Этот обыкновенный загадочный дельфин
Шрифт:
Оказывается, можно жить в воде, дышать воздухом, но при этом прекрасно обходиться без таких сложностей, как попеременный сон в двух половинах мозга. Но что же тогда получается: не перемудрила ли природа, создавая дельфина и изобретя для него такой необычный сон? Ведь чего, казалось бы, проще: обеспечить телу такую плавучесть, чтобы дыхательное отверстие всегда, даже при полной неподвижности, находилось над поверхностью воды. И тогда не страшна неподвижность, не нужны никакие ухищрения, не нужно все время двигаться, а стало быть, нет нужды одной из половин мозга всегда сохранять бодрствование, так сказать, стоять на вахте (бдить, как и наказывал Козьма Прутков) — спи, сколько душе угодно! Вместо такого простого решения проблемы — какие-то невероятные сложности, совершенно необычный характер сна у дельфина. А ведь считается, что в процессе эволюции живых существ вырабатываются наиболее рациональные и эффективные способы приспособления к условиям обитания.
Но,
В самом деле, попробуем посмотреть на ситуацию, встав на дельфинью точку зрения, и многое может предстать в совершенно ином свете. Ну зачем погружать в сон весь мозг целиком, когда это совсем не безопасно? Зачем становиться на долгое время совершенно беспомощным и беззащитным? Ведь можно прекрасно выспаться сначала одной половиной мозга, а потом другой. Активная, сторожевая половина мозга не только не даст захлебнуться в воде, но и о многих других опасностях, если они возникнут, вовремя предупредит и от них защитит. А эти чудаки — наземные звери, да и люди вслед за ними — имеют привычку засыпать всем мозгом, а ведь в это время они становятся совершенно беспомощными, бери их голыми лапами. Ну не глупо ли? Куда как осмотрительнее и безопаснее не «выключаться» на время сна совсем, а спать вполглаза. Точнее, вполголовы.
Уж не знаю, так ли на самом деле рассуждают дельфины или нет (скорее всего, конечно, нет), но если бы это было так — согласитесь, свой резон в таких рассуждениях есть. Выходит, что, помимо всего прочего, дельфины еще невольно преподносят нам урок непредвзятого отношения к серьезным научным проблемам, и прежде всего к проблеме эволюции животного мира и нашего, людей, места в этом мире. Те принципы, по которым построен организм человека, кажутся нам венцом творения природы, а на деле оказывается, что это лишь один из множества разнообразных путей, по которым может идти совершенствование живых существ. Конечно, серьезными учеными давно уже легализована точка зрения, что человек является центром Вселенной (такой взгляд на вещи называют антропоцентризмом), но все-таки подспудный червячок превосходства над остальным миром нередко шевелится где-то в глубине нашей души. А дельфины еще раз напоминают нам, насколько многообразна природа и как широки ее возможности.
Глава семнадцатая
Дышите глубже!
В спертом воздухе при всем старании не отдышишься.
Сколько времени может человек обходиться без воздуха? Совсем немного. Достаточно задержать дыхание на несколько десятков секунд, и мы уже чувствуем крайне неприятные признаки надвигающегося удушья, грудная клетка как будто разрывается от непреодолимого желания сделать вдох. Правда, опытные пловцы-ныряльщики могут нырнуть, задержав дыхание на несколько минут. Но это может сделать только хорошо тренированный человек, и после того, как он вынырнет, ему потребуется немалое время, чтобы отдышаться, восполнить возникший в организме недостаток кислорода. Да и для здоровья человека такие упражнения далеко не безвредны. В обычных же условиях мы дышим непрерывно: вдох — выдох, один за другим каждые несколько секунд.
Но дельфину такой способ дыхания не подходит. Если бы он тоже должен был дышать непрерывно, то оказался бы привязанным к поверхности воды, а в глубину мог бы нырнуть лишь совсем ненадолго. Но, ныряя лишь на короткое время, не мог бы дельфин ни пищей себя как следует обеспечить, ни от опасности укрыться — и то и другое требует немалых сил и времени, требует, чтобы под водой он передвигался совершенно спокойно в любом направлении. И в самом деле, эти животные могут нырять под воду на весьма значительное время. Сделав вдох, дельфин уходит под воду, по крайней мере, на несколько минут, и все это время он может активно двигаться, охотиться, то есть тратить немало энергии, а для получения энергии нужно расходовать кислород, который он может добыть только из воздуха. Потом, лишь на мгновение поднявшись к поверхности воды, дельфин
Понятно, что животному, живущему в воде, полезно уметь нырять глубоко и надолго; это ему просто необходимо, иначе не выжить. Но не совсем понятно, как это удается дельфину. Ведь законы природы неумолимы: кислород нужен любому, а такому большому и подвижному животному, как дельфин или кит, его требуется немало. Получать же кислород из воды дельфин не может. Откуда же они берут необходимое количество кислорода для своих длительных подводных прогулок? В чем главный секрет дельфиньего дыхания?
По-моему, самым интересным во всем этом деле оказалось, что никакого особого, главного секрета в дельфиньем дыхании нет. Задача обеспечения кислородом на время долгого ныряния и активного подводного плавания настолько сложна, что решить ее каким-то одним хитрым способом оказалось, видимо, невозможно. Дельфину приходится пользоваться целым рядом ухищрений, собирая и экономя каждый глоток драгоценного кислорода на каждом этапе его потребления; но в сумме результат получается замечательный. Однако разберемся во всем по порядку.
Во-первых, дельфин может извлекать из воздуха значительно больше кислорода, чем наземные животные. В нормальном атмосферном воздухе, которым мы дышим, содержится около 21 % кислорода, а в воздухе, выдыхаемом из наших легких, — еще целых 16 %. Это даже побольше, чем в душной комнате. Такой воздух вполне еще можно повторно использовать для дыхания, чем, кстати, и пользуются врачи и спасатели, когда делают искусственное дыхание способом «рот в рот». Выходит, что при дыхании мы используем не больше четверти кислорода, содержащегося в воздухе. К этому надо добавить, что и объем своих легких мы используем, как правило, далеко не полностью: хотя этот объем составляет несколько литров, но при спокойном дыхании в легких обменивается при каждом вдохе лишь около половины литра воздуха.
Для наземных животных и человека нет большой беды в столь неполном использовании своих дыхательных ресурсов. Но для дельфина такая роскошь совершенно недопустима. Поэтому, во-первых, вентиляция легких (смена воздуха в них) у него очень глубокая: резкий, энергичный выдох и вслед за этим такой же энергичный вдох обменивают почти 90 % содержащегося в легких воздуха.
Следующий этап дельфиньей «дыхательной программы» — максимальное извлечение кислорода из того воздуха, который оказался в легких. И тут на помощь животному приходит сама ситуация ныряния. Когда дельфин уходит на глубину, давление находящейся над ним воды сжимает его тело: на глубине 10 метров под водой давление вдвое превышает атмосферное давление на поверхности, на глубине 20 метров — втрое, на глубине 30 метров — вчетверо… В некоторых экспериментах дельфины-афалины регулярно ныряли на глубину 300 метров, а более крупные дельфины — гринды — на все 500. Там давление соответственно почти в 30 или 50 раз выше того, в котором мы существуем на суше. Наружное давление стискивает грудную клетку дельфина, сжимает находящийся в его легких воздух, и давление воздуха в них возрастает во много раз — до той же величины, что и наружное давление. Кстати, это обстоятельство потребовало особого устройства грудной клетки дельфина. Ведь если грудную клетку, например, человека, сжать так, чтобы ее внутренний объем уменьшился в десятки (!) раз, то все ребра будут переломаны, легочная ткань и окружающие ткани порваны, и гибель неизбежна. А для дельфина это совершенно нормально, когда под действием внешнего давления объем заполненных воздухом легких сжимается до размеров небольшого мячика, заполненного сильно сжатым воздухом. А когда газ сжат, находится под значительным давлением, то сильно увеличивается его растворимость в жидкости, в том числе в крови: чем больше давление, тем выше растворимость газов. Это касается, естественно, и кислорода воздуха. Кислород буквально выжимается из легких в кровь — сначала в ее жидкую основу, в плазму, а там он уже захватывается красными кровяными клетками — эритроцитами — и разносится по всему организму. И выжимание кислорода из легких в кровь продолжается не секунду, не две, а все то время, пока дельфин плавает под водой. Все это время кислород постепенно поступает в кровь; таково устройство легких дельфина. Результат работы этого природного пресса для выжимания кислорода таков, что из воздуха, попавшего в легкие, дельфин извлекает кислород почти полностью, по крайней мере процентов на 80. Уже одно это дает животному громадное преимущество перед человеком-ныряльщиком. А в некоторых экспериментах получался результат и совсем поразительный: после того как дельфин активно поплавал и поработал, выполняя задания, в выдыхаемом воздухе обнаружили лишь 2 % от обычного содержания кислорода. То есть практически весь кислород был полностью высосан из воздуха, находившегося в легких.