На грани возможного: Наука выживания

Еще одно удивительное подводное существо – жемчужный наутилус, родственник древних аммонитов и современных осьминогов с кальмарами. Его называют также «камерным» наутилусом, поскольку его раковина разделена на несколько отсеков-камер. По мере взросления моллюск приращивает к раковине новые камеры – по одной в три-четыре месяца. Каждая камера отделяется от соседней перегородкой под названием «септа». Эти перегородки образуют каркас, укрепляющий раковину и предотвращающий ее сплющивание под давлением воды. Сам моллюск обитает в последней камере, а остальные заполняются газом под атмосферным давлением и обеспечивают плавучесть. Формируясь, камера накачивается соляным раствором, но затем соли постепенно выводятся, в процессе осмоса забирая с собой и воду, а на ее место проникает газ. Поскольку газ этот содержится в твердостенной раковине, наутилус не подвержен влиянию перепадов давления и может свободно плавать на разной глубине, ограниченной лишь давлением, которое может выдержать сама раковина. Днем он отсиживается на глубине около 400 м, а на ночь всплывает на кормежку на мелководье – около 150 м. Наутилусов вылавливали и на 600 м, однако, как показывают эксперименты, на глубине 750 м раковина уже трескается под давлением воды. Эта глубина и является для наутилуса предельной.

В отличие от людей, которые не могут задерживать дыхание надолго, морские млекопитающие, утки и черепахи показывают более впечатляющие результаты. Рекорд – более чем в 20 раз превышающий человеческий, – принадлежит морскому слону, совершившему непрерывный двухчасовой заплыв под водой. Однако большинство погружений длится куда меньше. Невероятная способность морских слонов объясняется вовсе не тем, что его легкие вмещают больше кислорода (как мы уже знаем, слоны, наоборот, выдыхают перед погружением, чтобы избежать кессонной болезни). У китов и тюленей больше относительный объем крови, которая, в свою очередь, обладает более высокой, чем у человека, способностью переносить кислород, поэтому количество кислорода в крови этих морских млекопитающих гораздо выше. Кроме того, кислород запасается в мышцах, связываясь с миоглобином – молекулой белка, сходной по структуре с гемоглобином, пигментом крови, выполняющим функцию переноса кислорода. В мышцах кашалота содержится в десять раз больше миоглобина на килограмм веса, чем у человека (именно миоглобин придает мясу кашалотов насыщенный темно-красный цвет). И наконец, мышцы морских млекопитающих содержат большое количество креатинфосфата, служащего источником энергии (см. гл. 5). Благодаря этим особенностям у тюленей Уэдделла и китов образуется запас кислорода на 20 минут – несколько больше, чем длится обычный их заплыв.

Иногда тюлени Уэдделла могут совершать длительные подводные заплывы, продолжительностью до одного часа. Происходит это за счет того, что, израсходовав весь кислород, накопленный миоглобином, мышца переключается на анаэробный метаболизм, при котором кислород не используется (см. гл. 5). Однако при анаэробном метаболизме образуется молочная кислота, которая должна затем выводиться из тканей в процессе, требующем участия кислорода. Поэтому, чем дольше тюлень остается под водой, тем больше образуется молочной кислоты и тем больше кислорода ему потребуется на поверхности, чтобы от нее избавиться. Вот почему после долгого заплыва тюлень Уэдделла выдерживает на поверхности более длительную, чем обычно, паузу до следующего погружения.