Беседы о бионике

У человека и кита была общая колыбель — Мировой океан. Дальнейшая судьба их сложилась по-разному. Наши предки покинули "пучины океана", человек навечно стал обитателем суши и очень далеко ушел от своей древней колыбели. Более того, у него даже выработался, так сказать, инстинкт "водобоязни". Кит же на некоторое время сменил "мокрый" образ жизни на "сухой", стал сухопутным животным. Однако на каком-то этапе многовековой эволюции кит вновь, и на сей раз окончательно, возвратился в океан. Но, сменив землю на водную стихию, киты не обрели своей прежней способности дышать водой. Природа не вернула им жабры, а дала взамен новый, более сложный механизм дыхания и сделала китов непревзойденными ныряльщиками. Вероятно, далеко не все знают, что кашалоты, принадлежащие к классу млекопитающих, которые дышат воздухом, способны погружаться в пучины океана на глубину в 1500 — 2000 м, где давление воды составляет 150 — 200 атм. На таких глубинах кашалоты в поисках головоногих моллюсков, донных рыб и другой пищи нередко плавают по 2 часа и даже дольше. Для двухчасового пребывания под водой киту достаточно лишь одного-единственного вдоха, да и то, как говорят, сделанного "не полной грудью".

Как же природа решила проблему глубоководного ныряния у китообразных? Каким образом кашалот, испытывающий давление в 150 — 200 атм — давление, которое не в состоянии выдержать даже стальная обшивка подводных лодок, не превращается в лепешку? Почему кит не подвержен кессонной болезни? Как удается морскому великану так долго находиться на больших глубинах, не возобновляя запасов воздуха в легких? Чтобы ответить на все эти волосы, давайте посмотрим, что происходит с организмом кашалота, когда он погружается в море.

100, 300, 500, 1000, 1500 м... Погружаясь все глубже и глубже в океанские воды, тело кита испытывает все большее и большее гидростатическое давление. Но увеличивающееся в десятки и даже в сотни раз (по сравнению с атмосферным) давление не страшно тканям тела млекопитающего, ибо живая ткань кита (как, впрочем, и человека) на 95% состоит из воды, а вода, как известно, несжимаема. Невредимыми остаются и все внутренние органы кашалота (не расплющивается, например, его грудная полость, хотя легкие и проводящие пути — трахеи, бронхи, альвеолы — наполнены не водой, а воздухом). И вовсе не потому, как еще недавно предполагали ученые, что во время ныряния внутренние органы кита каким-то образом оказываются защищенными от давления окружающей среды. Все дело в том, пишет кандидат биологических наук А. Яблоков, что в полости тела кашалота и во всех его внутренних органах во время ныряния устанавливается давление, равное гидростатическому. Лучшим доказательством этого служит тот факт, что кашалот питается донными рыбами и глубоководными кальмарами. Ведь если кашалот проглотит добычу, тело которой испытывает гидростатическое давление, то и в желудке и в кишечнике кита давление, естественно, должно быть точно таким же. В противном случае пойманные кашалотом рыбы или кальмары разрывались бы у него в пищеводе и желудке подобно пневматическим бомбам. Но этого не происходит, и на большой глубине тело кита остается целым и невредимым.

Огромное давление, которое испытывает тело кита, не мешает нормальному функционированию его внутренних органов. Силой сокращения сердечной мышцы кровь движется по сосудам на любой глубине точно так же, как и на поверхности. Не изменяются и процессы фильтрации мочи в почках, всасывания в кишечнике, газообмена в альвеолах легких и т. д.

В дополнение к сказанному остается еще отметить, что кит не испытывает никаких неудобств и затруднений от сжатой на глубине грудной полости, так как, в отличие от ныряльщика-аквалангиста, он уходит под воду с одной порцией воздуха в легких. На глубине он не дышит, и, следовательно, отпадает необходимость в расширении и сжатии грудной клетки. Кроме того, поскольку запас воздуха не возобновляется, значит, в организме не накапливается коварный азот, закупоривающий при подъеме на поверхность мелкие кровеносные сосуды.