Туристский форум Карелия-2010 Туристический портал



Подводный мир

Под водой – биологи

Снова в воду



ГлавнаяСнова в воду ⇒ Что помогло китообразным стать скороходами морей?


Что помогло китообразным стать скороходами морей?

Конечно, это и обтекаемая форма тела с гладкой поверхностью, и совершенный локомоторный орган – сильный движитель, снабженный мощной мускулатурой с отличной энерговооруженностью и очень гибким хвостовым отделом позвоночника, и особая кожа, способная задерживать возникновение турбулентных пульсаций в пограничном слое воды, и, наконец, регулируемый гидроупругий эффект в плавниках. Познакомимся с этими адаптациями.

Форма тела китообразных торпедообразная, отлично обтекаемая, постепенно увеличивающаяся в толщине от кончика головы к грудному отделу и суживающаяся к хвосту. Тело заканчивается горизонтально расположенным хвостовым плавником в виде широкого равнобедренного треугольника, разделенного на заднем крае выемкой на две лопасти. Задние конечности исчезли, а передние превратились в жесткие весловидные грудные плавники, которые направляют животное вверх или вниз, а также помогают при поворотах и торможении. Имеющийся у многих видов спинной плавник, как стабилизатор, придает большую устойчивость телу в воде. Все плавники хорошо обтекаемы и в поперечном сечении имеют форму вытянутой падающей капли. Снаружи исчезло все, что мешает быстрому плаванию, в том числе волосяной покров (за исключением одиночных чувствующих волосков на голове), ушные раковины и мошонка. Под кожей образовался мощный теплозащитный слой жира. Исчезли сальные и потовые железы, а внешне незаметная пара млечных желез разместилась под кожей почти в задней трети тела, по бокам (мочеполового отверстия. Сосок (у самцов отсутствует) скрыт в кожном кармане, откуда выступает лишь в лактационный период.

Голова, сидящая на короткой и жесткой шее, может наклоняться по отношению к туловищу до 45°, например у речных дельфинов, у которых все семь шейных позвонков свободные. У некоторых китообразных эти позвонки сливаются в единый шейный блок, и тогда голова становится неподвижной, как у гренландских китов. Тело всех представителей отряда исключительно гибкое в хвостовой части, где число позвонков увеличивается. Удлиненный хвостовой отдел позвоночника, в связи с редукцией крестцового отдела и таза, нечетко отграничен от поясничного отдела, и границы его на скелете могут быть установлены по углевидным (шевронным) косточкам, причленяющимся к хвостовым позвонкам снизу. Китообразные превосходно управляют своим главным локомоторным органом – хвостом. Хвостовой стебель совершает удары вверх-вниз, а лопасти работающего хвоста принимают разные углы наклона к продольной оси стебля: когда стебель идет вниз, лопасти поворачиваются вверх и наоборот.

Поэтому хвостовой стебель сжат с боков. Вращательных движений при плавании хвост не производит. Частота и размах ударов хвоста и степень наклона лопастей влияют на скорость плавания. Во время плавания лопасти обычно не показываются, но их можно [видеть, когда животные целиком выпрыгивают из воды (все дельфины, полосатики). Некоторые же киты (гладкие, серые, кашалоты) специально выставляют из воды хвост, а гренландские им даже помахивают в воздухе. Горбачи во время акробатических, иногда 2-, 6-кратных прыжков размахивают своими очень длинными (до трети длины тела) грудными плавниками, а в воде способны сгибать конечность. В экспедиции Жака Кусто на судне "Калипсо" его сын Филипп снимал китов под водой и однажды проплыл с фотокамерой очень близко между самкой горбача и ее детенышем: тогда самка, чтобы не задеть аквалангиста, оттянула конец своего плавника.

Главный движитель китообразных – могучий хвост – приобрел необычайную силу в связи с коренным преобразованием их мускулатуры. Эти изменения подробно изучил В. А. Родионов. Он заметил отчетливое упрощение мышечной системы китообразных, насчитав у дельфинов лишь 112 мышц вместо 170 у наземных млекопитающих. Причины этого заключаются в глубоком адаптивном переустройстве отряда: в перемещении локомоторной функции на хвостовую часть тела, в редукции задних конечностей и в специализации передних (грудных) плавников, в слиянии одних мышц и исчезновении других, в изменении функций комплексов мышц соответственно требованиям водной среды.

В мышечной системе позвоночника особенно выделяется роль мощной двигательной мускулатуры, направленной на обеспечение быстрого передвижения китообразных в воде и достижение высокой маневренности. Упрощение мускулатуры позвоночника сопровождается гипертрофическим развитием двух пар мускульных комплексов (длиннейшей и гипаксимальной мышц), лежащих над и под позвоночным столбом и выполняющих основную нагрузку при работе хвостового движителя. Обе мышцы составляют почти 1/6 часть веса всех мышц тела. При этих условиях огромная масса мускулатуры позвоночного столба концентрирует свои усилия лишь на работе хвоста, на его ударах вверх-вниз (поэтому вес мышц, осуществляющих боковые изгибы хвоста, в 15 раз меньше веса мышц, двигающих хвостом в вертикальной плоскости). Эффективность работы мышц возрастает за счет очень высоких остистых отростков позвонков, к которым прикладывается усилие мышц при увеличенном плече рычага. Наконец, очень важно и то обстоятельство, что китообразные в воде находятся в состоянии, близком к невесомости; поэтому в отличие от наземных обитателей им не приходится тратить мускульную силу на преодоление собственного веса, и они расходуют ее целиком на движение как дополнительный источник энергии.





karelia2010@list.ru
© 2010-2011 Все права защищены.
В случае перепечатки материалов ссылка на
www.karelia2010.ru обязательна!