёкие предки китов последовали в воду... за едой. Океан всегда полон разнообразной рыбы и ракообразных, тогда как на суше еды может не хватать. И вероятно, что предки современных китов рискнули сменить среду обитания ради щедрых даров океана.

Чтобы обрести современный привычный нам вид и приспособиться жить в океане, киты прошли долгую и удивительную трансформацию. В первую очередь им нужно было приспособиться к уменьшению доступа к вдыхаемому воздуху. Это привело к ряду удивительных адаптаций. "Нос" китов сдвинулся в морды на верх головы. Это ды́хало позволяет китам вдыхать воздух, не выныривая полностью. Кит плывет под водой вдоль её поверхности, выгибает тело так, чтобы спина немного появилась над водой, затем изгибает хвост и начинает быстро им вращать, чтобы вытолкнуть тело из воды. Затем, чтобы сделать вдох, кит напрягает мышцы, которые открывают дыхало и затем делает вдох так же, как это делают остальные млекопитающие. Когда кит расслабляет мышцы, дыхало закрывается, и можно снова безопасно нырять под воду. Поскольку киты способны дышать только над водой, то у них развилось так называемое сознательное дыхание. Они не дышат постоянно, как другие животные, а набирают воздух и потом «задерживают» дыхание.

Вопреки популярному убеждению, киты не выпускают фонтаны воды из дыхала. Тот фонтан, который люди обычно видят, на самом деле порождается выдыхаемым воздухом. Поскольку выдыхаемый воздух обычно теплее чем окружающий у поверхности воды, то при выдыхании он быстро охлаждается. Пар в воздухе немедленно конденсируется, превращаясь в жидкость и создавая впечатление извергающейся воды. Каждый кит имеет уникальную форму дыхала (а некоторые виды имеют два дыхала), соответственно, каждая особь имеет и уникальную форму струи. Этот факт помогает ученым и исследователям отличать одну особь от другой.
кит
Живя в океане, невозможно все время находиться на поверхности воды. А значит нужно быть способным плавать под водой продолжительное время и, в случае млекопитающих, без воздуха. Для этого дыхательная китов система развилась следующим образом. Лёгкие у этих гигантов работают по такому же принципу, как и у других животных, но они берут от каждого вдоха гораздо больше. Тогда как человек потребляет всего 15% от вдыхаемого кислорода, кит способен абсорбировать до 90%! А если представить объем лёгких кита, то можно представить, сколько кислорода он вдыхает за раз! Как и у других млекопитающих, у китов избыток кислорода хранится в миоглобине – специальных клетках в мышцах, способных хранить резервы кислорода на случай его нехватки. Киты имеют гораздо большие объемы миоглобина, чем другие животные и, соответственно, способны запасать бОльшие объемы кислорода.

И даже сами запасы кислорода киты используют максимально эффективно. Когда они ныряют, их сердце начинает биться медленнее, а артерии сужаются. Это замедляет ток крови к определенным органам, не уменьшая общее давление. Дыхательная система кашалота одна из самых эффективных в мире – животное способно задерживать дыхание до 90 минут. А клювокрылые киты могут не дышать целых два часа!

Кроме нехватки воздуха еще одна проблема в океане это холод. Солнечные лучи нагревают лишь поверхностный слой воды, а с увеличением глубины температура снижается. Для жизни подобных в условиях у китов развился так называемый ворвань - слой плотного подкожного жира вокруг всего тела. Ворвань располагается прослойкой под кожей и над мышцами и служит для сохранения тепла. В холодные сезоны такой изоляционный слой – единственное, что спасает китов от замерзания. Кроме того, жир служит хранилищем энергии. Некоторые виды китов активно питаются на протяжении полугода, когда еда есть в изобилии, а следующие полгода живут на накопленных запасах.

Менее очевидная, но все-таки объективная сложность жизни в океане это организация сна. Поскольку киты дышат осознанно, то есть «решают», когда нужно вдохнуть, то полностью отключиться они не могут. Поэтому во время сна у кита спит только половина мозга. То есть животное не погружается в полностью бессознательное состояние, как другие, но в то же время получает необходимый отдых. Пока ученым доподлинно не удалось установить, на что именно похоже такое состояние, но скорее всего это некое состояние полусна, какое испытывают люди, когда только засыпают или наоборот начинают просыпаться.

Еще одна проблема жизни в океане это давление воды. Чем глубже под воду, тем выше давление. Земные млекопитающие и люди могут плавать только на сравнительно небольшой глубине, иначе тело просто раздавит. Лёгкие млекопитающих наполнены воздухом, и когда разница между давлением в лёгких и давлением воды возрастает, то сила давления на тело увеличивается. В какой-то момент она превышает ту, которую способны выдержать ребра, и они (ребра) ломаются. Киты же могут выдерживать такую нагрузку благодаря гибкости их костей и органов. Рёбра китов не зафиксированы жестко, а крепятся гибкими хрящами, что позволяет рёбрам сжиматься на определенный градус при увеличении давления. Лёгкие китов так же могут безопасно сжиматься под давлением. В момент сжатия воздух в них тоже сжимается, давление внутри увеличивается, достигая баланса с давлением внешним, что и сохраняет лёгкие от разрыва. Такая адаптация особенно важна для кашалотов, которые ныряют на глубину более двух километров, где они охотятся на гигантских кальмаров.
кит
Все эти удивительные преображения, позволившие животным переселиться с суши в воду, происходили на протяжении многих миллионов лет и наверняка будут продолжаться дальше. Как знать, возможно еще через несколько миллионов лет киты выработают новые приспособления для удобства своей океанской жизни, а может даже у них появятся новые соседи из числа тех животных, которые сегодня ходят рядом с нами по земле.


Текст: Наталья Шестернева
Фото: Trevor Scouten, Manamana, Janos Rautonen

Возврат к списку