Кит

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