Человек-дельфин

Интересны адаптации и сердечно-сосудистой системы. При погружении под воду отключается кровоснабжение мышц и большей части периферических органов. Они функционируют на собственных запасах кислорода, затем в них развивается и становится преобладающей анаэробная фаза с накоплением молочной кислоты, вынос которой в общее кровяное русло задерживается резким ослаблением или прекращением кровотока, что в свою очередь предотвращает резкий сдвиг рН крови и т. д. Эта схема обмена “аэробный — анаэробный” сохраняется и у человека-ныряльщика, но в гораздо менее специализированном виде.

Экономный расход запасов кислорода (50 — 56%), накопленного в крови морских млекопитающих, осуществляется под водой рядом приспособительных функций. Уменьшается частота сердечных сокращений, появляется брадикардия. Кровоснабжение сохраняется лишь в органах, крайне чувствительных к дефициту кислорода, — центральной нервной системе и в органах чувств. Действуют “чудесные сети” — ветвления артериальных сосудов вплоть до образования мелкососудистых, губкоподобных сплетений. У китообразных их впервые описал Тисон еще в 1680 г. Эти интереснейшие образования известны не только у китообразных. Их назначение — сгладить редкий пульс, стабилизировать кровяное давление и замедлить скорость кровотока, чтобы максимально полно происходил газовый обмен: в ткани поступал кислород, а в кровь переходил углекислый газ. Разумеется, “человеку-дельфину” присоединить к имеющейся брадикардии систему “чудесных сетей” было бы весьма и весьма полезно, но от тренировки она у него не возникнет.

И это еще не все. Имеются специальные венозные расширения, лакуны, где скапливается отработанная венозная кровь, клапаны, сфинктеры на сосудах, бронхах, альвеолах, с помощью которых регулируется кровоток и многое другое, что обеспечивает китообразным нормальные условия для нахождения в апноэ до 90% времени.

Эти особенности китообразных, равно как и ластоногих и сирен, обеспечивают им специфические по ритмике, но нормальные или даже комфортные условия обмена. Кислородная задолженность у них возникает лишь во время больших физических нагрузок — быстрого стремительного плавания или длительного пребывания на глубине, что связано, может быть, либо с поисково-охотничьим, либо оборонительным, а то и с социально-половым поведением. По этому признаку у них нет отличий от наземных существ.

Указанные морфологические и функциональные особенности дыхательной и сердечно-сосудистой системы морских млекопитающих поразительно эффективны. При каждом выдохе-вдохе они обменивают 90% воздуха в легких, а человек — лишь 20 %. Мы все вдыхаем воздух, в котором около 21 % кислорода, но в выдыхаемом воздухе у морских млекопитающих его остается только 2 — 6%, а у человека— 12—17%. В целом дыхание морских млекопитающих в 3 — 5 раз более эффективное, чем у человека. Да, конечно, человеку, мечтающему нырять, как дельфин, надо учиться дышать, но при этом нельзя научиться за один дыхательный цикл сменить 90 % воздуха в легких — мешает хотя бы анатомия.

Гидростатическое давление — враг и помощник ныряльщика. Помощник в одном — наиболее полно использовать запас кислорода. На каждые 10 м погружения давление увеличивается на 1 атм. Поэтому вполне естественна первая реакция непосвященного человека: “Кит не может нырять на глубину двух километров! Это же с ума сойти — двести атмосфер! Его расплющит в лепешку! ” Однако он ныряет и плавает на этой глубине, охотится, обменивается щелчками с сородичами, иногда его удается обмануть, и кашалот начинает “разговаривать” с судовым эхолотом, который тоже щелкает, чтобы измерить глубину океана.

В чем же дело? В несжимаемости жидкости, а как известно, мы состоим в основном из воды. Именно поэтому, воздействуя на покровы, гидростатическое давление передается на все системы и органы, оно всепроникающее, исключая некоторые костные полости. Китообразные и другие животные-ныряльщики обладают способностью автоматически поднимать давление изнутри этих несжимаемых костных образований за счет сосудистых сплетений, абсолютно точно передающих динамику изменения внешнего гидростатического давления на стенки костной полости, как и ткани снаружи. Но бывают и у китов баротравмы, это удалось установить при исследовании большой серии черепов дельфинов, собранных в Британском музее. Для “человека-дельфина” тут особых сложностей не предвидится, по крайней мере до глубины 100 м, —выровнять давление в среднем ухе, лобных и других пазухах черепа можно воздухом из легких. Пока во всех случаях погружений и пребывания человека в барокамерах или реальном океане на глубинах до 600 м давление в полостях компенсировалось газом через кровеносную систему и обычное дыхание. Несжимаемые нейтральные жидкости — пока фантазия. Некий предел глубине погружения человека в апноэ дает малая подвижность ребер его грудной клетки, концы которых у китов, как известно, не прикреплены к грудине, кроме нескольких первых. Однако это может стать критичным лишь для глубин более 150 — 200 м.