Облачно, возможны косатки

Направленный высокочастотный слух стал предпосылкой развития еще одной адаптации, определившей эволюционный успех зубатых китов, – эхолокации. В воде видимость не превышает десятков метров, а чаще и того меньше, и в таких условиях китообразным приходится находить добычу на слух – по звукам, издаваемым косяками рыбы, или ориентируясь на крики пирующих морских птиц. Но зубатые киты научились активно использовать звук для ориентировки и поиска корма – они издают щелчки, которые отражаются от добычи или от дна и эхом возвращаются назад, и по этому эху животное может определить расстояние до объекта, его размер, форму и даже материал, из которого он состоит. Разрешающая способность эхолокации дельфинов просто поразительна – они, можно сказать, видят с помощью звука[24]. На расстоянии сотни метров дельфины способны обнаружить пятисантиметровую металлическую сферу. Плавательный пузырь рыб, наполненный воздухом, отражает звук еще лучше, чем металл, так что шанса спрятаться от голодных дельфинов у них не остается – даже камбалу, закопавшуюся в песок, они легко находят с помощью своего эхолокатора.

Зрение и слух – не единственные проблемы китов и дельфинов, доставшиеся им в наследство от сухопутных предков. Китообразные проводят всю жизнь в воде, будучи при этом млекопитающими со всеми вытекающими последствиями: они теплокровны, дышат воздухом, рождают живых детенышей и выкармливают их молоком. В этом есть свои преимущества и недостатки. Теплокровность и воздушное дыхание позволяют поддерживать более высокий уровень обмена веществ и иметь большой сложный мозг, который не могут себе позволить прочие морские обитатели, – никакая рыба не сравнится с китом по уровню интеллекта. В то же время все эти особенности, появившиеся у сухопутных животных, в воде порождают ряд проблем, которые китообразным приходится так или иначе решать.

Взять хотя бы теплокровность. Все мы знаем, что в воде можно замерзнуть гораздо быстрее, чем на воздухе, даже если ее температура ненамного ниже температуры тела, – это связано с высокой теплопроводностью воды. Китообразные проводят в воде всю жизнь и нередко обитают в холодных, а то и вовсе приполярных водах. Меха у них нет – ведь он греет под водой лишь до тех пор, пока не намокает и сохраняет прослойку воздуха, так что это не лучший вариант для животных, постоянно находящихся в воде. Чтобы не замерзнуть, китообразные «одеты» в прослойку подкожного жира. У тропических дельфинов он совсем тонкий, а у обитателей холодных вод может достигать внушительной толщины – например, до 40 сантиметров у гренландского кита.

Помогают сохранять тепло и крупные размеры – ведь по мере увеличения животного его поверхность растет в квадрате по сравнению с линейными размерами, а объем – в кубе. Поэтому отношение поверхности к объему у крупных животных ниже, чем у точно таких же по форме, но маленьких, соответственно ниже и потери тепла. Китообразные – довольно крупные животные. Самое мелкое из них – дельфин Гектора – лишь немногим уступает в размерах взрослому человеку: его длина составляет 1,2–1,6 метра, а вес – 40–60 килограммов. Самое большое китообразное и вообще самое крупное животное, когда-либо жившее на Земле, – это синий кит, достигающий длины 33 метра и веса более 170 тонн.

Другое приспособление к сохранению тепла – это так называемые комплексные сосуды в плавниках. Слой жира изолирует только тело кита, но не плавники, поэтому теплоотдача через них значительно выше. Чтобы избежать лишних теплопотерь, сосуды у китообразных в плавниках имеют особое строение: центральная артерия окружена сетью вен. Артерия несет теплую кровь из глубины тела, а вены – холодную кровь из конечности; в комплексных сосудах они соприкасаются, и теплая артериальная кровь по ходу сосуда согревает холодную венозную кровь, отдавая ей тепло. В итоге конечность остается холодной, а тепло возвращается обратно в тело животного.

Когда кит движется быстро, у него возникает обратная проблема – как избавиться от лишнего тепла, ведь тело-то изолировано слоем жира. В таких ситуациях усиливается кровоток в плавниках, артерия расширяется, частично пережимая окружающие ее вены, и поток теплой крови устремляется к краям плавников, щедро отдавая тепло во внешнюю среду. Помимо увеличения теплоотдачи, это приводит к повышению жесткости плавников, что тоже важно при быстром передвижении. В результате достигается двойной эффект: когда животное находится в спокойном состоянии и плывет медленно, комплексные сосуды слабо наполнены кровью, теплоотдача низкая и плавники мягкие; при активном плавании комплексные сосуды наполняются кровью, теплоотдача высокая и плавники жесткие.