на какую глубину могут нырять киты
Секреты самых глубоководных китов-ныряльщиков
Клюворылые киты могут нырнуть на 2000 метров ниже поверхности океана. Почему и как они это делают?
Примерно в 2000 метрах под поверхностью, морская вода холодная, черная и, казалось бы, непроницаемая.Ни один луч света не достигает темных глубин, и ни один человек не сможет пережить сокрушительного давления воды. Человеку легче существовать в космосе, чем исследовать дно океана на таких глубинах.
Но одна группа млекопитающих может плавать в полной темноте: клюворылые киты.
Несмотря на экстремальные условия, эти киты умудряются охотиться на глубине двух километров, ныряя на одном вдохе около часа, много раз в день.
На какую глубину может нырнуть кит?
Морские млекопитающие – это группа совершенных дайверов. Были зафиксированы случаи погружения морских слонов на глубину более 1500 метров.
Но рекордсменом по глубоководным погружениям является клюворылый кит Кювье.
В исследовании 2014 года использовались спутниковые метки для отслеживания погружений восьми клюворылов у побережья южной Калифорнии. Самое глубокое зарегистрированное погружение составило 2992 метра, а самое продолжительное длилось 137 минут, побив рекорд для ныряющих млекопитающих.
Эксперты предположили, что это было необычно глубокое погружение для этого вида, и более нормальная глубина составляет 2000 метров.
Всем китам необходимо выйти к поверхности воды, чтобы подышать воздухом – поэтому они должны задерживать дыхание на удивительно долгие периоды времени.
Доктор Саша Хукер из Университета Сент-Эндрюс, изучающая поведение морских млекопитающих при погружении, рассказала:
Клюворылы – удивительные животные. Это не просто случайное глубокое погружение, которое мы наблюдали, а повторные глубокие погружения много раз в день. И все же эти животные слишком маленькие по сравнению с гигантом вроде кашалота – так как они это делают?
Клюворылов трудно изучать, главным образом потому, что они проводят свою жизнь в глубоких морских водах и избегают контакта с кораблями.
Тем не менее, ученым удалось прикрепить глубинные метки нескольким клюворылам ниже спинного плавника, чтобы контролировать их поведение под водой. Эти исследования показывают, что киты ныряют, чтобы найти лучшие районы, которые полны глубоководной рыбы и кальмаров.
Выдерживать давление
При погружении на такие огромные глубины киты сталкиваются с двумя проблемами: накопить достаточное количество кислорода для успешной охоты и выдержать огромное давление.
Высокое давление изменяет газообмен в организме. Увеличивающееся давление сжимает воздух в легких, и на глубине 200 метров как человеческие, так и китовые легкие сжимаются.
Это опасная зона для китов. После того, как легкие сжались, газ больше не попадет в кровь. Однако на меньших глубинах, давление будет сжимать газы, такие как азот, увеличивая количество растворенного кислорода в крови и тканях.
Люди-аквалангисты сталкиваются с той же проблемой при поглощении сжатого газа. Если мы всплывем на поверхность слишком быстро, растворенный газ будет образовывать пузырьки в крови, которые расширяются при падении давления и могут быть смертельными.
До конца не понятно, как киты справляются с этими проблемами, поскольку они тоже подвержены риску того, что ткани их тела будут насыщены опасными уровнями азота.
Одна из теорий состоит в том, что морские млекопитающие сжимают свои легкие таким образом, что выталкивают воздух из альвеол, крошечных воздушных мешочков в легких, которые переносят газы, такие как кислород и азот в кровь.
Это решило бы проблему образования пузырьков азота, приводящих к декомпрессионной болезни, но это не объясняет, как киты снабжают свои тела кислородом во время длительной подводной охоты.
Как киты выживают без воздуха так долго?
Тела китов идеально приспособлены для хранения кислорода в их крови и мышцах, вместо того, чтобы держать его в легких, как это делают люди.
У китов чрезвычайно высокий уровень белков, называемых гемоглобином и миоглобином, которые запасают кислород в крови и мышцах. Это также делает их мышцы и кровь очень темно-красного, почти черного цвета.
Ныряющие млекопитающие снижают частоту сердечных сокращений и останавливают приток крови к определенным частям тела, и даже временно отключая такие органы, как почки и печень, во время охоты.
Эти животные обладают необычайной физиологией, которая помогает им нырять так долго и на такие глубины. Наряду с этими приспособлениями в плане реакции на погружение клюворылые киты имеют углубления или «карманы» для плавников, которые позволяют им принимать торпедообразную форму. Их обтекаемая форма тела помогает им плавать с минимальными усилиями и увеличивать запасы кислорода как можно дольше.
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.
В последнее время их не балуют вниманием. Много говорится об умных, сообразительных и веселых дельфинах, о добродушных гигантах китах, а вот о благородных рыцарях морей, кашалотах, почему-то ни слова. Может, потому что далеко не все читали удивительный роман Генри Мелвилла о белом кашалоте «Моби Дик».
Чем же он заслужил особое внимание писателя? Да хотя бы тем, что кашалот, хоть и относится к семейству китовых, резко отличается от всех обитателей Земли, как подводных, так и сухопутных. Его по праву можно назвать самым загадочным животным. Он устроен как-то совершенно неправильно, во всяком случае, совершенно непонятно для нас.
Киты — не рыбы, а млекопитающие животные, которые должны всплывать, чтобы сделать глоток воздуха. Они лишь на короткое время скрываются под водой и достигают небольших глубин, а затем всплывают, иначе задохнутся и умрут. Но для кашалота общие правила не писаны. Он может пробыть под водой хоть целый час и нырять на глубину до одного километра.
Некоторые источники указывают на возможную способность кашалота погружаться даже до 3000 метров. Может, для кашалота вообще не существует никаких пределов глубины? Конечно, ни один кит о подобных подвигах не может даже мечтать. 25—30 метров — вот глубина их проживания.
Кашалот опускается на очень большие глубины, а там ведь огромное давление — до 100 атмосфер, оно должно было бы, как чудовищный пресс, расплющить кашалота в лепешку, так нет же! Он всплывает, живехонек и здоровехонек.
Ну, если он подолгу пребывает под водой, то должен запасать много воздуха, а значит, и легкие у кашалота должны быть — ого-го-го какие! Ничуть не бывало. Они у него даже в два раза меньше, чем у остальных китов. Чем же он дышит так долго — никто точно не знает.
Предполагается, что запасы воздуха у него накапливаются в мышцах, а также в воздушном мешке в заросшей ноздре. У всех созданий, как больших, так и малых, две ноздри. И только у кашалота одна, левая. Когда-то, впрочем, была еще и правая, но она уже давным-давно заросла.
Такая же участь, вроде бы, должна быть уготована и кашалоту, ведь он же не «из другого теста», и законы физики существуют и для него. Но кашалот выскакивает из глубин со страшной скоростью, как торпеда, и ничего ему не делается! Как это возможно — одна из его тайн. Считается, что плазма крови кашалота обладает повышенной способностью растворять азот, не позволяя этому газу образовывать микропузырьки.
Да и все остальное у него странное и необъяснимое, как будто это какое-то инопланетное, а не земное животное. Например, у него самый длинный в мире кишечник — 160 метров! А зачем он ему? Совершенно не известно. Это одна из загадок без ответа, ведь у хищников как правило кишечники вообще куда короче, чем у травоядных.
Зато в этом кишечнике содержится амбра — драгоценное для людей вещество, а вот для чего его использует кашалот, никто толком не знает. По самой распространенной сейчас версии амбра выделяется в результате раздражения слизистой кишечника, вызываемого роговыми клювами проглоченных кашалотом кальмаров, во всяком случае, в кусках амбры всегда можно обнаружить множество непереваренных клювов головоногих.
Но на протяжении многих десятилетий учёным так и не удалось установить, является ли амбра продуктом нормальной жизнедеятельности или результатом патологии. Однако примечателен тот факт, что амбра попадается только в кишечнике самцов.
В огромной голове кашалота, которую впору использовать как стенобитное орудие, скапливается белая жидкость — спермацет, легко заживляющая любые раны (про него даже ходили легенды как про чудесное, излечивающее все болезни лекарство). В первой половине XX века спермацет применялся в парфюмерии и медицине, в том числе для приготовления противоожоговых мазей. В наше время натуральный спермацет больше не добывается и не применяется.
Но зачем спермацет кашалоту? Причем это уникальное образование в мире китообразных, имеющееся только у кашалотовых. По одной из свежих теорий он помогает придавать направление звуковым волнам при эхолокации. Но у этого органа явно имеются и другие функции. Иногда считают, что спермацетовый орган может служить для охлаждения, то есть отвода части тепла из тела кашалота.
Возможно также, что заполненная спермацетом голова используется китами для амортизации ударов. Действительно, самцы-кашалоты в схватках друг с другом в период спаривания или при атаке врагов наносят удары прежде всего головой. Однако спермацетовый мешок есть и у самок, так что этот вопрос полностью не решен.
Или вот еще одна загадка. В старину рассказывали о людях, проглоченных китами, а затем чудом спасшихся. В Библии повествуется о приключениях святого Ионы, который был проглочен огромным китом, но он горячо молился Господу, и тот спас его.
Все эти легенды относятся не к огромным усатым китам — синим и горбачам, а к старым кашалотам, чей вес достигает 50, а то и 100 тонн. Им, действительно, по силам проглотить человека целиком, что они иногда и делают.
При этом кашалоты не ранят человека, хотя своей четырехметровой нижней челюстью с огромными зубами (вес каждого из таких «зубчиков» — 3 килограмма) могли бы перекусить и измочалить на куски любого. Почему же они так осторожны с людьми?
Может, они просто спасают их, попавших в беду, подобно тому, как поступают дельфины? Но делают это по-своему, единственно доступным им способом.
Достоверно известен, по крайней мере, один случай чудесного спасения, участником которого стал китобой Джеймс Бартли со шхуны «Звезда Востока». Кашалот, очевидно, приняв корабль и лодку с матросом за своих непримиримых врагов, кальмаров, атаковал их. В шхуне он ударом головы сделал пробоину, а лодку перевернул.
Выпавшего из лодки матроса проглотил. Китобоям удалось справиться с пробоиной в борту корабля, после этого они загарпунили кашалота. Когда его тушу вытащили на борт и вскрыли брюхо, то обнаружили там Бартли, которого все уже считали погибшим. Матрос, казалось, спал. Его потрясли за плечо, и он очнулся.
В целом, Джеймс не пострадал, вот только выцвел как-то. То ли от страха, то ли желудочные соки кашалота вытравили из него все краски.
Впрочем, именно эту свою приобретенную особенность Бартли обратил себе на пользу. Он бросил работу на шхуне и начал разъезжать по ярмаркам, где показывался за деньги как живая диковинка: надо же, побывал в животе у кашалота и выжил! Естественно, от себя он добавлял много «жутких» подробностей, чтобы зеваки платили побольше.
Ну, а теперь самое главное! Зачем кашалоты ныряют на километровую глубину, когда вокруг них полно самой разнообразной пищи? Чем больше об этом думаешь, тем неизбежнее приходишь к выводу, что рыцарь морей, словно специально подготовленный природой для смертоносных схваток, ищет встречи со своим давним и заклятым врагом — гигантским кальмаром, дабы сразиться с ним и разорвать на части его склизкое тело с коварными глазами-тарелками.
Да только вот исход битвы, увы, не всегда ясен. Известен случай, когда был добыт кашалот, заглотавший настолько большого кальмара, что его щупальца не поместились в брюхе кита, а высовывались наружу и присосались к рылу кашалота. Этот кальмар весил около 200 кг.
Также на коже кашалотов иногда находят следы от присосок кальмаров диаметров 20 см. В то же время как даже у самых больших из известных науке кальмаров (даже тех, чья длина вместе с щупальцами достигала 10 метров) диаметр присосок не превышает 5 см. С какими же неведомыми гигантами встречаются кашалоты в загадочных океанских глубинах?
«Осторожно, люди!»: как киты могут нырять так глубоко?
Я знал нескольких человек, которые не летали самолетами. Не потому, что они боялись высоты или опасались за свою жизнь. Просто у них от перепада давления очень болели уши, сначала при взлете, потом при посадке.
Проблема, хорошо известная ныряльщикам. Снаружи давление меняется, а в голове оно остается прежним. Возникает разница, которая вызывает напряжение барабанных перепонок. Надо уравнивать давление.
Раньше для этого в самолетах давали леденцы и карамельки, потому что при глотании это выравнивание происходит естественным образом. Я эти леденцы никогда не ем, поскольку от ныряний с маской давно отработал технику продува через евстахиевы трубы.
При погружении в воду давление на перепонки быстро растет, на каждые 10 метров глубины оно увеличивается на одну атмосферу. При нырянии с аквалангом это создает кучу сложностей, поскольку внезапное всплытие грозит кессонной болезнью, при которой кровь буквально «закипает» как газированная вода в раскупоренной бутылке.
На глубине, под давлением, газ в организме — в легких, желудке, крови — подвергается сжатию. На 10 метрах легкие сжимаются вдвое, кислород в них становится токсичным.
При этом в глубинах океана водится живность на глубине от 200 метров до 11 километров. Эти существа находятся под давлением от 20 атмосфер до 1100.
Более того, морские млекопитающие, которые дышат воздухом, давно решили для себя проблему глубоководного ныряния. Арктические тюлени, названные в честь сэра Джеймса Уэдделла, моржи и кашалоты ныряют на глубину полтора километра и больше.
Жители океанских глубин обзавелись также гибкими липидными мембранами, содержащими ненасыщенные жиры. Жизнь этих существ протекает тихо и спокойно, но когда исследователи поднимают их на поверхность, они превращаются в бесформенное желе.
Их мембранные структуры и белки предназначены только для жизни под давлением и без него уже существовать не могут.
Клетки глубоководных существ содержат триметиленоксид. Он знаком многим. По запаху. Он дает рыбе запах рыбы.
Когда на поверхность поднимают какую-нибудь живность, рыбный запах стоит на весь причал.
Значит ли это, что ныряльщикам на большие глубины надо глотать рыбий жир из аптеки?
Не спят и не едят месяцами: 10 интересных фактов из жизни китов.
Киты – удивительные создания. Их предки появились на Земле 55 миллионов лет назад — задолго до появления первого человека.
Несмотря на то, что добыча китов запрещена законами многих стран, их уничтожение не прекращается. Для России эта проблема является особенно актуальной — в морях нашей страны обитают десятки видов китов, дельфинов, тюленей, многие из которых находятся под угрозой исчезновения.
Самые любопытные факты из жизни китов:
Киты — самые крупные животные в мире
В среднем длина кита составляет от 22 до 27 метров, причём самки крупнее самцов. Самый большой кит был пойман в 1926 году: его длина составляла 33 метра, а весило животное не менее 150 тонн. Есть мнение, что синие киты несколько измельчали в результате хищнического промысла, но в прошлом, когда голубые киты были многочисленнее, среди них попадались особи до 37 метров в длину.
Известно, что среднестатистический кит весит как 2700 человек. Сердце животного размером с автомобиль и весит 600-700 к, а по сосудам кита диаметром с ведро для воды перекачивается 8 тысяч литров крови. Кроме этого, голубой кит способен издать самый громкий звук из всех живых существ — другие киты способны услышать его низкие частоты на расстоянии больше 16000 км.
Киты «слышат» горлом
У китов нет традиционных для животных органов слуха — внешних ушей. Они слышат нижней челюстью, от которой звук проникает к среднему и внутреннему уху.
Так как у китов слабое зрение и нет обоняния, слух для них — главное чувство, которое помогает ориентироваться под водой, общаться и добывать пищу. Поэтому китам доставляет много неудобств корабли и другой шум, производимый людьми в мировом океане.
Кит съедает миллион калорий в день
8 месяцев в году киты почти ничего не едят и выживают за счёт накопленного жира. Однако всё лето они питаются практически без остановки, поглощая до трёх тонн пищи в день. Рацион кита в основном состоит из водорослей и мелких ракообразных. Порой киты закусывают небольшой рыбой.
Хвосты китов уникальны
Хвост китов можно сравнить с отпечатками пальцев человека. Разрезы борозды вместе со шрамами и пятнами бурых водорослей создают на хвостах китов неповторимые рисунки.
У китов и бегемотов были общие предки
Далёкие предки китов были сухопутными животными, ходившими на четырёх ногах. Потом они ушли в океан в поисках более доступной и обильной пищи. Сначала предки китов — пакицеты — охотились на рыбу на мелководье, а для отдыха возвращались на берег. Но конкуренция вынуждала животных уплывать всё дальше — вглубь древнего океана, и возможность вернуться на сушу исчезла.
Молекулярно-генетические данные свидетельствуют о том, что китообразные — близкие родственники парнокопытных, в частности, гиппопотамов.
Киты могут утонуть во время сна
Киты при необходимости могут не спать три месяца.
А если засыпают, то только на малой глубине у самой поверхности воды. Их вес за счёт высокого содержания в теле лёгкой жировой ткани незначительно превосходит удельный вес воды. Поэтому спящий кит очень медленно опускается вниз. Время от времени животное во сне ударяет хвостом и поднимается на поверхность. Потом, вдохнув воздух, медленно и пассивно погружается до следующего удара хвостом.
Киты дышат кислородом
Синий кит вдыхает и выдыхает 1—4 раза в минуту в спокойном состоянии, но может обойтись без кислорода в течение двух часов. Молодые киты дышат намного чаще взрослых.
Вдох и выдох киты осуществляют очень быстро — практически одновременно — из-за особого строения дыхательных путей. За 1 секунду синий кит вдыхает примерно 2 тысячи литров воздуха, всего же в лёгких этого гиганта способно вместиться до 14 кубометров воздуха. Во время пребывания под водой дыхало плотно закрыто клапаном.
Молоко китов по консистенции похоже на зубную пасту
Детёныш кита может достигать 9 метров в длину при рождении. Материнское молоко содержит до 50% жирности, при этом оно богато белком. Жир и белок составляет половину от веса молока, поэтому оно очень густое. В течение суток детёныш получает до 90 литров молока. К полутора годам он вырастает до 20 м в длину и 45—50 тонн веса.
Люди верили, что в желудке кита можно жить
В старину существовало много легенд о том, как потерпевшие кораблекрушения люди были проглочены китами, и многие месяцы путешествовали в желудке у этих животных.
На самом деле им не удалось бы даже пройти через горловое отверстие. Дело в том, что глотка голубого кита по своему диаметру не превышает его пупок (то есть размером с блюдце) или чуть меньше его барабанной перепонки (примерно с мелкую тарелку).
Единственный вид кита, в горло которого может пролезть человек – это кашалот. Однако в его желудке настолько высокая кислотность, что выжить в китовом чреве попросту невозможно.
Киты, долго живущие в неволе, могут имитировать человеческую речь. Долгое время это считалось мифом, но потом ученые поставили эксперимент над белугой. Животное натренировали «говорить» по команде, надели на него сбрую из датчиков и выяснили, что человеческую «речь» кит имитирует, резко повышая давление в своих носовых полостях и заставляя вибрировать звуковые губы — специальные образования в носоглотке, с помощью которых многие китообразные издают звуки.
Единственное бессмертное существо на Земле
Си́ний кит (также голубóй кит, или си́ний полосáтик, или голубóй полосáтик, у китобоев — искажённое английское блюва́л; лат. Balaenóptera músculus) — морское млекопитающее из инфраотряда китообразных, относящееся к усатым китам (род полосатиков). Самый большой кит, самое большое современное животное, а также, вероятно, крупнейшее из всех животных, когда-либо существовавших на Земле. Его длина достигает 33 метров, а масса может значительно превышать 150 тонн.
Синий кит является типичным представителем усатых китов, питающихся планктоном. Он обладает хорошо развитым цедильным аппаратом, образованным пластинами китового уса. Синий кит питается в основном крилем, реже более крупными рачками, мелкой рыбой и головоногими.
Выделяют три подвида синего кита — северный, южный и карликовый, незначительно отличающиеся размером и телосложением. Иногда выделяется четвёртый подвид — индийский синий кит. Первые два подвида тяготеют к холодным кругополярным водам, а третий встречается в основном в тропических морях. Образ жизни всех подвидов практически одинаков. Киты держатся преимущественно в одиночку, реже небольшими группами, причём даже в группах они плавают разрозненно. Исторический ареал синего кита занимал весь мировой океан, однако в настоящее время сильно разорван. По сравнению с образом жизни многих других китообразных образ жизни синего кита изучен недостаточно.
Относительно продолжительности жизни синего кита существуют разные оценки, этот вопрос до конца не выяснен, но в любом случае, она велика — по данным различных источников, 80 или 80—90 лет, при этом самый старый из известных экземпляров имел возраст в 110 лет. По мнению некоторых учёных, указанные цифры нуждаются в проверке, но в любом случае, в хорошо изученных стадах синего кита (в заливе Святого Лаврентия) срок жизни китов составляет не менее 40 лет. Долгожительство синих китов подчёркивается, например, тем, что при расчётах динамики численности блювалов срок одного поколения принимается за 31 год.
С начала XX века численность синего кита стала быстро снижаться в связи с бесконтрольным промыслом. Китобоев привлекал огромный размер туши этого животного — от одного кита можно было получить намного больше жира и мяса, чем от любого другого китообразного. К 1960-м годам синий кит был практически истреблён и оказался на грани полного исчезновения — в 1963 году оставалось не более 5000 особей. В настоящее время, несмотря на принятые меры охраны, синий кит по-прежнему очень редок — общая численность не превышает 10 000 особей, и для поддержания его стабильного поголовья требуются новые охранные мероприятия. Основную угрозу для китов представляет антропогенный фактор, выражающийся в нарушении их привычного образа жизни и загрязнении морей. Медленное естественное воспроизводство синих китов также значительно препятствует росту их популяции.