Продольный разрез слуховой пробки финвала; ясно видна ее слоистая структура. На широком конце пробки находятся самые свежие слои. Длина пробки — 15 сантиметров.

Внизу— продольный разрез зуба кашалота. Последний, самый свежий слой дентина окружает полость, в которой находится пульпа зуба; округлые пятна — узелки остеодентина.

Дельфины решили посмотреть, что происходит над водой.

Кальмары — основная пища кашалотов. Вверху — гигантский кальмар; в желудках кашалотов часто находят отдельные части тела этих гигантов. Внизу — кальмары меньших размеров, таких кашалоты обычно заглатывают целиком.

Стадии рождения дельфина (снимки сделаны в бассейне). В отличие от всех других млекопитающих, детеныши китообразных выходят из чрева матери хвостом вперед. Момент рождения — критический для детеныша дельфина; сразу же после появления на свет он должен сделать свой первый вдох, для чего новорожденного нужно вытолкнуть на поверхность, чтобы голова его оказалась над водой. Обычно сделать этот первый решающий шаг в жизнь детенышу помогает мать.

Кальмары водятся в океанах в огромных количествах, но поймать их с помощью тех приспособлений или сетей, которыми обычно пользуются биологи, изучающие морскую фауну, трудно: они так подвижны и быстры, что всегда успевают удрать. Но зубатые киты и дельфины, более приспособленные для такой охоты, все же умеют ловить кальмаров, и в содержимом их желудков обычно находят роговые клювы головоногих, плохо поддающиеся перевариванию. Большинство кальмаров, которыми питаются зубатые киты, небольшого размера — 30 — 60 сантиметров в длину, по попадаются и более крупные экземпляры (таких обычно заглатывают кашалоты).Совершенно поразительное зрелище являет собой гигантский кальмар, длина которого достигает иногда 15 метров; впрочем, по сути дела он не так огромен: его длина увеличивается за счет пары длинных щупалец, а тело и относительно короткие щупальца составляют вместе в длину 5 — 6 метров. Эти животные встречаются редко, так как, видимо, живут на значительных глубинах. Иногда таких гигантов мертвыми прибивает волной к берегам, но чаще их находят в желудках кашалотов. По-видимому, большие кальмары, схваченные кашалотом, вступают с ним в безнадежную, но жестокую борьбу, доказательством чего служит тот факт, что кожа на голове кашалотов и около пасти иногда бывает испещрена круглыми следами, оставленными роговыми краями присосок кальмара.Большинство дельфинов имеет острые и, как правило, весьма многочисленные зубы. Обычно считают, что наличие множества зубов — следствие приспособления к питанию такими активными и необычайно подвижными животными, как рыбы и кальмары. Но вот у клюворылов ( Ziphiidae), например, которые тоже питаются кальмарами, очень мало зубов: бывает, что у них прорезывается всего одна пара, да и то только у самцов, а чаще зубы отсутствуют вовсе. Каким образом клюворылы захватывают свою столь проворную добычу, до сих пор неясно. В то же время некоторые из пресноводных дельфинов, например гангский дельфин, имеют множество острых, как иглы, зубов, которые служат не для захватывания быстро движущейся добычи, а для выбирания червей и лангустов* из донного ила.

* Лангусты не живут в пресной воде. Очевидно, имеются в виду просто речные раки.
– В. П.

Когда люди изобрели водолазный костюм, что дало им возможность достигать значительных глубин и ходить по морскому дну, они столкнулись с непредвиденными трудностями. Водолаз дышит воздухом, который подается ему в скафандр по трубке. Выдыхаемый им воздух вместе с излишками свежего воздуха стравливается через клапан в водолазном шлеме, поднимаясь пузырьками на поверхность. Но все же давление воздуха внутри скафандра больше, нежели давление воды снаружи, и чем глубже опускается водолаз, тем давление в скафандре выше. Дышать сжатым воздухом для водолаза не представляет трудностей, неприятности начинаются лишь тогда, когда водолаз возвращается на поверхность и давление падает.Во время погружения азот, содержащийся в сжатом воздухе, растворяется в крови водолаза и проникает в ткани мышц до такого предела, до какого может быть насыщен организм человека при данном давлении, не вызывая при этом у водолаза никаких неприятных ощущений. Но когда водолаз поднимается на поверхность, азот, растворенный в крови, выделяется быстрее, чем легкие способны вывести его из организма. И тогда в кровеносных сосудах и во всех тканях образуются крошечные газовые пузырьки, точно так же как образуются пузырьки в газированной воде, когда бутылка открыта и давление внутри нее падает. Пузырьки эти, возникая в капиллярах, препятствуют нормальному кровообращению, создается угроза воздушной эмболии — явления очень опасного и зачастую приводящего к роковым последствиям. Но даже если резкое падение давления и не приводит к эмболии, газовые пузырьки причиняют человеку сильнейшую боль, особенно в суставах, — это одно из проявлений так называемой кессонной болезни. Единственное спасение в таких случаях — вновь поднять давление в скафандре и затем плавно, постепенно его снижать. Поэтому обычно водолазов и опускают на глубину, и поднимают очень медленно, так что иногда этот процесс занимает много часов. В последнее время водолаза при спуске и подъеме помещают в барокамеру, это не менее утомительно, но все же более удобно.Киты погружаются в море очень глубоко, гораздо глубже, чем до сих пор мог погрузиться человек. И тоже подвергаются большому давлению. Как же им удается избежать кессонной болезни? Ответ очень прост — они избавлены от риска ею заболеть. На первый взгляд это кажется странным, но при более внимательном изучении того, что происходит в организме кита, становится ясно, что ничего непонятного тут нет. Разница между китом и человеком, погружающимся в глубину моря, состоит в том, что водолаз под водой все время дышит сжатым воздухом, так что азот может растворяться в его крови до полного насыщения, а кит уносит с собой в глубину лишь то количество воздуха, которое может поместиться при вдохе в его легких и дыхательных путях, поэтому у него в крови и тканях содержится не слишком много азота.Когда кит ныряет, давление воды распределяется равномерно на всю поверхность его тела, но, поскольку тело животного само состоит на 90% из воды, а вода практически несжимаема, тело кита не деформируется. А вот воздух, находящийся в легких, поддается сжатию, и с увеличением глубины легкие кита все более и более сжимаются, так что воздух из них с силой проталкивается в дыхательное горло и дыхательные пути, ведущие к дыхалу. Эти дыхательные пути снабжены кровеносными сосудами значительно меньше, чем легкие, поэтому газообмен в мышечных тканях здесь уменьшен. Кроме того, когда легкие сжимаются, их ткань также становится плотнее, так что кровь, содержащаяся в легочных капиллярах, оказывается почти лишенной кислорода.Кроме того, у китов есть еще одно приспособление, позволяющее им нырять так глубоко. Воздушные пути, ведущие от их дыхательного горла к дыхалу, — не прямая трубка, они извилисты и связаны с несколькими сложными боковыми проходами и обширными воздушными мешками,плотно прилегающими снизу к черепной коробке. Эти мешки наполнены пенообразной эмульсией, состоящей из воды, жира и воздуха, видимо, она и абсорбирует азот.1 Когда кит выплывает на поверхность и делает выдох, часть этой пены извергается наружу, унося с собой излишки азота. Видимый фонтан, который выпускает кит, обычно считался струей воды, сконденсировавшейся в его дыхательном аппарате. Во всяком случае, нет никакого сомнения в том, что, когда наружный воздух холодный, водяные пары теплого выдыхаемого воздуха конденсируются в мелкие капельки жидкости. Но фонтан этот заметен и в тропиках, где тепло; там эту видимую струю составляет в основном пена. Хотя возможно, что даже и в теплом воздухе видимый фонтан образуется частично за счет конденсации: ведь выдыхаемая струя вырывается под давлением.2

1 Система подчерепных воздушных мешков и воздухоносных путей имеет еще, по-видимому, и другую функцию — органа генерации звуковых импульсов, и, вероятно, их же эхолокации, благодаря чему животное обладает изумительной способностью ориентации в пространстве и возможностью обнаружения и «опознания» различные предметов подводного мира. — Прим. ред.2 Наружное же давление воздуха меньше, поэтому выдыхаемая струя внезапно расширяется. А такого рода расширение сопровождается охлаждением и, следовательно, все той же конденсацией. — Прим. ред.

Заметим, кстати, что эти наполненные пеной пазухи играют существенную роль и в системе эхолокации китов, но об этом речь ниже.Извилины прохода, ведущего к дыхалу, служат также клапанами, препятствующими, с одной стороны, проникновению воды в дыхательные органы кита, а с другой — выходу воздуха из них наружу при погружении, когда кит открывает под водой пасть, чтобы схватить добычу. Такое устройство дыхательных органов, чрезвычайно целесообразное в условиях подводной жизни, не является тем не менее только результатом адаптации к жизни в воде. И доказательством этого служит тот факт, что подобное же устройство находят и у многих сухопутных млекопитающих.Считалось, что у кашалотов, о которых известно, что они имеют обыкновение уходить на очень большие глубины, толстый подкожный жировой слой служит как бы броней, которая защищает их от давления воды, как прочный корпус подводную лодку. Но подводная лодка не открывает пасть, находясь глубоко под водой, так что эта аналогия несостоятельна.Подкожный жировой слой китообразных состоит из жировой ткани, в которой клетки, заполненные маслянистым веществом, связаны между собой волокнистой соединительной тканью. Благодаря этому подкожный жир, вопреки обычному мнению, представляет собой не мягкое, желеобразное вещество, а плотное и твердое, похожее на жировой край хорошо прокопченного бекона. Толщина этого слоя колеблется от 2 сантиметров — у морской свиньи до 30 и более сантиметров — у крупных полосатиков, а у кашалотов и гладких китов этот слой еще более мощный. Жировой покров служит в основном изоляционным слоем, сохраняя тепло в организме животного, находящегося в холодной воде.Но даже киты иногда испытывают потребность избавиться от «теплой одежды». Когда сухопутное млекопитающее очень быстро движется или затрачивает какие-то усилия, температура его тела повышается и излишки тепла выводятся из организма за счет учащенного дыхания или потения. Кит, находясь в глубинах моря, не может ни потеть, ни учащенно дышать, так что от любых усилий его внутреннее тепло быстро возрастает. Но его жировой слой пронизан кровеносными сосудами, которые подводят кровь непосредственно к поверхности тела; кровообращение в этих сосудах автоматически регулируется их собственной мускулатурой, и таким образом, когда под жировым слоем образуются излишки тепла, регулируется и температура тела.Изменение притока крови к плавникам также играет существенную роль в регуляции температуры тела кита. Эффективность тепловой изоляции кита делается особенно наглядной, когда убитое животное доставляется на китобойную базу, находящуюся где-то в холодном поясе. Если туша кита разделывается не сразу, она быстро разлагается и так нагревается под жировым слоем — подобно навозу в саду, сложенному в кучу, — что мясо оказывается пропеченным. Когда верхний слой жира сдирают, мясо отстает от костей, словно тушеное.Кит дышит, держась у поверхности воды. В воду он погружается по наклонной, показывая над поверхностью воды хребет и спинной плавник. Уходя же в глубину, кит выгибает тело сильнее, чем обычно, а некоторые виды китов выбрасывают в воздух лопасти хвоста, так что они становятся в воде почти совершенно вертикально, — «кит пыряет», говорят в таких случаях старые китобои. В это время можно хорошо разглядеть, какой у него огромный и мощный, как пропеллер, хвост.Задние конечности у китов отсутствуют, от них сохранились лишь рудиментарные остатки тазовых костей, не соединенных с позвоночником и скрытых в брюшной мускулатуре. У некоторых видов китов имеется еще и пара небольших костей, представляющих собой остатки тазобедренной кости. Несмотря на свою незначительную величину, тазовые кости у китов все же, строго говоря, не являются рудиментами, лишенными всяких функций: они служат опорой для части органов размножения.Для китообразных весьма характерно специфическое устройство некоторых кровеносных сосудов. Как известно, почти у всех млекопитающих при кровообращении кровь выталкивается из сердца и по артериям распространяется по всему телу. Артерии разветвляются на все более и более мелкие кровеносные сосуды и в конце концов переходят в капилляры, то есть очень мелкие сосуды, стенки которых настолько тонки, что кислород и другие вещества, растворенные в крови, проникают сквозь них в ткани, а углекислота вместе с другими продуктами обмена веществ, наоборот, попадает из тканей в капилляры и уносится с током венозной крови. Капилляры, сливаясь, образуют мелкие вены, которые, соединяясь, в свою очередь, вливаются в более крупные вены, а те уже несут кровь обратно к сердцу. У китообразных же кровеносная система имеет характерные особенности, встречающиеся, однако, и у некоторых сухопутных млекопитающих. Эти особенности кровеносной системы состоят в том, что местами крупные сосуды разделяются на множество переплетенных, как бы перепутанных между собой ответвлений, которые сообщаются друг с другом, образуя густую сеть.Эти извилистые сосуды концентрируются преимущественно у основания черепа, идут вдоль спинного мозга, под ребрами грудной клетки — в общем, расходятся повсюду. Они выглядят так необычно, что их назвали retia mirabilia — «чудесные сети». Функция и деятельность этой «сети» сосудов до сих пор не поняты до конца, но, по-видимому, они служат чем-то вроде резервуаров для крови, которые могут быстро наполняться или опорожняться, регулируя таким образом кровяное давление при быстром погружении или всплывании кита, когда внешнее давление на поверхность его тела внезапно и резко меняется. Возможно, что эта сеть сосудов — нечто вроде эластичных емкостей, которые расположены по ходу кровеносных сосудов и способны мгновенно вобрать в себя большое количество крови, когда это становится необходимым при повышении наружного давления.1

1 По новейшим представлениям, возникновение «чудесной сети» у млекопитающих, ведущих водный образ жизни, связано с особенностями их дыхания, в частности с длительными дыхательными паузами. Наличие этого своеобразного приспособления кровеносной системы обеспечивает нормальное кровоснабжение головного мозга, наиболее чувствительного к дефициту кислорода. При этом установлено, что мозг снабжается кровью не непосредственно из сонной артерии, а исключительно через эту «чудесную сеть». Кроме этой «сети», у китообразных имеются и другие морфологические и физиологические особенности, способствующие весьма продолжительной задержке дыхания и терморегуляции. — Прим. ред.

Когда кит погружается, его крупные вены расширяются, ток крови в них задерживается — и кровообращение замедляется. Дольше всех способен задерживать дыхание кашалот: он может обходиться без воздуха целый час, а то и больше. Ни одно сухопутное млекопитающее не может не переводить дыхания больше, чем минуту или две. Если дыхание останавливается, животное быстро теряет сознание из-за того, что в мозг перестает поступать кислород, и вскоре умирает. Когда дельфин ныряет, биение его сердца резко замедляется — от ста десяти ударов в минуту до пятидесяти и даже менее, а у белухи при погружении число ударов падает с тридцати до шестнадцати. Естественно, кровообращение в организме замедляется и мышечные ткани получают необходимый им кислород медленнее, кровь задерживается в крупных венах и начинают действовать определенные механизмы, которые задерживают движение крови во всех кровеносных сосудах, кроме сосудов мозга и некоторых других органов. Кислород, поступивший в мозг, поддерживает его нормальное функционирование, предотвращая потерю сознания. Но к концу длительного погружения недостаток кислорода в тканях становится ощутимым, накапливается как бы «кислородный долг», который возмещается, когда кит поднимается на поверхность и «пускает фонтаны», то есть начинает быстро и интенсивно дышать.Кит может так долго находиться под водой еще и потому, что перед погружением он набирает полные легкие воздуха, при этом его кровь предельно насыщается кислородом. Но и это еще не все. Мышечная ткань, или, как говорят, красное мясо кита, интенсивного темно-красного цвета, так как в ней содержится большое количество миоглобина — вещества, близкого по химическому составу и свойствам к гемоглобину — кислородному транспортеру крови.Перед погружением животного миоглобин также полностью насыщается кислородом, благодаря чему создается повышенный его запас, и таким образом «кислородный долг» в организме отсрочивается на сравнительно длительное время.Усатые киты обычно не погружаются глубже, чем на 50 — 100 метров, поскольку наибольшие скопления того зоопланктона, которым они питаются, как правило, находятся на глубине 10 — 20 метров. Однако в случае необходимости — если, например, кит испуган — он в состоянии уйти на глубину 300 — 450 метров. Когда киты-полосатики питаются, они обычно ныряют на 10 — 15 минут, а затем на 5 — 10 минут поднимаются на поверхность, чтобы подышать. Но вообще они могут оставаться под водой около 40 минут. Если по истечении этого срока полосатик не поднимется на поверхность, то тонет.Гладкие киты и горбачи способны продержаться под водой еще меньше и уходят поэтому на меньшую глубину. (Для обыкновенного человека предел задержки дыхания — примерно одна минута, и только хорошо тренированные искатели жемчуга могут пробыть под водой две и даже две с половиной минуты.) А вот кашалот может находиться под водой от 30 минут до одного часа. Бутылконос, по некоторым предположениям, держится под водой до двух часов. Киты этого вида способны уходить под воду на значительно большую глубину, чем усатые киты. Рекордная глубина погружения кашалота была установлена, когда однажды был найден погибший кашалот, который запутался в подводном телеграфном кабеле, проложенном на глубине 1100 метров у тихоокеанского побережья Южной Америки.Киты могут развивать очень большую скорость. Так, например, 25-метровый синий кит в течение двух часов может плыть со скоростью 40 — 50 узлов1. И если учесть, что плывущий кит сравнительно медленно поднимает и опускает свой хвост, то эффективность тех усилий, которые он затрачивает при плавании, или, если можно так сказать, его коэффициент полезного действия весьма высок. Размах лопастей его хвоста очень большой, и с каждым ударом хвоста отбрасывается назад огромный объем воды, хотя и со сравнительно небольшой скоростью. Таким образом, происходит меньшая затрата кинетической энергии, чем затрачивалось бы на перемещение меньших объемов с большей скоростью.