Тише – дельфины!

Не имея возможности касаться подробно всего механизма, укажу лишь, что при плавании хвостовой плавник вместе с обтекаемым телом образуют единый двигательно-движительный комплекс. При этом хвостовые лопасти, как главный движитель, приводятся в вертикальные колебания через подвижный хвостовой стебель мощными мышцами туловища. Насколько эффективен двигательно-движительный комплекс дельфинов, говорит тот факт, что животные могут достигать скорости порядка 50 километров в час. Для сравнения укажем, что другие не менее известные морские млекопитающие - ластоногие (тюлени, морские котики и др.), плавающие с помощью ластов, развивают максимальную скорость почти в два раза меньшую, чем дельфины.

Дельфин обладает также завидной способностью быстро набирать скорость и, пожалуй, еще быстрее останавливаться. Так, достаточно бывает только одного энергичного взмаха хвоста, чтобы дельфин продвинулся вперед на расстояние, равное двум-трем длинам его тела. Дельфин, плывущий со средней скоростью, с помощью опять-таки хвоста, но, уже используя его как тормоз, прекращает движение на расстоянии, равном всего лишь половине длины тела. В этом случае, как рассчитали ученые, торможение оказывается столь резким (в воде оно граничит с ударом), что его смогли бы выдержать далеко не все технические транспортные средства, созданные человеком.

В плавании дельфина принимает участие не только хвостовой плавник, выполняющий еще и роль рулей поворота, но и спинной однолопастный плавник, служащий пассивным стабилизатором, и парные грудные плавники, действующие в основном как рули глубины. Таким образом, плавники дельфина выполняют разную деятельность, но все они имеют сходство во внешнем строении, представляя собой идеально выполненные гидродинамические крылья. Любопытно, что все они в своем сечении представляют классический профиль крыла, который построил Н. Е. Жуковский, «отец русской авиации». Следовательно, природа миллионы лет тому назад отработала такие аэрогидродинамические формы, аналоги которым человек нашел только сегодня. Но он пришел к этому путем долгих исканий, экспериментов, проб и ошибок, подчас даже не подозревая, что подобные конструкции уже существуют в природе в готовом виде.

В настоящее время изучением «патентов» природы для использования их на службе человеку и занимается бионика. Сейчас, например, ученые заняты разгадкой экономичности движения дельфинов - способности плавать быстро с малой затратой энергии. Развивая высокие скорости, они расходуют значительно меньше энергии, чем ее приходится затрачивать, буксируя с такой же скоростью жесткую модель дельфина, изготовленную человеком. В этой области достигнуты некоторые успехи, и я коснусь их попутно несколько ниже.

У предков дельфинов изменились не только формы тела. Для того чтобы они чувствовали себя в море как дома, у них должно было появиться еще несколько важных приспособлений, позволяющих им длительное время пребывать под водой и надежно ориентироваться в морских глубинах.

Известно, что ни одно из наземных млекопитающих не в состоянии надолго приостановить дыхание. Человек, например, может сделать паузу между вдохами не более чем на 1-1,5 минуты (профессионалы-ныряльщики способны задерживать дыхание и до 2-3 минут). А один из представителей китообразных - гигантский кашалот, как известно, спокойно проводит под водой до полутора часов. Есть чему удивляться!

Как оказалось, в легких и органах кровообращения китообразных имеется множество приспособлений, о которых я упомяну только в самом общем виде. Во-первых, у китообразных большая кислородная емкость крови. Это значит, что гемоглобин крови морских млекопитающих по сравнению с наземными обладает большей способностью связывать кислород. Главное же отличие водных млекопитающих от наземных заключается в том, что в их мышечной ткани содержится во много раз больше так называемого миоглобина, который аккумулирует кислород примерно так же, как и гемоглобин крови.

Перед тем как погрузиться под воду, глубоководные ныряльщики, например кашалот, на поверхности производят целый ряд вдохов - выдохов. После такой процедуры запасы кислорода в организме млекопитающих сильно возрастают, что и позволяет им длительное время пребывать под водой. (Точно так же поступают и наши профессионалы-ныряльщики: перед нырянием они усиленно вентилируют легкие.) Обитающим в поверхностных слоях воды дельфинам обычно нет надобности задерживать дыхание на длительный срок: они погружаются под воду на 7-15 минут. Для смены воздуха в легких, они, как правило, не замедляя скорости плавания, поднимаются к поверхности и, высунувшись из воды, менее чем за секунду совершают дыхательный акт. При этом иногда животные вылетают даже из воды целиком, совершая грациозные прыжки.