Морские львы и котики
Шрифт:
В воде ушастые тюлени достигают скоростей до 25 км в час, что сравнимо со скоростями китообразных и превосходит возможности не только моржей, но и настоящих тюленей. При этом способ плавания ушастых и настоящих тюленей оказывается диаметрально противоположным. У одних — совокупная работа гибкого позвоночного столба (длинная шея вытянута вперед) с выведенными максимально назад задними ластами и больших гребущих передних ластов. При этом длинный и гибкий хребет дает добавочный импульс на работающую как аналог хвостового плавника пару задних ластов, а передние ласты дают добавочный гребок и компенсируют вихляния из стороны в сторону. У других — такой же аналог хвостового плавника (вынесенные назад и увеличенные ступни) работает при уменьшении подвижности хребта, втянутой в плечи шее и прижатых к бокам передних ластах. Получается монолитная торпеда с единственным движителем сзади. Первые (ушастые тюлени) выигрывают в скорости и маневренности, вторые (настоящие тюлени), вероятно, в экономичности, позволяющей нырять глубоко и надолго. Во всяком случае, их рекорд — нырок тюленя Уэдделла на шестисотметровую глубину и сорокатрехминутное пребывание под водой — не идет в сравнение с возможностями отариидного рекордсмена — сивуча, достигшего двухсотметровой глубины.
Для отариид остается поверхностный слой океана и возможность частых погружений на глубины в несколько десятков метров на несколько минут, не намного превышающих и по длительности, и по глубине возможности тренированных людей — ныряльщиков (сегодняшний человеческий рекорд — глубина сто метров и пять минут под водой на одном дыхании). Высокое содержание мышечного гемоглобина, окрашивающего мясо китов и тюленей в характерный темный цвет, и особенности крови, вероятно, обеспечивают морским львам и котам большую работоспособность мускулатуры при погружении и более быстрое восстановление запасов кислорода после выныривания, чем у рекордсмена Жака Майоля, у которого активная работа мышц сокращает время задержки дыхания наполовину (с почти 5 до 2 минут) и соответственно ограничивает глубину погружения по сравнению с экономным погружением за счет 5–6 кг груза. Но доступные глубины для специализированного ластоногого и обобщенного наземного млекопитающих (если говорить только об отариидном варианте) оказываются теми же. А раз так, то в наших попытках освоить и обжить океан нам полезнее знать о достижениях мало перестроенного наземного зверя — морского льва, чем о столь непохожем на нас кашалоте (хотя и знания о ныряющем на километровую глубину кашалоте явно не помешают).
Человеку под силу нырнуть почти как морской кот, но никакому рекордсмену не просидеть в воде, не вылезая, и нескольких суток (достаточно вспомнить меры против переохлаждения участников марафонских заплывов). Четырехмесячный же командорский котик уходит со своего родного лежбища в открытый океан не меньше чем на год. Переохлаждения в воде успешно избегают и покрытые густым непромокаемым мехом морские коты, и промокающие до кожи редкошерстые морские львы. Слой подкожного сала увеличен и у тех и у других. Уже тридцатикилограммовый зверь имеет 5 кг сала, но до нерпы и морского слона отариидам далеко, а в придачу они должны избавляться от потерь тепла в воде с увеличенных голых и без подкожного сала ластов, что не осложняет жизнь настоящих тюленей.
Проблема с ластами отчасти снимается простым усовершенствованием теплообменника: венозные сосуды, несущие кровь из конечностей, плотно охватывают артериальные стволы, подающие кровь в конечности. В результате охлажденная в ластах кровь по пути в глубь тела остужает подаваемую на ее место и нагревается сама, тепло, уже, было, вынесенное наружу, возвращается внутрь. Ласты переохлаждаются, но остальное тело избегает переохлаждения. Этот простой теплообменник на противотоках, описанный четверть века назад П. Шоландером, широко распространен у птиц (голая лапа гуся на снегу) и зверей (голый хвост бобра), показывая еще один способ расчленения единой конструкции на отчасти независимые куски (один переохлажден, а соседний с ним — нет).
Но кроме ситуации с ластами, хорошо бы понять, как морским львам удается сидеть между двумя стульями: утратив мех-теплоизолятор и не получив нерпичьего панциря из сала. Каким образом оказываются одинаково уверенными в холодной воде Берингова моря сходные по размерам морской кот-секач и самка сивуча? Сходны они и по количеству сала, но первый носит непромокаемую меховую шубу, а вторая вполне обходится без нее.
Найдя способы не переохлаждаться в теплопроводной и безграничной по теплоемкости воде Мирового океана, оставаясь в ней безвылазно месяцами, подвергаются ли ушастые тюлени опасности перегрева в достаточно прогретых поверхностных слоях тропических областей? Можно представить перегрев тяжело работающего зверя в воде, температура которой близка к таковой тела. Хотя угроза эта проблематична, сбрасывать ее со счета не стоит. Но максимальные океанские температуры в +32° редки и в экваториальной зоне, а чуть меньшие в прогретых летних садках Черноморских биостанций оказались вполне приемлемыми и для северных, и для южных ушастых тюленей.
В воде главное — не растерять необходимое тепло, но на лежбище под воздушным одеялом теплоизолирующие механизмы в организме зверя оборачиваются риском перегрева и теплового шока. Существование этой постоянной угрозы подтверждает легкость, с которой можно довести морского кота до шока, заставив его идти чуть быстрее и чуть дольше, чем он это делает обычно. А секачи всех ушастых тюленей летом неделями сидят на берегу, да и самки со щенками должны подолгу оставаться на летнем переполненном пляже. При необходимости зверь должен быстро сбросить излишки тепла, а для этого, кроме учащения легочной вентиляции, остаются те же оголенные и хорошо снабжаемые кровью участки открытой кожи на увеличенных ластах. Насколько успешно решается эта задача, показывает благополучное пребывание морских львов и котов на берегу Галапагосских островов под экваториальным солнцем. При кажущейся простоте терморегуляционных проблем остается непонятным быстрое разбегание зверей с лежбища не только в жаркий, но и в дождливый день, а также явное избегание ушастыми тюленями льдов, с которыми настоящие тюлени прекрасно освоились. Впрочем также непонятно, есть ли что-нибудь, кроме поведенческих запретов, препятствующее проникновению ушастых тюленей в пресноводные озера, где настоящие тюлени опять же хорошо прижились.
Рассматривая способы передвижения отариид на суше и в воде и способы борьбы с двойной опасностью: перегрев — переохлаждение, быстро находишь их переплетение в единый узел, который решается небольшим преобразованием — увеличением относительной величины ступней и кистей, делающим их одновременно и совершенным движителем и регулируемым в широких пределах теплообменником.
В такой же тесный узел сплетаются добыча пищи, расход воды в организме, обеспечение щенка материнским молоком и та же терморегуляция. Достаточно посмотреть на мелкие с простыми коронками щечные (расположенные кзади от клыков) зубы любого ушастого тюленя, чтобы увидеть, что с такими зубами придется глотать пищу неразжеванной, а стало быть, кусок должен быть соразмерен глотке. Простота зубов ставит ушастых тюленей в один ряд с неполнозубыми и китообразными (зубатыми) и противопоставляет большинству современных и ископаемых групп млекопитающих. Несмотря на трудности с жеванием, набор кормов оказывается очень широк и включает практически любой плавающий и соразмерный глотке объект от криля до мелких пингвинов, но основная добыча — стайные некрупные рыбы и головоногие. Заодно с добычей проглатывается и крупная галька, давая повод к поискам пользы от ее присутствия в желудках зверей. Взрослый морской кот съедает в день 5—10 кг рыбы, при избытке корма может съесть и больше, но ведра хватает секачу и на активную жизнь в океане, и на накопление жировых запасов. У крупных морских львов ежедневный паек, вероятно, удваивается, не превышая тех же 3–5 % веса зверя.
Вопреки ожиданиям оказывается, что вода попадает в кишечник ушастого тюленя в минимальном количестве. Вместо избытка воды получается ее недостаток, и зверь посреди океана оказывается в положении А. Бомбара, пересекшего на спасательной лодке Атлантический океан, довольствуясь водой, содержавшейся в пойманной им рыбе. Рыба и головоногие содержат около 80 % воды, и этого достаточно, чтобы обеспечить домашней кошке (не морской!) сносную жизнь без питья чистой воды. Но выкормить котят такая кошка уже не может. На выработку молока надо тратить добавочную воду. Таким же невосполнимым за счет одной рыбной диеты будет добавочный расход воды при перегреве организма. Следовательно, обычная почка наземного зверя может обеспечить жизнь в океане при достаточном количестве доступного корма и охлаждении тела за счет окружающей воды. Добавочный расход воды на производство молока у кормящих самок сокращается замещением воды жиром, содержание которого в молоке разных видов ушастых тюленей и по сезонам колеблется от 20 до 60 %, т. е. концентрированное молоко обеспечивает экономную трату воды и наоборот. Достаточные жировые запасы могут покрыть и расход воды на повышенное испарение при перегреве на суше. Наиболее активные и упорные секачи северных морских котов проводят на берегу без еды и почти постоянно на грани перегрева больше месяца, теряя за это время больше трети весеннего веса (немного больше центнера из трех с лишним). Так что подкожная клетчатка оказывается не только энергетическим запасником и теплоизолятором, но и необходимым резервуаром связанной воды, расходуемой в критические периоды.
Третий узел связывает события, происходящие в черепной коробке, изменения в органах чувств и подвижность зверя. Мозговая коробка и глазницы любого ушастого тюленя заметно крупнее, чем у медведя такой же величины. Сходные по размерам белый медведь и сивуч будут иметь: первый — полукилограммовый мозг и глазное яблоко поперечником в 4 см, второй — шестисотграммовый мозг и глаз в 6 см. У гораздо меньшего секача северного кота мозг — около 400 г, а поперечник глаза — 5 см. Глаза и мозг настоящего тюленя так же крупны, как у ушастого, а у моржей мозг еще крупнее и достигает по весу нижнего предела нормального человеческого мозга (около килограмма), глаза же меньше (около 4 см диаметром), не крупнее медвежьих. В то время как наземный хищник преследует свою добычу на плоскости, ушастые тюлени должны это делать в трехмерном пространстве, решая задачи, подобные птичьим. Так что увеличенный мозг очень кстати. Все было бы просто, если б не сходные по размерам копытные со столь же крупным мозгом.
С глазами все складно тоже только на первый взгляд. Сочетание круглого хрусталика и компенсирующей кривизны роговицы позволяет видеть и в подводном полумраке (искажения, даваемые роговицей, снимаются водной средой), и на ярко освещенном берегу (искажения, даваемые хрусталиком, компенсируются действием роговицы). Но оказывается, что утрата зрения не исключает возможности успешно охотиться в безбрежном океане, чему доказательства — встречаемые время от времени среди ушастых тюленей упитанные слепцы. Хорошо бы заодно понять, как удается зрячим зверям безошибочно находить дорогу в многомесячных скитаниях по океану без отчетливых ориентиров и под обычно закрытым облаками небом.