Рыбы, как известно, дышат жабрами. Они используют кислород, растворенный в воде. Им не нужно всплывать, чтобы глотнуть воздуха. Киты и дельфины произошли от наземных животных, которые в процессе эволюции утратили жабры много миллионов лет назад. Конечно, всем китообразным было бы полезно отрастить их снова, однако законы природы таковы, что это невозможно. Утратили, так утратили. Киты и дельфины дышат легкими. Как и всем прочим млекопитающим, им нужен атмосферный кислород. Без него они задохнутся. Стало быть, хочешь не хочешь, а нужно всплывать на поверхность.
Все китообразные так и делают – всплывают. Но их дыхательная и кровеносная системы имеют такие черты, которые делают китов и дельфинов настоящими живыми «подводными лодками».
Обычный человек делает в среднем пятнадцать вдохов и выдохов в минуту и при желании может одну минуту не дышать. Ловцы жемчуга задерживают дыхание до пяти минут. В 2012 году Том Ситас из Германии установил мировой рекорд в 22 минуты и 22 секунды.
Те китообразные, которым не нужно нырять на большую глубину, дышат в среднем два раза в минуту. При погружениях многие способны задерживать дыхание на полчаса и больше. Абсолютными чемпионами по задержке дыхания являются кашалоты. Они могут не дышать до двух часов.
Дыхание китообразных гораздо эффективнее, чем у наземных млекопитающих. Их легкие очень упруги и могут быстро наполняться воздухом на полную емкость. За один выдох-вдох у дельфина воздух в легких меняется на 90 процентов, а у человека только на 15. Содержание гемоглобина – вещества, молекулы которого разносят по организму кислород, – в крови китообразных в четыре раза больше, чем у наземных млекопитающих. Но и это еще не все. Главное, что позволяет китам и дельфинам безопасно дышать среди волн, это устройство их дыхательных путей.
Горбатый кит и дельфины
Ноздри китообразных в процессе эволюции «переехали» на макушку головы и превратились в особый орган, который называется дыхало. У усатых китов дыхало состоит из двух отверстий, а у зубатых – из одного. Человек может перекрыть свои ноздри только пальцами или прищепкой. У китов и дельфинов дыхало намертво закрывается специальными мышечными клапанами и становится абсолютно водонепроницаемым.
Кашалот
У наземных млекопитающих дыхательная и пишеварительная системы связаны между собой одной гортанью. Именно поэтому нам так легко поперхнуться. У китообразных эти две системы разделены. Вода, попавшая в организм через рот, никак не может оказаться в легких. Более того, если вдруг вода попадет в дыхало, она тоже не достигнет легких. Ей перекроют путь специальные круговые мышцы, которые сжимают трахею и бронхи китообразных. Киты и дельфины даже могут специально набирать воду дыхалом и выпускать ее обратно в виде фонтана. Так они чистят свои дыхательные пути.
Кстати, известные каждому малышу по резиновым игрушкам фонтаны китов – это не такое простое явление, как может показаться. С одной стороны, киты действительно могут выпускать воду из трахеи и бронхов, но делают они такие очистительные фонтаны довольно редко. Между тем, фонтан кита – явление обычное. Кит, находящийся у поверхности воды, фонтанирует постоянно, и его фонтан виден издалека. По высоте и форме фонтана китобои и исследователи могут определить, какому виду кита он принадлежит. Если фонтан – это просто выдох кита, то он должен состоять из воздуха, а не из воды.
Дельфины любят сопровождать корабли
Отчасти это явление может быть объяснено тем, что температура тела у китов и дельфинов выше температуры окружающей среды. У здоровых дельфинов она равна примерно 37 градусам, а у усатых китов – 33. Таким образом, воздух, который выходит из их легких, обычно гораздо теплее окружающей среды. На холоде он конденсируется и превращается в пар или даже мелкие брызги. Издалека столб пара и брызг можно принять за водяной фонтан.
Ноздри на макушке, перекрывающие клапаны и высокий гемоглобин – все это, конечно, очень важные приспособления для дыхания в море. Но как же быть со сном? Ведь китам и дельфинам нужно не только дышать, но и спать. Кто же доставит их к поверхности воды, когда они будут видеть сны, полеживая на морском дне? Оказывается, сон китообразных столь же уникален, как и их дыхательная система.
Вообще сон – это сложное физиологическое состояние организма, в котором участвуют разные системы органов. Но главное, что отличает сон от яви, – это пониженная мозговая деятельность. Спящее животное не может в полной мере осознавать положение своего тела в пространстве. Как же быть дельфину и киту, которым нужно периодически всплывать для вдоха?
У китообразных полушария головного мозга спят по очереди. Когда одна половина мозга засыпает, другая продолжает бодрствовать и следить за всем вокруг. Один глаз при этом тоже остается открытым. Такой сон позволяет китам и дельфинам пребывать в постоянном движении. При жизни в море это важно еще и для согревания организма.
Дельфины прекрасно спят в движении
Выдох дельфина
И наконец, существует еще одно приспособление, благодаря которому китообразные не тонут. Это их так называемая «скорая помощь».
Все киты и дельфины – животные стадные, живут маленькими или большими группами, а в одиночку плавают редко. Если вдруг кто-то в группе потерял способность нормально двигаться, то прочие члены стаи начинают спасать его – подталкивать снизу к поверхности воды. Это явление много раз наблюдали у разных видов китообразных. Реакция спасения может быть адресована не только своему сородичу, но и представителю другого биологического вида. Известны случаи, когда дельфины пытались «спасать» мертвых морских черепах, куски дерева и даже надувные матрасы. Самки дельфинов могут подолгу толкать к поверхности мертвых детенышей. Не раз «скорая помощь» дельфинов приходила на выручку и тонущим людям.