Туристский форум Карелия-2010 Туристический портал



Подводный мир

Под водой – биологи

Снова в воду



ГлавнаяСнова в воду ⇒ Постоянная опасность или комфорт?


Постоянная опасность или комфорт?

Прекращение доступа воздуха для млекопитающего равнозначно смерти. Если вода проникнет в легкие и зальет альвеолы, она погубит обитателя гидросферы. Но неужели природа поместила китообразных в условия смертельной опасности и не вооружила их никакими средствами защиты? "Ну и жизнь у переселенцев – того смотри задохнешься!" – подумает иной читатель, не посвященный в секреты этих гидробионтов. Но... не спешите с заключением: вы увидите, что для китообразных нет ничего лучше водной среды.

Чтобы жить в воде и дышать воздухом, понадобилось коренное переустройство всей дыхательной системы китообразных. Разного рода адаптации надежно изолируют их воздухоносные пути и исключают возможность заливания легких жидкостью, обеспечивают нормальное внешнее дыхание, сон и отдых в опасной среде, позволяют создавать кислородные запасы для пребывания под водой.

Познакомимся с приспособлениями в органах дыхания китообразных. Ноздри располагаются над черепом и открываются на макушке головы одним отверстием (у зубатых китов) либо двумя (у усатых китов). Это отверстие называют дыхалом. Дыхало открывается мышцами лишь на момент короткого дыхательного акта – слитного выдоха-вдоха, а все остальное время, называемое дыхательной паузой, плотно закрыто. Поэтому вода, если только животное не всасывает ее по своему желанию, не попадает в дыхательные пути ни через дыхало, ни со стороны рта вследствие особого их устройства.

У зубатых китов гортань в виде хрящевой трубки, образованной надгортанником и черпаловидным хрящом, глубоко входит в хоаны (внутренние ноздри) и здесь дополнительно охватывается кольцевым мускулом – гортаннонглоточным. Так устанавливается цельность воздухоносного пути от дыхала до легких. У усатых китов гортань не образует трубки; при глотании конусовидный надгортанник надвигается на широко расставленные черпаловидные хрящи и плотно закрывает вход в трахею; в момент же дыхательного акта надгортанник, поднимаясь вверх, прижимается к хоанам и широко открывает воздухоносный путь, а путь воде преграждает переднеглоточный сфинктер, разобщающий носоглотку и ротовую полость.

Грудная клетка подвижна, способна сжиматься под давлением воды. Благодаря этому воздух выжимается из альвеол в дыхательные пути, и азот попадает в кровь в ничтожном, вполне безопасном количестве.

Легкие весьма упруги. Их ткань приспособлена к быстрому сжатию и расширению. Дыхательный акт очень короткий и позволяет обновлять воздух за одно дыхание на 80-90% (у человека лишь на 15%). В легких сильно развиты хрящевые кольца даже в мелких бронхах, а у дельфинов и в бронхиолах, запирающихся кольцевыми мышцами-сфинктерами.

Хрящевую арматуру и миоэластические сфинктеры-клапаны в бронхиолах дельфинов изучил морфолог Георг Вислоцкий еще в 1929 г. У афалины в бронхиолах диаметром 0,5 мм и длиной 15 мм располагается по 6-18 кольцевых мышц-клапанов, отделенных друг от друга короткими промежутками, поэтому внутри мельчайшего воздухоносного хода образуется серия миниатюрных камер. Клапаны открываются лишь на момент короткого выдоха-вдоха и не пропускают жидкость в альвеолы, если даже она проникает в трахею и бронхи. В этом мы убедились, экспериментируя на дельфинах-белобочках: в их гортанную щель через дыхало вставляли эластичную трубку, соединенную с резиновой прущей, и во время дыхательной паузы в трахею вливали 20-80 см3 воды.

Дельфины вели себя совершенно спокойно, у них не появлялось признаков кашля, а их дыхательные паузы оставались теми же, что и до опыта. Однако при первых же 2- 4 очередных дыхательных актах (выдохах-вдохах) животные выбрасывали всю введенную им воду в виде брызговых ("очистительных") фонтанов. Так было открыто, что у дельфинов исчез свойственный наземным млекопитающим рефлекс кашля, а вода, искусственно вводимая в трахею, не причиняет им заметного ущерба, так как альвеолы надежно защищены мускульными сфинктерами; жидкость же из дыхательных путей неизбежно выбрасывается наружу, поскольку дыхательный акт китообразных начинается с выдоха. Если воду вводили в трахею не во время дыхательной паузы, а в момент короткого вдоха, то дельфин освобождался от жидкости труднее – с помощью большего количества очистительных фонтанов (до 10 штук вместо 2-4).





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