Ныряльщики-рекордсмены: как киты выживают на большой глубине
МОСКВА, 23 дек — РИА Новости, Ольга Коленцова. Из всех млекопитающих только кашалоты, южные морские слоны и клюворылые киты погружаются на глубину более километра. Их тела отлично приспособлены к высокому давлению и холоду, которые царят в голубой бездне.
Недружелюбная пучина
Солнце прогревает лишь поверхность океанов и морей. Уже на глубине в несколько метров вода становится на пару градусов холоднее. А с трех-четырех километров ее температура опускается до 0°С и даже ниже, в зависимости от степени солености и географической широты.
Однако холод на глубине — не самая большая проблема для живых существ. Намного страшнее чудовищное давление массы воды. На земле мы испытываем давление в одну атмосферу. Учитывая, что плотность воды примерно в 800 раз больше, чем воздуха, каждые 10 метров глубины увеличивают давление еще на одну атмосферу. Следовательно, на трех километрах в океанской толще все живое и неживое находится под гнетом в 300 атмосфер.
Ранее ученые полагали, что человека буквально расплющит на глубине нескольких километров. Позже выяснилось, что опасность грозит лишь местам, где ткани соприкасаются с полостями среднего уха и другими воздушными пазухами в голове, а также с легкими. Даже небольшие перепады давления могут им повредить, а высокое давление просто сомнет эти органы.
Киты сдувают легкие
Некоторые морские млекопитающие приспособились выдерживать огромное давление и спокойно опускаются на большие глубины, чтобы поохотиться, время от времени поднимаясь за глотком воздуха. Наблюдения с помощью сонаров показали, что кашалоты и южные морские слоны погружаются на два километра за 20-60 минут. Клюворылые киты способны нырять почти на три километра.
При погружении китообразные почти не задействуют мышцы, активно потребляющие кислород: животные просто скользят вниз — буквально тонут за счет уменьшенного объема легких. Активно двигаться киты начинают, только увидев жертву. А кислород киты черпают в мышцах и крови. Недаром ее удельные объемы у морских млекопитающих в три-четыре раза больше, чем у человека, — 200-250 миллилитров на килограмм массы.
Транспорт кислорода у китообразных тоже усилен: концентрация гемоглобина (перевозчика О2) у них в два раза выше, чем у людей, поэтому цвет их крови темно-красный, почти черный. А содержание миоглобина, белка для хранения кислорода в мышцах, превышает человеческое в 10 раз. Если учесть, что молекулы миоглобина вообще склонны склеиваться (что и вызывает такие заболевания, как диабет и болезнь Альцгеймера), для человека такая концентрация стала бы фатальной. А вот в теле китообразных молекулы хранящего кислород белка положительно заряжены, поэтому отталкиваются друг от друга, предотвращая слипание.
При погружении у глубоководных млекопитающих прекращается пищеварение, почки и печень работают ограниченно. Для экономии кислорода они уменьшают частоту сердечных сокращений. Например, сердце тюленей Уэдделла, ныряющих на глубину более 700 метров, бьется всего четыре раза в минуту.
Источник
Почему кашалот может так долго находиться под водой?
Ничего не сказала рыбка,
Лишь хвостом по воде плеснула
И ушла в глубокое море…
Так и не надо ничего. Говорить, в смысле… Любой более-менее опытный китобой знает — если кашалот ныряет резко, почти вертикально, показывая над поверхностью моря в качестве последнего «прощай» хвостовой стебель с разведёнными в разные стороны горизонтальными лопастями плавников… Увидел вот такую, гигантскую «бабочку»… Всё, примета верная. Суши весла и топай, не торопясь, на камбуз выпрашивать у кока противень-другой миндального печенья. Час чаи гонять можно спокойно. А то и два. Кит на глубину ушёл надолго. Вынырнет нескоро. И… Очень далеко от того места, где без слов попрощался, плеснув-махнув хвостиком.
Кашалот ведь не просто уходит в глубокое море. Ему на самую его глубину надо. Но совсем не ради абсолютных рекордов по нырянию. Это так — смертельно опасный факультатив. На глубине кашалот охотится. Именно там обитают кальмары — его главная добыча. А добыча потому добычей и называется, что сама собой на охотничий стол не попадает. Не желает она и не стремится к этому. Её ещё выследить, поймать, добыть эту самую добычу надо. А на это время нужно.
В среднем на глубине кит проводит минут пятьдесят. Час. Но если не срослось что-то и никак эти головоногие ловиться не желают, то кашалот может быть под водой до двух часов. До двух!
И это — при всём при том, что объём кашалотовых легких относительно массы его тела в два раза меньше, чем у обитателей суши. Например, у нас с вами. Но мы-то… Нырнули и… вынырнули. А кит? До двух часов! Как?! У него же в лёгких…
Оказывается, не только в них. Почему у кашалота такая большая голова? 1/3 от длины тела, между прочим. Так вот. В голове у него не только мозги, жир и спермацет. Там ещё и запасной резервуар для воздуха. Правая ноздря кашалота, не в пример левой, заросла намертво. А вот носовой проход… не только не зарос, но стал даже шире и больше по объёму, чем его левый «сродственник». И в этой, естественной внутриголовной полости, воздуха, как считают учёные мужи, не меньше, чем в лёгких. Правда, и используется он не только для дыхания, но и для эхолокации.
И это ещё не всё. А качественный состав того, что в лёгких и запасе? Опять у этого кашалота всё не так, как у людей. У нас, например, нет особых мускулов — кольцевых сфинктеров. А у него — есть. Когда это для дела нужно, они берут и сокращаются. И лёгочные альвеолы в результате — закрывают. Наглухо. Крови, что уже в альвеолах, — деваться некуда. Хочешь, не хочешь, тебя уже не спрашивают, стой себе на месте, в альвеолах этих, и обогащайся. Как чем? Кислородом, естественно. Вот кровь и обогащается. Значительно более эффективно. Мы так, например, при вдохе-выдохе вентилируем свои лёгкие на 15%. А кашалот — почти на 90. И получается, что по запасу кислорода кит почище того хомяка с его знаменитыми щеками.
Кроме того! Кислород ведь можно хранить не только в лёгких. Или вот в таких потайных нишах, типа незаросшего носового прохода. Ещё — в клеточной ткани. В крови, с помощью гемоглобина. В мускулах, которые запасают кислород уже благодаря миоглобину.
У кита в легких только 9% кислородного запаса. В отличие, например, от нас, хранящих в этом же месте чуть более трети (34%). Зато наши 13 процентов, запасённые с помощью миоглобина, не идут ни в какое сравнение с кашалотовым 41 процентом. И это — ещё ничего. Не самое критическое соотношение. Если этого водного млекопитающего сравнивать с хорошо известной нам домашней коровой, то у последней миоглобина в мышцах в 8−9 раз меньше, чем у кашалота.
По запасу кислорода в крови у человека с китом — полный паритет. По 41 проценту и у нас, и у них. Но и тут у кашалота есть свой секрет. Не вся кровь у него задействована в процессе кровообращения. Часть, до времени, припрятана в разных тайниках типа селезёнки, венозных пазух печени, полости самой вены…
А как наступит момент и понадобится киту быстренько извлечь припрятанное… Так на то у него есть специальный насос — сердце. Большое. Метр на метр. И очень доброе.
Он бы вообще этих кальмаров не ел. Но… Кушать-то надо. Вот и приходиться нырять. Очень глубоко и — надолго. А как это ему, такому доброму, удаётся — я только что рассказал…
Источник
Почему кашалот ныряет так глубоко? Благодаря чему.
Кашалот — лучший ныряльщик из всех ныне здравствующих млекопитающих. Поставленный им в 1951 году рекорд — 2200 метров ниже уровня океана — не превзойдён до сегодняшнего дня. Да и выстроившихся в ряд желающих покуситься на него как-то не наблюдается по окрестностям. Все ж понимают — на такую глубину попасть не просто.
Да и… Как обычно, вход — копейка, а вот за выход уже евровалюту требуют. Важно ж не только нырнуть, поймать там кого съедобного… Кашалот ведь не от хорошей жизни каждый день по таким или достаточно близким к ним глубинам шастает. Он там, изредка нарушая кальмаровую диету, питается.
А вот почему кашалот не только глубоко ныряет, но и выныривает в добром здравии и сыто-приятственном настроении… Вот об этом — сегодня. Конечно, самый точный и достоверный ответ на вопрос — благодаря чему покоряются ему все эти рекорды — так это только он, виновник торжества и возмутитель спокойствия, может… Может, но не хочет. Не хочет, водный поросёнок этакий!
Скрипит, как несмазанная дверная петля, щёлкает, трещит своим эхолокатором быстрой очередью механической печатной машинки в диапазоне частот, что раз в 10 шире того, который может воспринять наше ухо. Щёлкает, трещит, скрипит. А чтоб по человечески… Не дождётис-ся! Вот и приходится догадываться, искать ответы на разные каверзные… Разные, разные.
Если разбираться по поводу того — «благодаря чему», так основное «почему» моментально распадается на несколько составляющих.
Ну, во-первых, как кашалот на таких запредельных глубинах может выдерживать такое же запредельное давление? Ведь уже километровая водная толща будет давить на него с силой около ста атмосфер. А если ниже… Так ещё больше! Да его моментально должно сплющить, как пустую консервную банку.
Как, да никак. Кит же не пустая консервная банка. А уж если пошла такая аналогия — полная. Очень даже полная банка. Он ведь, действительно, как тот водный поросёночек. Одного подкожного жира слой — сантиметров до 18. Если всё это срезать, да сложить на весы… 7−10 тонн жира в каждом кашалоте! И выполняет он не только термоизоляционные функции…
Кроме жира, внутри кашалота, у него под кожей, — разные жидкости. Иногда очень даже интересные. Например, такие, как спермацет — светлая маслянистая жидкость, которой наполнены специальная полость в голове кита; особый канал, что тянется от головы к хвосту; и другие, менее крупные ёмкости-хранилища, разбросанные в мясе и сале по всему телу животного. На воздухе она теряет свою прозрачность, отвердевает, превращаясь в белую, напоминающую воск массу. Никто не знает, для чего киту этот самый спермацет. Что, естественно, до 1978 года, пока был разрешен коммерческий промысел кашалота, не мешало использовать спермацет в медицине, парфюмерии и даже… в качестве смазочного средства разной ракетной и прочей космической техники.
На всё хватало. И на медицину, и на косметику, и на ракеты. В кашалоте ж этого спермацета… Одиннадцать тонн в каждом! Много. Так много, что благодаря этой маслянистой жидкости животное получило своё второе имя — «спермацетовый кит».
Помимо неё, в теле кашалота ещё и другие жидкости имеют место быть. Кровь, например. И если все эти жидкости сначала сложить, а потом разделить на общекитовую массу, то получится, что кашалот на 90(!) процентов (ну, или около того!) состоит… из жидкости. А они — школьный курс физики помним?! — почти не сжимаются. Вот и не «плющит» кита на глубине. Нормально он там, даже охотится.
На глубину кашалот уносит воздуха в лёгких не так уж и много. Относительно немного. По абсолютной величине объёмчик так, конечно, ещё тот. Ого-го какой! Но в этом же мире всё — относительно. Если сравнить объем легких с общей массой, то у кашалота это соотношение вдвое меньше, чем у наземных зверей. Кашалот ведь не просто так ныряет — он охотится. А на это время нужно. И немаленькое. Тогда почему?! Как? Благодаря чему кит с таким относительно небольшим запасом воздуха в лёгких может так долго находиться под водой? Но это — уже другой вопрос. Новый. На который я тоже постараюсь ответить.
Проголосовали 168 человек
| 158 |
| 2 |
| 8 |
| 0 |
| 0 |
Комментарии (26):
Войти через социальные сети:
Нет ничего интереснее природы, кашалот, несомненно, одно из её чудес. читать дальше →
Оценка статьи: 5
Точно, Виктор! Но, наверное, это вина не Константина, а редактора-оформителя статьи. Конечно, специалисты без труда отличат кашалота от полосатика.
Андрей Лунячек, надо бы поправить. 
Оценка статьи: 5
Надеемся, редактор обратит на это внимание.
Наверное обратит, может и ничего, но статья про кашалота всё-таки. Лучше редактор, чем потом читатели.
Оценка статьи: 5
Ууу, мало что поняла, но что поняла -пнравилось. После школы науку как-то ушли на вторйо план, а то и забылись. Хорошо, что печатаете такие статьи, Константин, все же надо как-то знания оживлять в памяти читателей, ум будить 
Оценка статьи: 5
Спасибо, Лина, за добрый отзыв.
Одна из функций спермацета — он служит акустической линзой, направляющей и усиливающей испускаемый кашалотом ультразвук. Точно так же работает жировая подушка на лбу у дельфинов. Но строение спермацетового органа кашалота более сложное, чем жировая подушка дельфинов. В связи с этим появилась гипотеза «ультразвуковой пушки», согласно которой кашалот «лучом» ультразвука, направленным и усиленным при помощи спермацета, способен парализовывать свою добычу.
Спасибо, Андрей. Очень интересное дополнение.
Был случай, когда кашалота засекли с помощью трёх эхолотов одновременно на глубине 2500 м.
Теперь насчёт кессонной болезни. Приводимые автором объяснения неправильны. Суть состоит в том, что ни одно водное млекопитающее (и кашалот в том числе) по определению не может заболеть кессонной болезнью. Теперь подробнее. Кессонная болезнь обнаружена исключительно у людей, работающих на больших глубинах. В чём её сущность? Дело в том, что для дыхания водолазов подаётся воздух под давлением более высоким, чем атмосферное. Зачем? Иначе люди под водой не смогут сделать вдох, так как внешнее давление воды будет значительно превосходить давление воздуха, который пытается вдохнуть водолаз. Чтобы сделать вдох возможным, воздух подаётся под давлением, и оно тем больше, чем глубже находится водолаз. У аквалангистов (ныне называемых модным словом «дайверы») на акваланге имеется редуктор, автоматически увеличивающий давление поступаемого воздуха в зависимости от глубины. Поэтому при всплытии давление снаружи будет уменьшаться, а воздух в лёгких, поступивший туда под большим давлением, будет расширяться и может травмировать лёгкие. Чтобы этого не произошло, каждый водолаз твёрдо знает, что всплывать можно только на выдохе. Если же нужно вдохнуть, следует остановиться, подышать, а затем на очередном выдохе продолжить всплытие. Этой опасности лишён тот, кто не дышит под водой, а вдохнул на поверхности и затем нырнул, пусть даже глубоко, так как на поверхности он вдохнул воздух под нормальным, а не избыточным давлением.
Вернёмся к кессонной болезни. В нормальных условиях некоторое количество азота растворяется в крови. Но у водолаза, вдыхающего на глубине воздух под повышенным давлением, азота в крови растворяется гораздо больше. При быстром всплытии давление (и воды, и вдыхаемого воздуха) резко уменьшается, соответственно, уменьшается способность азота растворяться. Избыточный азот стремительно переходит из растворённого состояния в газообразное, образуя пузырьки, закупоривающие кровеносные сосуды. Как этого избежать? Поднимать водолаза медленно, с остановками, чтобы азот из крови уходил постепенно, не образуя опасных пузырьков. Чем глубже погрузился водолаз и чем дольше оставался на этой глубине, тем сильнее организм насытился растворённым азотом, и тем медленнее его нужно поднимать.
Вернёмся к китам (и кашалоту в том числе). Поскольку перед погружением они вдыхают воздух на поверхности, а под водой киты не пользуются всякими аквалангами, то никакого избыточного давления воздуха, а следовательно, и избыточного количества растворённого азота у них не наблюдается. Поэтому кессонная болезнь у китов напрочь отсутствует. Дайте киту на глубине подышать из акваланга, и он при всплытии заработает себе кессонную болезнь.
Интересная теория, Андрей. Вполне возможно, что и она имеет право на существование.
Что касается версии, описанной в статье, то естественно, что она придумана не автором. При изложении этого варианта объяснения отсутствия у кашалотов кессонной болезни, я, как автор, ориентировался на мнение известных биологов, в т. ч. длительное время изучавших китообразных. Например, И.И. Акимушкина. С его мнением, которое в качестве базового было принято автором, можно ознакомиться в книге Жизнь животных. Млекопитающие: М., Мысль, 1998. См. стр. 334 данного издания.
Константин, при всём к вам уважении, то, что я написал — не теория. Это правда. Я биолог и являюсь старшим научным сотрудником Музея природы Харьковского национального университета. Я автор экспозиций «Отряд Китообразные», «Подотряд Зубатые киты», «Семейство Кашалотовые» и ещё ряда других, посвящённых китам и другим группам животных. Созданные мной экспозиции вы сможете увидеть, посетив наш музей, в том числе 9-метровый скелет кашалота и 20-метровый скелет финвала.
При подготовке к созданию экспозиций я изучил множество литературы (в нашей библиотеке есть также книга «Кашалот», страниц на 300, автор — Берзин, учёный, плававший в советское время с китобоями). К сожалению, мы с коллегами часто обнаруживали ошибки в литературе (в том числе и у Акимушкина, в том числе и в Жизни животных). Но сопоставление различных источников, а также собственные знания помогали нам докопаться до истины.
К сожалению, ряд авторов действительно пишут о кессонной болезни подобно тому, что написали вы. В большинстве — это популяризаторы-биологи, не очень разбирающиеся в природе кессонной болезни.
Также упомяну, что мой папа (тоже биолог) активно занимается подводным плаванием, в советское время был достаточно известен в своих кругах, имел советское удостоверение водолаза-профессионала, был инструктором, занял второе место по СССР на конкурсе подводной фотографии, а также какое-то время работал с дельфинами. В детстве я прочитал много его книг по водолазному делу. Сегодня я рассказал ему о том, что здесь написал, и он полностью подтвердил мои слова.
Константин, всегда рад помочь. Спрашивайте, если что. Вы очень интересно пишете, и не ваша вина, что Акимушкин допустил ошибку.
Андрей Лунячек, спасибо, поправили, иллюстрацию заменим.
читать дальше →
Источник
