Record pentru scufundări în adâncurile mării. Mamifere marine Un mamifer marin care se poate scufunda

Oceanele lumii sunt pline de creaturi uimitoare, fiecare dintre ele caracteristici unice. Unii locuitori subacvatici sunt adevărați deținători de recorduri și despre ei vom vorbi astăzi.

Cel mai tare

Cel mai adesea considerat cel mai tare animal marin este balena albastră, care produce sunete de joasă frecvență cu un volum de până la 188 dB, care este cu 48 dB mai mult decât volumul. motor turboreactorși 68 dB peste pragul la care sunetul devine dureros pentru urechea umană. De obicei, balenele albastre produc sunete care durează de la 10 la 30 de secunde și, conform oamenilor de știință, așa încearcă să atragă un partener pentru împerechere.

Puțini oameni știu că racii clic fac un zgomot și mai puternic. Când gândacul de clic simte că hrana se apropie, își închide gheara atât de repede încât creează o bulă de cavitație, producând un zgomot de 218 dB. Coloniile acestor animale pot crea un astfel de zgomot încât să perturbe sistemele sonar, deoarece sunetul lor se deplasează până la 800 km. Din fericire, spre deosebire de balena albastră, care poate „cânta” până la 2 minute o dată, efectele de zgomot ale racilor de clic durează doar o milisecundă.

Cel mai adanc

Balena cu cioc a lui Kuverov a doborât recordul cașalotului pentru adâncimea scufundărilor. Această specie de balenă ajunge la aproape 3.000 de metri sub apă datorită coastelor sale flexibile care permit plămânilor să se contracte. Balenele cu cioc și cașalot pot regla, de asemenea, fluxul de sânge oxigenat către creier și alte organe vitale.

Un pește care trăiește permanent la adâncimea maximă este considerată a fi specia de insecte Abyssobrotula galatheae, care a fost descoperită la 8.300 de metri sub suprafața oceanului, pe fundul șanțului Puerto Rico. Rechinii portughezi cu ochi albi sunt considerați mai obișnuiți locuitori de adâncime. Ei trăiesc la adâncimi de până la 3675 de metri în absența completă a luminii solare.

Cel mai vechi

Recordul de vârstă aparține Venusului oceanic, pe care oamenii de știință au descoperit-o în largul coastei Islandei. Din păcate, oamenii de știință au ucis animalul înainte de a-și da seama de vârsta lui. Molusca a fost numită Ming după dinastia chineză, în timpul a cărei domnie s-a născut acum 507 ani.

Balena de arc, ucisă în 2007 de eschimoși, este recunoscută drept cel mai vechi mamifer marin. Pe corpul animalului au găsit un harpon care datează din 1880. Oamenii de știință estimează că balena avea 130 de ani. Cercetătorii sugerează că metabolismul lent al balenelor arcuite, ca răspuns la condițiile de viață din apele înghețate, le permite animalelor să trăiască până la 200 de ani.

Cel mai nomad

Recordul pentru distanța parcursă aparține balenelor cenușii, care înoată anual de la 16 la 20 de mii de kilometri de la coasta Mexicului, unde se nasc vițeii lor, până în Alaska, unde vânează balenele. Indivizii individuali ai vieții marine reușesc să-și stabilească propriile recorduri, acoperind distanțe atipice pentru specia lor. În 2010, o balenă cu cocoașă a înotat 11 mii de km din Madagascar până în Brazilia. Și, deși ruta obișnuită de migrație a unor astfel de balene ajunge la 8 mii de km lungime, ele călătoresc cel mai adesea de la nord la sud și nu de la est la vest.

Cel mai romantic

La unele specii monkfish monogamia are o conotație radicală. Peștii masculi se „atașează” de femele o dată pentru tot restul vieții. Femelele furnizează hrana ambilor indivizi, iar masculii servesc la fertilizarea ouălor atunci când femelele sunt gata de reproducere. Căutarea femelei sale este sensul vieții peștelui și fără ea va muri pur și simplu.

Monogamia forțată există și printre creveții care trăiesc în buretele „coșului Venus”. Creveții își petrec întreaga viață într-un spațiu restrâns din interiorul buretelui, care, în schimbul curățării, oferă locuitorilor săi hrană și adăpost sigur pentru reproducere. În Japonia, acest tip de burete este oferit tinerilor căsătoriți ca simbol al fidelității pentru viață.

Mamiferele marine sunt un grup colectiv de mamifere acvatice și semi-acvatice a căror viață se petrece în întregime sau o parte semnificativă a timpului lor în mediul marin. Această categorie include reprezentanți ai diverselor grupuri sistematice mamifere: sireniene, cetacee, pinipede - foci urechi, foci adevărate, morse. Pe lângă aceste animale, mamiferele marine includ și reprezentanți unici ai familiilor de mustelide (vidră de mare și vidră de mare) și urși ( urs polar). În total, mamiferele marine includ aproximativ 128 de specii, reprezentând 2,7% din numărul total de mamifere.

Mamiferele marine sunt animale care descend din animale terestre care, în mod secundar, le-au conectat viețile într-un anumit stadiu de dezvoltare evolutivă cu elementul apă de mare. Sirenele și cetaceele au descins din strămoșii ungulate, în timp ce pinipedele, vidrele de mare și ursul polar provin din canidele antice.

Cu mult înainte ca oamenii să apară pe planeta noastră, marea și oceanul au fost dezvoltate de mamifere marine - cetacee și pinipede. Descoperirile paleontologilor confirmă existența balenelor în urmă cu 26 de milioane de ani în perioada Cenozoică. În procesul evoluţiei compoziţia speciilor mamiferele marine au suferit modificări semnificative. Epocile s-au schimbat și, odată cu ele, condițiile de existență, unele specii au dispărut, altele, dimpotrivă, au reușit să se adapteze și să-și sporească numărul.

Speciile de mamifere care trăiesc în mări și oceane sunt foarte interesante și diverse atât în ​​stilul lor de viață, cât și în aspect. Să ne uităm la reprezentanții principali.

1. Balenele. Acestea includ diferite specii: balene, cașalot, balene cu cioc, balene minke și altele.

2. Orcile. Animale foarte apropiate de balene, ucigași periculoși ai spațiilor maritime și oceanice.

3. Delfinii. Diferite specii: delfini cu bot, delfini cu cioc, delfini cu cap scurt, marsuini, balene beluga și altele.

4. Sigilii. Animale din genul focilor, cea mai comună fiind foca inelată.

5. Sigilii. Acestea includ mai multe soiuri: pești leu, foci pătate, foci urechi, foci adevărate, foci cu barbă și altele.

6. Elefanți de focă două tipuri: nordic și sudic.

7. Leii de mare.

8. Vaci de mare- astazi, un mamifer marin aproape exterminat de oameni.

9. Morse.

10. Navy SEAL-uri.

Ca și speciile terestre, animalele marine și oceanice au, de asemenea, trăsături distinctive care le permit să fie clasificate ca mamifere. Ce animale sunt clasificate ca mamifere? La fel ca toți reprezentanții acestei clase, mamiferele marine și oceanice se caracterizează prin hrănirea puilor cu lapte prin glande mamare speciale. Aceste animale poartă descendenți în interiorul lor (dezvoltarea fetală) și se reproduc prin procesul de viviparitate. Acestea sunt animale poikiloterme (cu sânge cald), au glande sudoripare, un strat gros de grăsime subcutanata glicogen. Există o diafragmă disponibilă pentru a permite respirația. Aceste dispozitive fac posibilă clasificarea cu încredere a tuturor animalelor de mai sus ca mamifere marine și oceanice.

Leu de mare

Comanda Pinnipede

Acest animale mari având un corp în formă de fus, gât scurt iar membrele transformate în aripi. Își petrec cea mai mare parte a timpului în apă, venind la țărm doar pentru a se reproduce sau pentru a se odihni pe termen scurt. Sunt cunoscute aproximativ 30 de specii, printre care foca, foca cu blană și.

focă harpă- Acesta este un animal pinniped care nu are urechi, aripioarele din spate sunt scurte, extinse in spate si nu sunt folosite pentru miscarea pe uscat. Se târăsc pe uscat, grebland suprafața cu aripile din față. Focile adulte au blana subtire, fara subpar. Juvenilii, care încă nu pot înota, au blana groasă, de obicei albă.

Foca arpa este un locuitor al mărilor arctice. Focile petrec cea mai mare parte a anului în larg, hrănindu-se cu pești, crustacee și crustacee. Iarna, turmele de foci vin pe țărmuri și ies pe câmpuri mari și plate de gheață. Aici femela dă naștere unui vițel mare, văzător. Pielea albă a puiului de focă cu blană groasă îl protejează de îngheț și îl face invizibil printre zăpadă. Odată cu începutul primăverii, turma migrează spre nord. Focile sunt vânate pentru pielea și grăsimea lor.

Foca de blană are urechi și clape din spate folosite pentru locomoție. Pe uscat, aripile din spate se îndoaie sub corp, apoi se îndreaptă - pisica face un salt.

Foca de blană trăiește în mările din Orientul Îndepărtat. Corpul său este acoperit cu blană groasă, cu un subpar dens, impermeabil. La începutul verii, focile vin pe țărmurile insulelor în turme mari pentru a se reproduce. Femela dă naștere unui pui, acoperit cu păr negru. Toamna, când puii cresc și învață să înoate, focile părăsesc insulele până în primăvară. Focile au blană valoroasă.

Morsă- cel mai mare dintre toate pinipedele, cu o lungime de până la 4 m și o greutate de până la 2.000 kg. Morsa are pielea goala si fara par. Se caracterizează prin colți uriași, de 40-70 cm lungime, atârnând vertical în jos de maxilarul superior. Morsele le folosesc pentru a curăţa la fund, extragând de acolo diverse nevertebrate mari - moluşte, raci, viermi. După ce au mâncat, le place să doarmă pe mal, adunați într-un grup strâns. Când se deplasează pe uscat, picioarele din spate sunt înfipte sub corp, dar datorită masei enorme nu se îndepărtează de apă. Ei trăiesc în mările nordice.

Comanda Cetacee

Acest lucru este complet mamifere acvatice fără să părăsească pământul. Ei înoată folosind o înotătoare caudală și o pereche de membre anterioare modificate în aripi. Nu există membre posterioare, dar din două oase mici situate la locul pelvisului, se poate aprecia că strămoșii cetaceelor ​​aveau și membre posterioare. Vițeii de cetacee se nasc complet formați și își pot urma imediat mama.

Balenă albastră- cel mai mare mamifer modern. Unele exemplare ajung la o lungime de 30 m și o masă de 150 de tone. Aceasta corespunde cu masa a cel puțin 40 de elefanți. Balena albastră este o balenă fără dinți. Nu are dinți și se hrănește cu animale acvatice mici, în principal crustacee. Numeroase plăci elastice cornoase cu margini franjuri atârnă de maxilarul superior al animalului - os de balenă. După ce a umplut imensa cavitate bucală cu apă, balena o filtrează prin plăcile bucale și înghite crustaceele blocate. O balenă albastră mănâncă 2-4 tone de hrană pe zi. Balenele care au fani în loc de dinți sunt clasificate ca balene cu fani sau fără dinți. Sunt cunoscute 11 specii ale acestora.

Celălalt grup este balene dinţate având numeroși dinți, unii cu până la 240 de dinți. Dinții lor sunt toți la fel, în formă de con și servesc doar pentru a captura prada. Balenele cu dinți includ delfini și cașalot.

Delfinii- cetacee relativ mici (1,5-3 m lungime), al căror bot este alungit, ca un cioc. Majoritatea au o înotătoare dorsală. Există 50 de tipuri în total. Delfinii găsesc prada folosind ultrasunetele. În apă, ele scot sunete de clic sau un fluier ascuțit intermitent, iar ecoul reflectat de obiect este captat de organele auditive.

Delfinii pot schimba semnale sonore între ei, datorită cărora se adună rapid acolo unde unul dintre ei a descoperit un banc de pești. Dacă unui delfin i se întâmplă vreo nenorocire, ceilalți îi vin în ajutor imediat ce aud semnale de alarmă. Creierele delfinilor au structura complexa, în emisferele sale cerebrale există multe circumvoluții. În captivitate, delfinii devin rapid îmblânziți și sunt ușor de dresat. Vânătoarea de delfini este interzisă.

Delfinul comun, lung de cel mult 2,5 m, trăiește în mările nordice și din Orientul Îndepărtat, precum și în Marea Baltică și Neagră Corpul său subțire este negru în partea de sus, burta și părțile laterale sunt albe. Pe fălcile alungite ale feței albe există mai mult de 150 de dinți de aceeași formă conică. Cu ei delfinul apucă și ține peștele, pe care îl înghite întreg.

Caşalot- balenă cu dinți mari. Lungimea masculilor este de până la 21 m, a femelelor - până la 13 m și greutatea de până la 80 de tone. Cașlot are un cap uriaș - până la 1/3 din lungimea corpului. Mâncarea lui preferată este mare cefalopode, pentru care se scufundă la o adâncime de 2.000 m și poate sta sub apă până la 1,5 ore.

Mamiferele marine pot trăi sub apă cantități diferite timp. De exemplu, balenele pot trece de la 2 la 40 de minute fără să respire sub apă. Un cașalot nu poate respira sub apă până la o oră și jumătate. Cât timp poate sta un mamifer sub apă este afectat de volumul plămânilor săi. De asemenea rol important

joacă un rol în conținutul unei substanțe speciale din mușchi - mioglobina.

Mamiferele marine, ca și mamiferele terestre, sunt prădători și ierbivore. De exemplu, lamantinii sunt mamifere erbivore, în timp ce delfinii și orcenele sunt carnivore. Mamiferele erbivore se hrănesc cu diverse alge, în timp ce prădătorii au nevoie de hrană pentru animale - pești, crustacee, moluște și altele. Cel mai comun din mamifere marine

- Aceasta este foca Larga, care trăiește în largul coastei și vânează pești, iar pentru aceasta înoată la distanțe considerabile de țărm. După vânătoare, se întoarce pe mal pentru a hrăni puii și a se odihni. Sigiliul Larga este de culoare gri cu pete maro. De aceea și-a primit numele. Focile Larga pot forma așezări întregi, unde trăiesc de la câteva sute la câteva mii de indivizi. Cel mai mare

mamifer marin - balenă albastră. Datorită dimensiunii sale, este listat în Cartea Recordurilor Guinness. Lungimea medie a unui gigant este de 25 de metri. Și greutatea medie este de 100 de tone. Astfel de dimensiuni impresionante îl disting nu numai printre animalele marine, ci și printre mamifere în general. În ciuda aspectului lor terifiant, balenele nu sunt periculoase pentru oameni, deoarece se hrănesc exclusiv cu pești și plancton. Cel mai periculos mamifer marin - Acest . În ciuda faptului că nu atacă oamenii, este încă un prădător formidabil. Până și balenele se tem de ea. Nu degeaba balena ucigașă este numită ucigaș de balene. Pe lângă balene, ea poate vâna delfini, leii de mare

Când balenele vânează foci, le țin ambuscadă. În acest caz, doar masculul vânează, iar restul balenelor ucigașe așteaptă în depărtare. Dacă o focă sau un pinguin înoată pe un slot de gheață, atunci balenele ucigașe se scufundă sub slot de gheață și îl lovesc. Victima cade în apă în urma loviturilor. Balenele mari sunt atacate în principal de masculi. Se unesc și toți împreună atacă prada și o mușcă de gât și de aripioare. Când balenele ucigașe atacă un cașalot, nu îi oferă posibilitatea de a se ascunde în adâncurile mării. De regulă, ei încearcă să separe balena de turmă sau să separe copilul de mama sa.

Lamantini

Cel mai prietenos pentru oameni, mamiferul marin este delfinul. Sunt multe cazuri cunoscute în care delfinii au salvat oamenii de la epave. Au înotat spre oameni și s-au agățat de aripioarele lor, așa că delfinii au adus oamenii pe cel mai apropiat țărm. Nu se cunosc cazuri de atacuri ale delfinilor asupra oamenilor. Atât copiii, cât și adulții iubesc aceste animale iubitoare de pace. În delfinarii puteți urmări delfinii cântând în apă. Apropo, delfinii sunt foarte inteligenți, iar oamenii de știință au descoperit că creierul lor poate fi chiar mai dezvoltat decât creierul uman.

Balena ucigașă este cel mai rapid mamifer marin. Poate accelera până la 55,5 kilometri pe oră. Un astfel de record a fost înregistrat în 1958 în estul Oceanului Pacific. Balena ucigașă este distribuită în oceanele lumii. Poate fi găsit lângă coastă și în ape deschise. Balena ucigașă nu intră doar în Mările Siberiei de Est, Negre și Laptev.

Capitolul șapte. Scufundări la adâncime

Viața într-un mediu acvatic creează o serie de dificultăți pentru animalele care respiră aer. Respirația lor este limitată conditii externeși cerințe pe care animalele terestre nu le cunosc. Deși delfinii sunt peste tot, deși sunt domestici, aproape nimic nu se știe despre natura funcției lor respiratorii. Dar trebuie controlat într-un mod special, altfel viața lor în apă ar fi imposibilă.

Lawrence Irving, 1941

Nu știm cât de extrem de mobili intră calamarii de adâncime în gura cașalotului - dacă îi ademenește sau îi urmărește. Dar știm foarte bine că cașalot îi caută la o adâncime de până la 1,2 km, și chiar mai adânc, și poate rămâne acolo mult mai mult de o oră. Pentru un mamifer care descinde din animale terestre și respiră aer, imagine similară viata este extrem de complexa.

Unele dintre rudele cașalotului, reprezentanți ai familiei de balene cu cioc, deși au dimensiuni mai mici, nu sunt în niciun fel inferioare rudei lor gigantice în arta scufundărilor la adâncime. Micile cetacee, credem noi, nu ajung la asemenea adâncimi, dar există dovezi că delfin comun, cunoscută pentru obiceiul său de a „călări” valul emanat de la prova navei, noaptea vânează pești și cefalopode la adâncimea de 240 m, iar acesta nu este nici măcar.

Focile și leii de mare au păstrat o legătură cu pământul și, prin urmare, sunt mai puțin adaptați la un stil de viață acvatic decât delfinii și balenele. Dar unii dintre pinipede sunt scafandri! Se știe că foca Weddell din Antarctica se poate scufunda la o adâncime de 610 m. O focă a stat sub apă timp de 43 de minute, ajungând la o adâncime de 200 m.

Pentru un animal cu sânge cald, care respiră aer, să supraviețuiască atât de mult timp într-o lume de frig, întuneric și presiune zdrobitoare este o realizare remarcabilă. Așadar, cum gestionează cantitatea de oxigen pe care o poartă în plămâni și care, la prima vedere, nu ar trebui să fie suficientă pentru scufundările la adâncime? Cum rezistă nu numai efectelor fizice directe ale presiunii, ci și consecințelor proceselor de compresie și decompresie rapidă alternării corpului?

Omul este surprinzător de bine adaptat pentru scufundări, deși pentru el, un animal terestru, lumea submarină- un element mult mai străin și mai redutabil decât pentru frații săi mai mici, care s-au așezat cu mult timp în urmă în regatul apelor. Poate că putem aprecia mai bine problemele pe care mamiferele marine trebuie să le depășească atunci când se scufundă la adâncimi mari dacă enumerăm pericolele de a rămâne prea mult timp la adâncimi excesive.

De cel puțin 6000-7000 de ani, oamenii fac raid pe fundul mării, extrag perle, corali scumpi, bureți și diverse tipuri de animale comestibile. Principal actor Aceste raiduri au fost un scafandru gol, a ajuns la fund cu ajutorul unei pietre, iar zona invaziei sale a fost limitată la zona de coastă cu adâncimi de 30 de metri. Chiar și indienii Lucayan, scafandri de perle din Caraibe, faimoși ca scafandri excelenți la adâncimi mari, cel mai probabil nu au coborât (deși se spune că își pot ține respirația timp de 15 minute). Celebrele „ama” japoneze – scafandri, lucrează de peste 2000 de ani la adâncimi de 15 până la 24 m Odată cu vârsta, își pierd auzul și predispoziția la boli pulmonare crește.

Scafandrii de perle din Insulele Pacificului coboară mai adânc - până la 42-45 m, dar unii dintre ei plătesc pentru asta îmbolnăvindu-se de o boală ciudată - „taravana”, care înseamnă „cădere într-o criză de nebunie”. În locuri diferite, atacurile de taravana apar diferit. Acestea sunt însoțite de amețeli și vărsături, care se termină cu paralizie parțială sau completă, și există și cazuri de deces. Taravana este cumva conectată cu tiparul de respirație. Nu este cunoscut de scafandrii de pe insula Mangarewa, care se odihnesc 12-15 minute între scufundări, și de căutătorii de perle din Insulele Paumotu, care se scufundă la aceeași adâncime, dar își hiperventilează plămânii cu respirații dese și adânci timp de 3-10. minute între scufundări, suferă de taravana.

Cei mai adânci scafandri din lume sunt probabil vânătorii de bureți greci. Ele ating adâncimi de aproximativ 56 m (Se spune că un scafandru, acum legendar, a recuperat în 1906 o ancoră pierdută de la o adâncime de 60 m*.) Din cele mai vechi timpuri, ne-au ajuns povești despre munca grea, boli și viață scurtă. dintre scafandrii mediteraneeni de atunci, dar studiile efectuate astăzi au arătat că descendenții lor actuali suferă mai puțin de tulburări fiziologice decât toți ceilalți scafandri profesioniști. Pe această bază, se ajunge chiar la concluzia că, de-a lungul a peste o sută de generații, scafandrii ereditari ar fi putut dezvolta și consolida imunitatea la efectele scufundărilor de adâncime. Dacă acest lucru este adevărat sau nu, este greu de spus. Dar când vânătorii de bureți au ajuns în mâinile costumului moale de scafandru cu cască, inventat în 1837 de August Siebe, și au început să rămână la adâncime mai mult decât strămoșii lor, jumătate dintre cei care lucrau în costum au murit în decurs de un an. Numai treptat, acționând prin încercare și eroare de-a lungul multor ani, grecii au reușit să dezvolte reguli de scufundări care determinau durata șederii sub apă, viteza sigură de întoarcere la suprafață și frecvența admisă a scufundărilor. Descendenții acelor „capete-coif” și acum, după toate conturile, pot lucra mai mult decât oricare dintre frații lor în profesie. fundul mării.

* (Recordul de adâncime pentru un scafandru care nu folosește niciun echipament subacvatic este de 73 m. Aparține specialistului în salvarea echipajului submarinului Robert Croft. Dar aceasta este tocmai o înregistrare și nu o scufundare de lucru cu finalizarea unei sarcini în profunzime. După ce abia a ajuns la marca de 73 de metri, Croft a început imediat să urce - Aprox. auto)

Dar dacă, înainte de inventarea costumului de scafandru, vânătorii de bureți greci se bucurau de o reputație de oameni pașnici și plini de inimă, atunci, după ce au început să folosească „casca”, s-au transformat complet și s-au transformat în „o grămadă de bețivi zgomotoși. În port, tot ce știu este că se îmbată în onoarea faptului că s-a întors în viață și încearcă să prindă curaj pentru o nouă campanie cu ajutorul alcoolului”.

* (Ama japoneză este discutată în detaliu în cartea „Fiziologia imersiunii și Ama japoneză” (National Research Council Publication No. 1341, Washington, 1965). Cartea include un capitol despre scafandrii de perle din Insulele Tuamotu, scris de E. R. Cross. O mare parte din materialul despre vânătorii de bureți greci provine dintr-un articol al lui Peter Throckmorton din Man Under the Sea, Chilton Books, 1965.)

Din punct de vedere pur teoretic, este foarte greu să ne imaginăm un scafandru mergând sub apă mai mult de 30 m deja la această adâncime, așa cum se subliniază în manualul pentru scafandri marina SUA, scafandrul este expus la 4 atmosfere de presiune. Plămânii săi, care au un volum de aproximativ 6 litri la suprafață, sunt comprimați acolo la 1,5 litri, adică aproape la așa-numitul volum rezidual corespunzător expirației complete. Imersarea ulterioară poate provoca leziuni pulmonare din cauza comprimării toracelui sau presării diafragmei în cavitatea toracică. În acest caz, sângele și limfa sunt stoarse în alveole și bronhii, unde era aer rezidual sub presiune mai mică. Scafandrii nativi din Insulele Pacificului este puțin probabil să știe despre acest lucru, dar această ignoranță să-i servească în avantajul lor.

Această „compresie” externă este foarte periculoasă, deși rezistența la ea variază foarte mult. Dar acesta este doar unul dintre pericolele la care este expus un scafandru de adâncime într-un costum moale. La tensiune arterială crescută Azotul începe să se dizolve în cantități mari în sânge. Și dacă un scafandru stă la adâncime mult timp, sângele și țesuturile sale au timp să devină saturate cu gaz până la limită. Cu o creștere lentă la suprafață, gazul dizolvat are timp să fie eliberat din sânge și țesuturile corpului prin plămâni în timpul respirației normale. Dar dacă scafandrul urcă rapid, excesul de azot va fi eliberat sub formă de bule direct în vasele și țesuturile corpului, așa cum se întâmplă într-o sticlă de apă spumante atunci când este deschisă. Aceste vezicule provoacă dureri chinuitoare și, în cazuri mai acute, paralizie și moarte. Deși vânătorii de bureți și perle au fost primii care s-au confruntat cu această boală de decompresie în vremuri străvechi, ea și-a primit denumirea actuală general acceptată „boala chesonului” în secolul al XIX-lea, când consecințele ei tragice au fost experimentate de muncitorii care coborau în chesoane, unde, în condiții crescute. presiune, au ridicat poduri și tuneluri sub râuri. Singura modalitate de a evita boala de decompresie este reducerea treptată a presiunii, astfel încât azotul dizolvat în sânge să fie eliberat fără a forma bule în vasele și țesuturile corpului.

Mulți oameni cred că un scafandru care merge sub apă fără echipament de scuba sau un costum de scafandru moale cu cască nu este expus riscului de boală de decompresie. Petrece puțin timp în fund, nu inhalează aer comprimat, aerul rămas în plămâni este stors în bronhii, de unde gazul nu intră în sânge. Toate acestea sunt valabile pentru o singură scufundare, dar atunci când un scafandru intră sub apă de mai multe ori la rând, excesul de azot se acumulează treptat în sânge. Și la sfârșitul unei serii de scufundări, o persoană ar trebui să simtă unele semne de boală de decompresie.

În realitate, acesta este cazul, iar boala de decompresie este sub nume diferite este bine cunoscut scafandrilor profesioniști, deși este posibil să nu înțeleagă esența fenomenelor care le apar. Ca exemplu, voi da un experiment convingător pe care un ofițer medical al marinei daneze l-a efectuat pe sine: după ce a făcut mai multe scufundări la rând la o adâncime de 20 m într-o piscină de antrenament, a simțit simptomele bolii de decompresie *. Există o singură modalitate de a evita acumularea de azot în exces în sânge: trebuie să vă scufundați la intervale lungi, timp în care concentrația normală de azot din organism este complet restabilită.

* (Acest experiment a fost efectuat pe el însuși de ofițerul danez P. Paulev. El își raportează constatările în articolul său, „Boala de decompresie după mai multe scufundări cu reținere a respirației”, inclus în Publicația nr. 1341, la care se face referire în nota anterioară.)

Scafandrii de perle Tarawana din Insulele Paumotu rămân un mister pentru noi. Spre deosebire de boala de decompresie, se poate manifesta sub formă de paralizie bruscă și completă într-un moment în care scafandru se află la o adâncime semnificativă. Și mai surprinzător este că victimele Taravana nu simt durere. Nu există nicio îndoială că taravana este un tip de boală de decompresie, dar încă nu am înțeles de ce este atât de diferită de forma obișnuită și ce anume o provoacă.

După inventarea echipamentului de scuba, efectele insidioase ale azotului comprimat, numite intoxicații cu azot, au devenit cunoscute pe scară largă. Cu toate acestea, într-un cerc profesional restrâns, acest fenomen este cunoscut de 150 de ani. Primii care au suferit otrăvire cu azot au fost scafandrii care purtau casca metalică a lui Siebe. Ceva ciudat a început să li se întâmple brusc. Au început să simtă o dorință irezistibilă de a prinde pește cu mâinile, de a se angaja într-un dans complicat și au uitat complet de muncă. Au existat cazuri când un scafandru cu propria sa mână a tăiat furtunurile care furnizează aer la cască. Multă vreme nu a fost posibil să înțelegem ce se întâmplă aici și nici acum acest fenomen, pe care căpitanul Jacques-Yves Cousteau l-a numit „chemarea abisului”, nu a fost studiat pe deplin. Dar sub acest nume interesant a devenit cunoscut de milioane de oameni și fie ca această faimă să servească drept avertisment pentru scafandrii neglijenți și imprudenți.

Otrăvirea cu azot așteaptă un scafandru sau un scafandru în costum de scafandru cu cască dacă respiră aer atmosferic la o adâncime mai mare de 30 m. Susceptibilitatea la otrăvire variază caracter individual, așa că unii scafandri lucrează calm la o adâncime de 60 m, iar unii nu aud „chemarea abisului” nici măcar la o adâncime de 90 m trec doar la amestecuri de respirație care nu conțin azot, de exemplu heliu-oxigen. poate salva o persoană de pericolele intoxicației cu azot. Acum este general acceptat că azotul comprimat, dizolvat în sânge, acționează ca alcoolul sau anestezicele și narcoticele slabe. Cu cât presiunea este mai mare, cu atât acest efect este mai pronunțat, amintește din ce în ce mai mult de efectul „gazului de râs” - protoxid de azot.

Scafandrii obișnuiți care nu au echipament de scuba sau costume de scafandru moi cu căști, aparent, nu sunt expuși riscului de intoxicație cu azot. Ei merg la adâncimi mari, unde există pericolul unei astfel de otrăviri, foarte rar, nu stau acolo mult timp, în plus, alimentarea cu aer în sânge și plămâni este foarte limitată. Dar este posibil ca, dacă unul dintre ei ar fi capabil să-și țină respirația câteva minute și să se scufunde la o adâncime de peste 60 m, așa cum fac mamiferele marine, un astfel de temerar ar risca să audă „chemarea abisului”.

Și în sfârșit, despre ultimul pericol care așteaptă un scafandru pe fundul mării. Rezervele de oxigen dizolvate în sângele său și țesuturile corpului se epuizează treptat și, de îndată ce concentrația de dioxid de carbon din organism atinge o anumită valoare, scafandrul se află la mila reflexului necondiționat expirație-inhalare. Doar pasiunea pentru muncă sau vreun eveniment neașteptat care îi captează complet atenția poate salva o persoană de acest reflex; numai în aceste condiții o persoană nu simte anoxie - o lipsă de oxigen în țesuturile corpului și nu simte o dorință irezistibilă de a repeta respirația.

Deci, anoxia datorată scăderii concentrației de oxigen în țesuturile corpului în timpul unei șederi lungi la adâncime, „compresie” corpului, boala de decompresie în diferitele sale manifestări și otrăvirea cu azot - acestea sunt lista finaliștilor fenomene pe care credem că trebuie să le întâlnească mamiferele marine care se angajează frecvent în scufundări la adâncime. Și din moment ce cetaceele și focile pot rezista scufundărilor de lungă durată la adâncimi semnificative fără nicio deteriorare a acestora, este clar că de-a lungul a milioane de ani de viață în apă, aceste animale au dezvoltat unele caracteristici fiziologice și anatomice care protejează împotriva tuturor acestor factori.

Dar cetaceele și pinipedele nu sunt singurii scafandri din regnul animal. Există multe păsări care se scufundă și există animale semi-acvatice precum castorii, vidrele, șobolanii de apă și hipopotamii, care petrec mult timp sub apă. Toți se scufundă puțin adânc, dar cu toate acestea anatomia și fiziologia lor au suferit o serie de modificări care le permit să rămână sub apă pentru o perioadă lungă de timp. Și multe descoperiri importante referitoare la fiziologia animalelor care se scufundă adânc au fost făcute tocmai prin studiul animalelor mici care vă sunt familiare, care petrec adesea perioade lungi la adâncimi mici.

Pionierul în domeniul fiziologiei scufundării în apă este biologul francez Paul Baer. Baer era interesat de o gamă largă de probleme, iar printre acestea se număra și determinarea diferențelor dintre animalele pur terestre și cele care se scufundă. În urmă cu aproximativ o sută de ani, Baer a publicat un raport despre experimentele sale cu rațe, castori și șobolani muschi. Comparând o rață, care își petrece o parte din timp sub apă, cu un pui, care este un animal pur terestru, Baer a remarcat că atunci când este scufundată cu forța în apă, rața devine tăcută timp de câteva minute, iar puiul începe imediat să se lupte cu furie și moare mai repede decât rata. După ce a descoperit că corpul unei rațe conține aproximativ de două ori mai mult sânge decât corpul unui pui, Baer a concluzionat că rața stochează de două ori mai mult oxigen decât puiul, ceea ce explică capacitatea rațelor de a rămâne sub apă. perioadă lungă de timp. Demonstrându-și ipoteza, Baer a efectuat următorul experiment: eliberând o parte din sângele raței, a egalat volumele de sânge ale raței și ale puiului și s-a asigurat că ambele păsări au murit sub apă în același timp.

Studiile ulterioare au arătat că diferența de durata de scufundare a diferitelor animale depășește semnificativ diferența de volume de sânge. În consecință, capacitatea de a sta sub apă mult timp depinde nu numai de volumul sanguin, ci și de alte caracteristici, atât anatomice, cât și fiziologice. În special, s-a dovedit că atunci când un animal este scufundat în apă, frecvența contracțiilor mușchiului său cardiac scade. Această încetinire a inimii - bradicardie - duce la o scădere a aportului de oxigen către țesutul muscular. Spre deosebire de inimă și creier, mușchii pot funcționa anaerob o perioadă de timp (adică fără a consuma oxigen) în detrimentul rezervei proprii, care este restabilită de îndată ce animalul revine la suprafață. Și, în sfârșit, s-a descoperit că la animalele care fac scufundări centrul respirator este insensibil la creșterea concentrației de dioxid de carbon din sânge. Acest lucru duce, în primul rând, la mai mult utilizare deplină rezervele de oxigen și, în al doilea rând, la inhibarea reflexului expirație-inhalare.

Mecanismele fiziologice care reglează activitatea corpului sub apă, de regulă, încep să funcționeze din momentul scufundării (deși, de exemplu, pentru ca o rață să facă acest lucru, este suficient să ia o poziție înainte de scufundare). Toți îi aparțin reflexe necondiţionateși, conform observațiilor lui Lawrence Irving (pe care l-am citat la începutul capitolului), nu sunt unice pentru animalele care se scufundă, deși în ele aceste mecanisme sunt mult mai dezvoltate. Bradicardia atunci când este scufundată în apă apare, de exemplu, la toate animalele terestre, iar la unele persoane se observă chiar și în cazurile în care pur și simplu își scufundă fața în apă. Interesant, la pești, bradicardia se manifestă în ordine inversă - apare atunci când peștele este scos din apă *.

* (Experimentele lui Paul Baer cu rațe și mici mamifere scufundatoare sunt descrise în cartea sa Lectures on the Comparative Physiology of Respiration, publicată la Paris în 1870. Lucrări mai recente în acest domeniu pot fi citite în următoarele recenzii: Lawrence Irving, „The Respiration of Diving Mammals” (vezi Physiological Reviews, vol. 19, pp. 489-491, 1939); P. F. Scholander „Animals in Aquatic Habitats: Diving Mammals and Birds” (vezi colecția „Adaptation to the Environment”, publicată de American Physiological Society, Washington, 1964); H. T. Andersen „Adaptarea fiziologică la vertebratele scufundate” (vezi Physiological Reviews, vol. 46, pp. 212-243, 1966).)

Experimentele de laborator cu animale mici au clarificat în mare măsură fenomenele fiziologice care apar în organism în timpul scufundării, dar încă nu înțelegem totul, deoarece suntem lipsiți de posibilitatea de a studia direct aceste animale în conditii naturale. DESPRE caracteristici fiziologice cetaceele nu pot fi speculate decât pe baza rezultatelor studiilor efectuate pe punțile navelor baleniere. Calculele ratelor metabolice ale cetaceelor ​​sunt în mare măsură aproximative sau se bazează pe presupuneri. Nu există un consens nici măcar cu privire la adâncimea la care se scufundă balenele. Unii cred că balenele se scufundă foarte adânc, alții, subliniind că nu știm până la ce adâncime se poate scufunda o balenă, totuși își asumă libertatea de a afirma că nu apar probleme fiziologice speciale în timpul unei scufundări lungi.

Un exemplu de cât de contradictorii sunt opiniile cu privire la această chestiune poate fi văzut în discuția sub titlul general „Ajung balenele la mare adâncime?”, care a fost ridicată în paginile revistei engleze „Nature” în 1935. Discuția a fost începută de cititorul R.B. Gray. Gray a susținut că o balenă cu harpon se scufundă direct și iese la suprafață în apropierea locului de scufundare. În consecință, a continuat Gray, adâncimea la care s-a scufundat animalul poate fi judecată după lungimea liniei de harpon eliberată. În astfel de cazuri, o balenă adultă alege de la 1280 până la 1460 m de tenc, o balenă arcuită care nu a ajuns încă la maturitate - de la 730 la 1100 m, iar vițeii - jumătate. Un mascul adult de balenă cu nas de sticlă (specie nespecificată) selectează 1300 m de lică, femele și viței - jumătate din atât. Gray credea că acestea sunt adâncimile la care au ajuns balenele.

Celebrul cetolog englez Dr. F. D. Ommani nu a fost de acord cu afirmațiile lui Gray. Potrivit lui Ommani, coincidența locurilor de scufundare și ascensiune nu poate indica faptul că balena rănită se scufundă vertical și, prin urmare, lungimea liniei gravate nu înseamnă nimic. Mai mult, a subliniat Ommani, comportamentul animalului în aceste condiții nu poate fi considerat natural. În concluzie, Ommani a opinat că în conditii normale Balenele nu se scufundă mai mult de 360 ​​m „Este incredibil”, a scris el, „că un animal ar putea rezista la o presiune mai mare”.

Grey a contracara cu Ommani. El a citat cuvintele celebrului balenier William Scoresby Jr., care a subliniat că lungimea golfurilor de harpon pe care balenierul le ține la îndemână este determinată de adâncimea la locul de pescuit și numai în locuri foarte adânci lungimea linia aleasă depinde de mărimea și puterea animalului prins. Potrivit lui Gray, cuvintele lui Scoresby indică faptul că balena rănită face o scufundare verticală. Susținând că o balenă rănită în timpul unei scufundări atinge doar adâncimea obișnuită, Gray susține în felul următor: „Dacă o balenă cu harpon ar merge mai adânc decât îi permite natura, ar suferi serios daune interne, care l-ar fi lipsit de forță și mobilitate, și totuși același Scoresby scrie: „Adesea, o balenă care a ieșit la suprafață după ce a fost rănită părea plină de forță”. Ca argument suplimentar, Gray a citat povești despre cazuri în care o balenă face o scufundare verticală atât de adâncă încât linia se rupe, dar balena nu moare, zdrobită de presiunea excesivă, ci se eliberează și chiar se poate recupera din rană: animalele au căzut în mâinile vânătorilor de balene, pe ale căror trupuri vânătorii au descoperit harpoane vechi *.

* (Vezi Nature, vol. 135, pp. 34-35, 429-430 şi 656-657, 1935.)

Nu știu dacă dr. Ommani a fost convins de aceste argumente. După părerea mea, disputa a continuat de ceva timp.

Omul de știință norvegian Per F. Scholander a adus o mare contribuție la studiul păsărilor și mamiferelor care se scufundă. Prima sa lucrare pe această temă, publicată în 1940, rămâne unică prin profunzimea și amploarea acoperirii subiectului. Întrucât lucrările lui Scholander ne-au ajutat în multe feluri în cercetarea noastră, consider că este necesar să vorbim pe scurt despre rezultatele obținute de savantul norvegian. Conform datelor primite de la vânători de balene și din propriile noastre observații asupra duratei de scufundare a balenelor, cel mai tipuri diferite Scholander a descoperit că balena cu bot (2 ore) și cașlot (aproximativ o oră) sunt capabile să stea sub apă cel mai mult timp. El a remarcat că, înainte de scufundare, balena respiră mai multe rapid, puternic, însoțite de fântâni de abur din suflantă. După ce a apărut, balena se odihnește cu atât mai mult cu cât scufundarea a fost mai lungă și, din nou, eliberează fântâni. După ce a examinat țesutul muscular al balenei cu bot și al cașalotului, Scholander a descoperit că acestea conțineau foarte multe un numar mare de oxigen - aproape jumătate din cantitatea totală de oxigen din organism. Astfel, Scholander a confirmat parțial presupunerea exprimată anterior că, în timpul perioadei de ședere sub apă, aprovizionarea cu oxigen a țesutului muscular este redusă drastic, iar așa-numita retia mirabilis („rețea minunată”) - un sistem special de vase de sânge dezvoltat. la cetacee, furnizează sânge mușchilor în acest timp ocolește mușchii, furnizând oxigen doar inimii și creierului.

Scholander a început să cerceteze întrebarea dacă mamiferele marine suferă de boala de decompresie cu măsurători directe ale adâncimii la care ajung animalele. După cum sa menționat deja, la acel moment aceste adâncimi erau estimate doar provizoriu, iar estimările diferiților oameni de știință diferă foarte mult unul de celălalt. Ommani, de exemplu, a numit cifra 40 m, alți oameni de știință - 90 m Era un fapt cunoscut că un cașalot s-a încurcat într-un cablu la o adâncime de 275 m și-a rupt vertebrele cervicale când a lovit fundul, care avea 502 m.

Inventivul Scholander a construit un indicator de adâncime simplu umplând un tub capilar de sticlă cu apă colorată și sigilând-o la un capăt. După ce apa s-a uscat, pe pereții interiori ai tubului a rămas un strat de vopsea depus. Când a fost scufundat în apă, tubul a fost umplut parțial de la capătul deschis, vopseaua de pe pereții părții umplute a fost dizolvată și spălată, iar prin raportul dintre lungimile părților vopsite și nevopsite ale tubului, a fost posibil pentru a calcula la ce adâncime fusese dispozitivul. Tuburile calibrate în laborator au fost asigurate cu folosind ușor hamuri pe corpurile porcului întunecat comun și mai multe foci. O linie de pescuit de 180 m lungime cu un flotor la capăt a fost legată de ham. Animalul a fost lăsat să se scufunde liber de mai multe ori, apoi a fost recapturat și echipamentul a fost îndepărtat. Cea mai mare adâncime de scufundare a unui marsuin a fost de 20 m, iar o focă cenușie în vârstă de șase luni a ajuns la 76 de metri la prima sa scufundare.

Scholander a repetat aceste măsurători în timp ce vâna balenele înotătoare, atașând tuburi la harpoane și aranjând cu vânătorii de balene să nu restricționeze mișcările animalelor rănite prin strângerea liniei de harpon (cum se întâmplă de obicei). Aproape toate animalele harponate s-au scufundat și erau încă în viață când s-au întors la suprafață. Balena cu aripioare, care s-a scufundat la cea mai mare adâncime de 365 m, a târât apoi nava de vânătoare în spate timp de o jumătate de oră înainte de a fi terminată. Dar o balenă ușor rănită, care ajunsese la o adâncime de 230 m, a ieșit la suprafață, s-a întins pe o parte, a eliberat mai multe fântâni și a murit. Vânătorii de balene au susținut că astfel de cazuri s-au întâmplat de mai multe ori. Era imposibil de spus cu certitudine că această balenă a murit din cauza bolii de decompresie, dar Scholander a considerat acest motiv destul de probabil. Cât despre dacă cașalot încurcat în cablu și balena cu înotătoare care își rupea vertebrele ar fi experimentat boala de decompresie dacă ar fi revenit la suprafață cu viață (după cum am menționat mai devreme), Scholander nu a putut spune nimic.

După ce și-a făcut o idee despre adâncimile atinse de cetacee și pinipede din diferite specii, Scholander a făcut un studiu comparativ al plămânilor lor și a descoperit că cu cât adâncimea atinsă este mai mare. acest tip animale, cu atât volumul plămânilor lor este mai mic în raport cu dimensiunea corpului lor. În consecință, a argumentat Scholander, cu cât un animal se scufundă mai adânc, cu atât transportă mai puțin oxigen în plămâni. Modelul descoperit a fost confirmat de observația că focile expiră înainte de scufundare sau chiar în stadiul inițial al scufundării. Aceasta înseamnă că animalul care se scufundă se protejează de dizolvarea excesivă a gazelor din sânge sub presiune, luând cu el o cantitate minimă de aer. Acesta este ceea ce salvează animalul de boala de decompresie atunci când se întoarce rapid la suprafață. În plus, în timpul unei scufundări la adâncime, plămânii sunt comprimați până la un volum rezidual și aerul este stoars din ei în bronhiile cartilaginoase cu pereți groși, unde practic nu are loc niciun schimb de gaze cu sângele. Din toate acestea a rezultat că cel mai mare pericol din punct de vedere al vătămării prin decompresie, nu este o scufundare la adâncime cu revenire rapidă la suprafață, ci o ședere lungă la o adâncime relativ mică, în care plămânii nu sunt comprimați la un volum rezidual sub presiunea apei. S-ar putea foarte bine”, a scris Scholander, „ca cașlot și balena cu botul de sticlă „Când se scufundă, ei se străduiesc să parcurgă primele două sute de metri cât mai repede posibil, exact pentru a evita pericolul rănirii prin decompresie de trei ori înapoi. "

* (Lucrarea lui P. F. Scholander " Studii experimentale funcția respiratorie a mamiferelor și păsărilor care se scufundă” a apărut în 1940 în norvegiană (vezi „Hvalradets Skrifter”, nr. 22, Oslo).)

Toate îndoielile cu privire la adâncimile la care puteau ajunge caşaloţii de la sine au dispărut în 1957 după publicarea unui raport privind 14 cazuri în care caşaloţii s-au încurcat în cabluri subacvatice. În șase cazuri, cablurile s-au întins la adâncimi de 900 până la 1100 m. Numărul acestor cazuri este prea mare pentru a presupune că un animal înecat, agonizant, a fost încurcat în cablu, deși nu este clar cum au loc aceste incidente triste. Până acum, s-a propus o singură explicație mai mult sau mai puțin plauzibilă: cașalot, urmărind prada chiar de jos, se grăbește rapid înainte cu gura larg deschisă, maxilarul inferior așezat într-un unghi mare; cu falca inferioară prinsă de cablu din cursa completă, se prăbușește (asta se întâmplă cu delfinii prinși în plasă) și se poate încurca fără speranță*.

* (Vezi articolul lui B. S. Khizn „On whales intangled in deep-sea cables” din revista „Deep Sea Research”, volumul 4, pp. 105-115, 1957.)

La începutul capitolului, am menționat că foca Weddell își poate ține respirația timp de 43 de minute și se scufundă 600 m. Stilul de viață și habitatul imediat al acestui animal i-au determinat pe oamenii de știință să studieze cu atenție foca Weddell - un animal mare, mobil, care cântărește. până la 450 kg. Trăind în apele antarctice, se găsește adesea în situații în care un întreg grup de animale trebuie să respire printr-o singură gaură în gheață. Dr. J. L. Kooyman a folosit această caracteristică pentru a înregistra adâncimea și durata scufundărilor cu foci Weddell. Senzorii corespunzători au fost atașați la foci adulte, iar animalele au fost eliberate în singura priză pe o rază de 1,5 km. Sigiliile au putut reveni doar la aceeași priză, de unde toate echipamentele au fost îndepărtate din ele. Kooyman a reușit să obțină date nu numai despre adâncimea și durata totală a scufundării, ci și despre viteza de coborâre și urcare. S-a dovedit că atunci când se scufundă la o adâncime de 300 m sau mai mult, focile coboară și se întorc din viteza mai mare decât în ​​timpul scufundărilor de mică adâncime. Desigur, ar fi putut face asta pentru că au vrut să rămână în profunzime mai mult timp, dar nu ar trebui să uităm de concluziile lui Scholander. Poate că, atunci când se scufundă la adâncimi mari, foca Weddell se străduiește instinctiv să treacă rapid de zona periculoasă, rămânând în care o amenință cu boala de decompresie. Și este foarte posibil ca el să revină încet la suprafață după scufundări de mică adâncime exact din același motiv pentru care un scafandru care a încheiat o muncă lungă pe fundul mării nu se grăbește să revină în vârf *.

* (Pentru mai multe detalii despre munca lui J. L. Kooyman, vezi articolul său „An Analysis of the Diving Behavior and Physiology of the Weddell Seal” în Biology of the Antarctic Seas (Publicația American Geophysical Union Nr. 1579, 1967).)

Până în momentul în care a început munca noastră, adică până în 1960, imaginea de ansamblu a interacțiunii diferitelor mecanisme biologice care funcționează în timpul scufundărilor în adâncime era foarte incompletă și, în anumite privințe, contradictorie.

Sam Houston Ridgway, primul medic veterinar pentru animalele noastre de companie, a devenit foarte interesat de toate aceste întrebări. L-am întâlnit când era ofițer și staționa la baza forțelor aeriene din Oxnard, alături de noi. Unitățile navale nu aveau medici veterinari proprii, iar când delfinii noștri s-au îmbolnăvit, am apelat în mod firesc la departamentul căpitanului Ridgway pentru ajutor, mai ales că în acest caz nu am fost împiedicați de problema costului tratamentului. După ce a terminat serviciu militar, Ridgway sa alăturat stației noastre ca civil și i s-a încredințat îngrijirea sănătății animalelor.

Sam este un om cu energie nemărginită, curiozitate omniprezentă, minte inventiva și spirit tenace. Petrecea zile întregi la stație, de obicei venind în weekend pentru a verifica starea animalelor și, dacă era necesar, a prescrie un curs de tratament și și-a dedicat serile redactării rapoartelor. În trei ani a obținut faima internațională ca specialist în tratamentul mamiferelor marine, iar alți doi ani i-au fost suficienți pentru a deveni un fiziolog celebru.

Prima lucrare a lui Sam a comparat caracteristicile sângelui a trei specii diferite de delfini. Acestea au fost: marsuinul cu aripi albe, discutat în capitolul 3, delfinul de sticlă din Atlantic, care trăiește în apele de coastă puțin adânci (poate atinge viteze de până la 37 km/h, dar nu a fost niciodată considerat cel mai rapid înotător dintre cetacee), iar delfinul cu fețe albe din Pacific, sau lag, este un animal care trăiește în mare deschisă, ca și marsuinul cu aripi albe, inferior acestuia în viteza de înot și, probabil, în adâncimea scufundării. Cu alte cuvinte, în unele privințe, s-ar putea considera că întârzierile ocupă o poziție intermediară între delfinii cu nas de sticlă și marsuinul delfinilor cu aripi albe.

O parte importantă a lucrării a fost determinarea capacității sângelui de a stoca oxigen. Cantitatea de oxigen din organism depinde de concentrația de celule roșii din sânge și de volumul total al sângelui. Nimeni nu încercase să-l măsoare înainte total sânge de la un cetacee viu. Când a făcut astfel de măsurători pe alte animale, cercetătorul a măsurat pur și simplu cantitatea de sânge care curgea de la animalul pe moarte, obținând rezultate subestimate și inexacte.

Sam a folosit o metodă inofensivă dezvoltată recent, bazată pe introducerea unei doze mici (iod radioactiv) în sângele unui organism viu la 10 minute după administrare (se presupune că în acest timp va avea loc o circulație completă a sângelui și iodul va fi distribuit uniform. în ea), se prelevează o mică probă de sânge de la animal și se determină radioactivitatea acestuia. Volumul total de sânge este determinat de gradul de concentrație de iod.

Rezultatele pentru toate cele trei specii au fost izbitor de diferite. Raportul dintre sânge și greutatea corporală a marsuinului cu aripi albe a fost de două ori mai mare decât a delfinului cu nasul din Atlantic. Picioarele aveau loc exact la mijloc. S-au găsit diferențe și mai mari în capacitatea sângelui de a fi saturat cu oxigen. Marsuinul cu aripi albe avea această abilitate de trei ori mai mare decât delfinul cu bot. Greutatea relativă a inimii marsuinului cu aripi albe a fost de 1,4 ori mai mare decât cea a delfinului din Atlantic (măsurătorile au fost efectuate pe animale care au murit dintr-un motiv sau altul). Descoperirile au fost foarte în concordanță cu ceea ce se știa sau se credea a fi cunoscut despre ecologia și comportamentul animalelor din toate cele trei specii. Acest lucru explică de ce marsuinii cu aripi albe pot înota mai repede și se scufundă mai adânc decât delfinii cu bot*.

* (Vezi S. H. Ridgway și D. J. Johnston, „Blood Oxygen Capacity and the Ecology of Three Genes of Dolphins”, Science, vol. 151, pp. 456-458, 1966.)

După cum sa spus mai devreme, în primele studii ale fiziologiei scufundărilor, animalele au fost scufundate cu forța în apă. Este greu de așteptat ca un delfin sau o focă, legată de o scândură și coborâtă sub apă împotriva voinței sale, să se comporte exact la fel ca și când s-ar fi scufundat de bunăvoie. Mai mult, în timpul unor astfel de experimente, animalele mureau uneori, deși nu erau obligate să facă nimic care să depășească capacitățile lor.

Antrenarea cu succes a delfinilor pentru a se scufunda sub comanda unui antrenor în marea liberă i-a permis lui Sam Ridgway să efectueze un experiment unic cu Taffy. În primul rând, Sam a decis să afle cât de adânc se putea scufunda Tuffy. Și în al doilea rând, a decis să analizeze compoziția aerului expirat de Taffy în trei situații diferite: a) imediat după ce a ieșit la suprafață de la o adâncime mare, b) după ce a ținut aerul în plămâni un timp egal cu timpul de adâncime. scufundări (cu condiția ca delfinul să nu plece de la suprafață) și c) după ce delfinul parcurge distanța de la un scafandru la altul la o adâncime de 20 m (adică la adâncimi mici) într-un timp egal cu timpul unui scufundare la adâncime. La sfârșitul fiecărui experiment, Taffy a trebuit să se scufunde sub o pâlnie inversată și să expire în ea, după care probele de aer prelevate au fost duse la laborator. După cum puteți vedea, delfinul a trebuit să lucreze foarte bine.

În acest moment, Taffy se scufunda deja la o adâncime mai mare de 180 m. A învățat să înoate sub apă de la un scafandru la altul când îl sună un sonerie sau un alt dispozitiv acustic. Subofițerul Bill Scrons a trebuit să învețe un delfin să-și țină respirația la comandă. anumită perioadăîn poziția „întins la suprafață”, apoi exersați trucul final spectaculos - expirând sub o pâlnie inversată. Delfinul a înțeles perfect ce doreau de la el și, potrivit lui Scrons, a stăpânit sistem nou expira in 10 minute.

Locul de muncă al lui Taffy era la 8 km de gară. De obicei, el „șaua” valul care se abate de sub elicea bărcii lui Scrons și „călărea ca un iepure” pe tot parcursul drumului. Ajuns la loc, Scrons a coborât dispozitivul de antrenament la adâncimea prescrisă, a pornit soneria, Tuffy s-a scufundat, a împins tija cu nasul, sunetul s-a oprit, delfinul a revenit fără să iasă la suprafață, a expirat aer sub pâlnie și apoi a sărit la suprafață pentru o recompensă și aer curat.

Din comportamentul delfinului și clicurile sale de ecolocație, era clar că Taffy monitorizează continuu locația acestuia din momentul în care dispozitivul a fost scufundat în apă. Poate delfinul ar putea judeca adâncimea la care a plutit dispozitivul după intensitatea semnalului care ajunge la suprafață. Oricum ar fi, delfinul a știut mereu la ce adâncime trebuie să se scufunde, iar înainte de a se scufunda la 150-180 m, și-a hiperventilat plămânii, luând 3-4 respirații rapide. Deoarece el hiperventila chiar și atunci când această scufundare adâncă a fost prima scufundare a zilei, se poate argumenta că știa de fapt unde urma să fie trimis, iar comportamentul său nu era legat de consumul de energie în timpul scufundării anterioare. Când delfinul a fost nevoit să rețină aer în plămâni, rămânând la suprafață, nu a hiperventilat pentru că nu putea ști dinainte cât timp i se va ordona să nu respire.

În total, Taffy a finalizat 370 de scufundări la adâncime. Lungime completă cablu, la capătul căruia era suspendat dispozitivul de control, era de 300 m, delfinul a ajuns la această adâncime și s-a întors înapoi în 3 minute și 45 de secunde. Pe parcursul unei lecții - 60 de minute - s-a scufundat de 9 ori la o adâncime de 200-300 m la intervale de 3-5 minute. În timp ce a rămas la suprafață, Taffy a reținut aer în plămâni pentru o medie de 4 minute. Timpul de întârziere record a fost de 4 minute și 45 de secunde*.

* (Peg, care a urmat un curs similar, și-a putut ține respirația chiar și 6 minute - Aprox. auto)

Analizele de laborator ale amestecului de gaze expirat de Tuffy au confirmat pe deplin ipoteza lui Scholander. Ei au arătat că Taffy consumă cea mai mare cantitate de oxigen în timpul călătoriilor de la un scafandru la altul la adâncimi mici. Amestecul expirat de delfin după acest exercițiu conținea doar 2% din conținutul normal de oxigen în condiții normale. aerul atmosferic- un nivel la care o persoană și-ar fi pierdut cunoștința cu mult timp în urmă. Întins la suprafață și fără a respira, Tuffy a consumat mai puțin oxigen disponibil în corpul său. Dar delfinul a consumat cea mai mică cantitate de oxigen în timpul unei scufundări la adâncime. Concentrația maximă de dioxid de carbon din amestecul expirat a fost observată după ținerea respirației la suprafață, iar cea minimă - după o scufundare în adâncime, deși a necesitat o cheltuială mult mai mare de efort din partea animalului.

Datele obținute sugerează că atunci când se scufundă la o adâncime mai mare de 90 m, oxigenul stocat în plămânii delfinului difuzează în sânge foarte lent. Același lucru se întâmplă probabil cu azotul. Aceasta înseamnă că Scholander are dreptate: Taffy nu a fost amenințată cu daune de decompresie când urcare rapidă de la mare adâncime și după o lungă ședere la o adâncime relativ mică.

Scafandrii au observat efectul presiunii asupra pieptului lui Taffy chiar și la o adâncime de 20 de metri. Pentru a vedea cum arată un delfin la o adâncime de 300 m, Sam a atașat o cameră subacvatică la dispozitivul de control, iar Tuffy și-a făcut o fotografie în momentul în care soneria s-a oprit. Imaginea arată clar că pieptul delfinului are capacitatea de a scădea semnificativ în volum, fără a afecta animalul.

După cum se întâmplă adesea, experimentele efectuate nu au răspuns atât la întrebări, ci au ridicat altele noi. Nu este clar cum ar putea fi activ Tuffy cu niveluri atât de scăzute de aport de oxigen așa cum a înregistrat Sam. Conform calculelor lui Ridgway, oxigenul stocat abia era suficient pentru a menține activitatea cardiacă. Dar cum a făcut față creierului, a cărui acțiune într-un mod fără oxigen este imposibil de imaginat? Și totuși nu au existat semne de deficiență de oxigen în comportamentul lui Taffy*.

* (Experimentele cu Taffy sunt descrise în articolul „Breathing and deep-sea diving of the bottlenose dolphin” de S. H. Ridgway, B. L. Scrons și John Kanwisher (vezi revista Science, vol. 166, pp. 1651-1654, 1969).)

Am reușit să ne antrenăm leul de mare scufundă la comandă la o adâncime de 230 m, iar măcinarea - la 500. Ca și în cazul lui Taffy, nu putem spune că aceasta este limita pentru ei. Mai mult, am fost martorii unei scufundări de balenă pilot la 610 m din proprie inițiativă.

Astfel, prin munca specialiștilor noștri, a fost completat stocul de cunoștințe despre cât de adânc sunt capabile să se scufunde mamiferele marine și cât timp pot sta sub apă. Și acum avem dreptul să spunem că cetaceele și pinipedele antrenați pot furniza informații științifice oamenilor de la adâncimi de 500 de metri în larg. Mai mult, astfel de informații care nu pot fi obținute prin niciuna dintre metodele pe care le cunoaștem.

Ce mamifere trăiesc în mare?

Mamiferele sunt animale cu sânge cald care nu pot respira sub apă. Cu toate acestea, unii dintre ei cu milioane de ani în urmă au plecat în căutarea hranei în mare. Descendenții lor s-au adaptat la noile condiții de viață și au devenit înotători remarcabili. Membrele lor au evoluat în aripioare și s-a format un strat gros de grăsime pentru a le proteja de apele reci. Mamiferele marine includ balene, delfini, foci, vaci de mare(sirene) și vidre de mare(vidrele de mare).

Cum mănâncă o balenă albastră?

Balena albastră este cel mai mare mamifer de pe planeta noastră, ajungând la 35 de metri lungime și cântărind aproximativ 135 de tone. Cu toate acestea, acest gigant este destul de inofensiv și se hrănește cu mici crustacee marine numite krill. Pentru a obține suficient, trebuie să absoarbă intensiv krill, vara - până la 4 tone pe zi. Balena albastră filtrează crustaceele din apa de mare folosind os de balenă - plăci subțiri cornoase de 4,5 metri situate pe maxilarul superior în loc de dinți.

Care sunt cele mai mari foci din lume?

de sud focile elefant- cei mai mari pinipede de pe planetă. Masculii ajung la o lungime de 5 metri și o greutate de până la 4000 de kilograme. Femelele au jumătate din mărime și sunt mai ușoare. Acești giganți trăiesc în principal pe insulele din jurul Antarcticii. Elefanții de foc de nord sunt mult mai mici și trăiesc împreună coasta de vest America de Nord.

Notă: dacă sunteți interesat să lucrați la Avon, atunci toate informatie necesaraîl puteți obține pe resursa de internet avon4life.ru.

Ce animal terestru este înrudit cu sirena?

Sirenele sunt singurele mamifere marine vegetariene. Ei mănâncă alge care cresc în apele calde și puțin adânci ale Oceanului Atlantic. Este chiar greu de imaginat că aceste animale marine sunt rude îndepărtate ale elefanților. În funcție de specie, ating o lungime de 2,5-4 metri și cântăresc 250-1500 de kilograme. Nu sunt la fel de mari ca rudele lor pământești. Sirenele rămân întotdeauna în apele de coastă și adesea foarte puțin adânci. Speciile de sirene sunt lamantinul și dugongul.

Ce mamifere nu pot părăsi mediul acvatic?

Balenele și sirenienii nu pot părăsi mediul acvatic, deși strămoșii lor care au trăit cu multe milioane de ani în urmă au putut să facă acest lucru. Ele doar apar un timp scurt pentru a expira aerul uzat din plămâni și a inspira aer proaspăt. Apoi se cufundă înapoi în adâncurile mării.

Care mamifere marine parcurg cele mai lungi distante?

Deținătorul recordului în această „disciplină” este balena cenușie. Acest animal, a cărui lungime este de 13-15 metri și cântărește până la 35 de tone, înoată de la 10.000 la 20.000 de kilometri în fiecare an. Oceanul Pacific. Balena migrează între zonele în care se hrănește și se reproduce. Deoarece trăiesc în medie de la 40 la 50 de ani, o balenă în viața sa acoperă o distanță care corespunde aproximativ distanței până la Lună și înapoi.

Care mamifer se poate scufunda cel mai adânc?

Dintre toate mamiferele, cașalot este capabil să se scufunde cel mai adânc - până la 1200 de metri. Au fost chiar și indivizi care, vânând sepie, au coborât până la 3000 de metri. Caşaloţii, a căror lungime este de 18 metri şi cântăresc 50 de tone, pot rămâne la o adâncime de până la două ore fără a se ridica la suprafaţă pentru oxigen.

»

Unele animale marine pot supraviețui fără oxigen pentru o perioadă destul de lungă. De exemplu, pentru un cașalot care se scufundă la o adâncime de aproape un kilometru, cantitatea de aer pe care o inhalează înainte de aceasta este suficientă pentru a finaliza o scufundare atât de adâncă, iar focile se simt destul de confortabil timp de cel puțin o jumătate de oră fără a dă viață. gaz.

pe această temă

Multă vreme, oamenii de știință nu au putut înțelege cum au reușit să facă acest lucru, dar destul de recent, experții britanici par să fi descoperit această problemă. În mod paradoxal, electricitatea joacă un rol major în acest sens. Cercetătorii și-au propus să studieze compoziția mioglobinei, o proteină care leagă oxigenul necesar funcționării mușchilor mamiferelor. S-a dovedit că la animale, cum ar fi focile și balenele, este cu adevărat proprietate unică acumulează cantități mari de oxigen, fără a afecta organismul. Experimentele conduse de Dr. Michael Berenbrink, care lucrează la Universitatea din Liverpool și Institutul de Biologie Interactivă și publicate în revista științifică Science, i-au permis să concluzioneze că animalele marine sunt capabile să acumuleze cantități mult mai mari de oxigen decât animalele terestre, ceea ce este explicate în primul rând prin caracteristicile lor mediul natural un habitat. Potrivit omului de știință, al lui sarcina principala A fost posibil să înțelegem de ce, la concentrații mari în organismele animalelor marine, proteinele nu „se lipesc împreună”.

S-a dovedit că moleculele lor au aceeași sarcină electrică (pozitivă) și, prin urmare, se resping reciproc. Acest „truc fizico-chimic” permite animalelor marine să acumuleze cantități mari de oxigen, deoarece moleculele „lucrează” autonom în acest sens și nu își irosesc resursele interacționând între ele. Potrivit dr. Berenbrink, ei, ca aceiași poli ai diferiților magneți, se resping reciproc. Această caracteristică, care a apărut ca urmare a evoluției, permite animalelor marine să stocheze oxigenul în volume mult mai mari și mult mai rapid decât sunt capabile să facă animalele terestre.

Cercetătorii de frunte sunt de părere că această descoperire importantă le va permite să înțeleagă în detaliu ce schimbări au avut loc la mamifere în ansamblu și în organele lor individuale pe parcursul dezvoltării lor. Când habitatul s-a schimbat, procesele de respirație s-au schimbat semnificativ, permițând animalelor să existe în condiții naturale complet noi. Trebuie remarcat faptul că acest lucru s-a întâmplat de-a lungul a milioane de ani în mod evolutiv și, practic, animalele marine au păstrat metoda originală de asimilare a oxigenului, „modernizându-l” și îmbunătățind-o în mod semnificativ.