Рекорды в мире животных - Страница 2

Этот биологический переход из одной среды обитания в другую, происходивший в процессе естественного отбора, постепенно менял внешнее и внутреннее строение животных.

Предки китообразных породили три подотряда, которые объединяют в своем составе 127 вымерших и 37 ныне существующих родов: древние киты (археоцеты), усатые киты (мистакоцеты) и зубатые киты (одонтоцеты). Первые из них вымерли еще в верхнем эоцене – олигоцене, что произошло около 30 млн. лет назад, вторые достигли пика своего развития в миоцене (до наших дней сохранилось только шесть родов), третьи процветают в настоящее время (в особенности семейство дельфиновых, представленное почти 50 видами и 21 родом).

Но являются ли ныне живущие два подотряда – усатые и зубатые киты – потомками древних китов-археоцетов, которые сохранили большое количество признаков наземных животных? У биологов существует три точки зрения по этому вопросу. Одни считают, что археоцет связан лишь с усатыми китами, другие, что с зубатыми, а третьи, что оба подотряда имеют общее происхождение.

Китообразные являются самыми быстроходными обитателями океана и превосходят в скорости рыб, которыми питаются. В результате исследований ученые получили данные о скоростях, которые могут развивать киты в погоне за добычей. В 1966 году ученые из США Т. Ланг и К. Прайор провели в лагуне на Гавайских островах эксперименты над малайскими прадельфинами, обученными гоняться за плавучей приманкой. Максимальная скорость, которую они смогли развить, составила 40,6 км/ч. Но так быстро они могут плыть недолго. Вероятно, еще быстрее двигаются косатки, которые иногда атакуют даже быстроходных дельфинов. По наблюдениям с судна «Монтрей», замерявшего быстроту хода некоторых видов китообразных, максимальная скорость, которую смогли развить косатки в течение 20 мин., колебалась от 38 до 55 км/ч. Видимо, это и есть предел их возможностей.

Конечно же, не у всех китообразных одинаково хорошая скорость движения. Самыми быстроходными считаются рыбоядные виды, которые должны догнать и схватить маневренную и быструю добычу. Но есть среди китообразных и самые настоящие тихоходы, которые питаются такой же малоподвижной пищей. К ним относятся серые киты, развивающие скорость примерно 12 км/ч. Кроме того, ловко прыгающие горбатые киты, планктоноядные гладкие киты и роющиеся на дне речные дельфины даже в рывке не превышают скорости 18,5 км/ч. Что же помогло китам стать быстроходными?

Во-первых, обтекаемая форма тела с относительно гладкой поверхностью, во-вторых, очень гибкий хвостовой отдел позвоночника. Киты имеют торпедообразную форму тела, постепенно расширяющуюся в толщине от кончика головы к грудному отделу и суживающуюся к хвосту. Заканчивается тело морского гиганта горизонтально расположенным хвостовым плавником, имеющим вид широкого равнобедренного треугольника, разделенного на заднем крае на две лопасти. Задних конечностей у него нет, а передние превратились в жесткие весловидные грудные плавники, которые дают киту возможность направлять тело вверх или вниз, а также поворачивать и тормозить. Имеющийся у некоторых видов спинной плавник играет роль стабилизатора, который придает телу большую устойчивость в воде. Все плавники хорошо обтекаемы и в поперечном сечении имеют форму вытянутой капли.

Снаружи на теле кита нет ничего, что мешало бы ему быстро плавать (волосяной покров, ушные раковины и мошонка). Под кожей образовался мощный теплозащитный слой жира. Не стало на теле сальных и потовых желез, а млечные разместились под кожей в задней трети тела, по бокам мочеполового отверстия. У самцов сосков нет, а у самок они скрыты в кожном кармане, из которого выступают только в период кормления детеныша.

Голова кита посажена на короткую и жесткую шею. Она может наклоняться по отношению к туловищу примерно до 45°. У гренландского кита голова менее подвижна, чем у других его собратьев. Киты прекрасно управляют своим хвостом. Они совершают им удары сверху вниз. При этом лопасти хвоста принимают разные углы наклона к продольной оси хвостового стебля. Вращательных движений при плавании хвост не производит. Частота и размах ударов хвоста и степень наклона хвостовых лопастей влияют на скорость плавания. При быстром ходе кит выполняет 2 – 3 полных взмаха в секунду. Хвост китов имеет необычайную силу благодаря особенностям мускулатуры.

Прекращение поступления воздуха для млекопитающих означает смерть. Если вода проникнет в легкие и зальет альвеолы, то обитатель гидросферы просто погибнет. Но природа настолько мудра, что, поместив китов в водную среду, вооружила их средствами защиты. Для того чтобы жить в воде и при этом дышать воздухом, китам понадобилось коренное переустройство всей дыхательной системы. Различного рода приспособления надежно предохраняют их дыхательные пути и предотвращают возможность заливания легких водой, а также обеспечивают нормальное внешнее дыхание, сон и отдых в опасной среде, позволяют создать запас кислорода для продолжительного пребывания под водой.

Ноздри у китов располагаются над черепом и открываются на макушке головы одним отверстием у зубатых китов и двумя – у усатых. Данное отверстие носит название «дыхало». Мышцы открывают его только на короткий период вдоха-выдоха, а все остальное время оно плотно закрыто. Ритмика дыхания у китов, по сравнению с наземными млекопитающими, резко изменилась: за коротким дыхательным актом следует продолжительная дыхательная пауза, во время которой животное ныряет и питается. Возможность случайного попадания воды во время вдоха сильно ограничена тем, что сам дыхательный акт резко укорочен, т. е. он в десятки и сотни раз короче дыхательной паузы.

Но у китов имеются еще более важные средства, защищающие легкие от попадания в них воды, – два рефлекса выныривания. Первый из них заключается в том, что киты открывают дыхало и выполняют вдох-выдох всякий раз, когда их голова появляется над поверхностью воды. Второй рефлекс к моменту вдоха обеспечивает максимальное поднятие тела из воды для совершения дыхательного акта путем удара хвостом об воду. Этот удар совершает специальная мышца, которая прикреплена к ребрам и участвует в акте выдоха. Оба этих рефлекса, не допуская попадания воды в легкие, позволяют китам безопасно дышать в любую погоду, а также во время сна.

Каким образом ныряют киты? При выполнении этого действия наружное дыхательное отверстие у них закрывается. Наглухо закрывается и дыхательный путь к глотке. Все альвеолы закупориваются мускульными сфинктерами. В связи с этим воздух прочно удерживается в легких, а кислород поступает в кровь.

Для того чтобы нырять на большую глубину, кит должен уметь задерживать дыхание. Задержать дыхание – значит суметь запасти энергию, необходимую для сокращения мышц, деятельности желез и всего организма. Это умение оказалось чуть ли не самым главным, когда предки наших китов захотели поплавать в древнем океане.

Но, несмотря на все эти трудности, киты ныряют на 20 – 30 мин., а то и на целый час. Зафиксированы факты, когда крупные киты проводили под водой до 1,5 ч.

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.