ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОРДЫ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОРДЫ
Быстроногие существа
Можно сказать, что скорость перемещения в пространстве для любого живого организма -это во многом жизнь. Если организм быстро передвигается, значит, у него возрастают шансы спастись от острых зубов хищника.
И многие животные довольно активно прибегают к этой мере защиты, устанавливая порой настоящие рекорды скоростей. Но поскольку мелкому животному за крупным угнаться очень сложно, например, мыши за гепардом, говоря о рекордах, следует принимать во внимание отношение длины тела организма к расстоянию, которое он преодолел за единицу времени. Кроме того, наверное, следует учитывать, где этот рекорд установлен: на суше, в воздухе или воде. А это значит, что мы будем искать рекордсменов среди бегунов, летунов и пловцов.
Итак, бегуны. Несомненно, самым быстрым обитателем земли является гепард. В погоне за добычей он может пробежать полукилометровую дистанцию со 120-километровой скоростью. При этом ускориться до 100 километров час он может за. три секунды. Столь высокая скорость позволяет этому зверю эффективно охотиться на открытых пространствах, в частности, в степях.
Бегущий гепард
Во время погони гепард совершает 6-8-метровые прыжки. Причем при столь огромной скорости он может быстро менять направление бега. И в этом ему помогают когти, играющие роль шипов. Частота же дыхания гепарда во время этого «спринтерского броска» достигает 150 раз в минуту.
А поскольку скоростной рывок требует такого расхода кислорода, который не могут долгое время предоставлять сердце и лёгкие, стремительный бег гепарда продолжается всего около двадцати секунд. И если жертву хищник не настигнет на первых сотнях метров, он прекращает преследование. Но удача «улыбается» хищнику, он сбивает добычу с ног ударом передней лапы, а затем ее душит.
Впрочем, эта быстроногая кошка считается в Африке одним из самых слабых крупных хищников. Дело в том, что гепарду требуется как минимум около получаса, чтобы отдохнуть после погони. И в это время леопарды и львы безбоязненно «конфискуют» у гепарда его добычу.
Более того, гепард ест только тех животных, которых убил сам. Поэтому он лишь изредка прячет в кусты недоеденную жертву, чаще всего охотится каждый раз заново.
Мало уступает в скорости гепарду и вилорогая антилопа, на которую он охотится. При длине тела 100-130 сантиметров и массе - 35-60 килограммов, она может развить скорость до 100 километров в час. При этом в таком темпе животное может бежать 5-6 километров. Столь же быстрому бегу антилопы обязаны толстой трахее, объемистым легким и большому сердцу. А наличие хрящевых подушечек на передних ногах позволяет вилорогам свободно перемещаться по каменистой почве.
Антилопы - млекопитающие стадные. В связи с этим у них существует довольно интересная система коммуникационных сигналов. Так, при возможной опасности животное-сторож взъерошивает волосы белого «зеркала», расположенного в хвостовой части тела. В результате этого действа оно становится похожим на большую пуховую подушку. Другие животные этот сигнал опасности, видимый с четырехкилометрового расстояния, моментально дублируют, и состояние тревожной готовности вскоре охватывает все стадо .
Но, помимо этих двух скороходов, своими беговыми качествами могут похвастать также антилопа гну, лев, газель Томпсона, которые в критических ситуациях развивают скорость до 80 километров в час. А вот другие млекопитающие бегают намного медленнее: например, заяц, олень, шакал или жираф бегут со скоростью чуть больше 50 километров в час.
В тройке сильнейших сухопутных бегунов находится и представитель птичьего племени -всем известный страус. Благодаря мощной мускулатуре ног он может бежать со скоростью 85-90 километров в час. При этом на такой приличной скорости страусы умудряются еще и вписываться в крутые повороты. Такая способность этих птиц связана с их короткими крыльями, которые в это время выполняют функцию руля.
А какие же скоростные успехи демонстрируют другие классы животных? Конечно, так бегать быстро, как гепард или страус, они не могут, но тем не менее их скоростные результаты тоже впечатляющие. Так, черная игуана из рептилий, обитающая в Коста-Рике, однажды «промчалась» со скоростью 34,9 километра в час.
Еще у одной рептилии - у хлыстохвостой ящерицы-бегуна - тоже довольно приличная скорость: 29 километров в час. Кстати, у этих животных имеется одна уникальная особенность в физиологии: их популяции состоят лишь из самок, откладывающих неоплодотворённые яйца, из которых вылупливаются опять же только самки. Но, несмотря на это, во время размножения самки спариваются, при этом одна из них выполняет функции самца.
Судя по приведенным выше данным, можно подумать, что только животные, имеющие конечности, могут быстро перемещаться. Оказывается, это не так: у самой быстрой в мире змеи - черной мамбы - была зафиксирована скорость передвижения на земле почти 19 километров в час. А в ветвях кустарников она перемещается еще стремительнее. Кстати, это самая ядовитая змея Африканского континента. Человек погибает от ее укуса в течение получаса, если, конечно, не приняты соответствующие меры.
Что же касается беспозвоночных, то и здесь есть свои рекордсмены, которые порой бегают даже быстрее известных змей или ящериц. Например, длинноногие сольпуги рода Solpuga -самые быстроходные среди пауков: спринтерские дистанции они могут пробегать со скоростью 16 километров в час. А если учесть, что та же сольпуга имеет средние размеры около 5 сантиметров, а, например, черная мамба - 3 метра, то рекордсмен-паук бегает быстрее не только змеи, но и гепарда. Ведь для сольпуги 16 километров - это 320 000 ее длин тела в час, или 90 - в секунду.
В поведении сольпуг исследователи отмечают также и несколько любопытных особенностей. Так, в момент опасности они закидывают заднюю часть на переднюю и начинают пищать, прыгать на одном месте и размахивать длинными педипальпами.
Вот что об этом пишет Альфред Брем: «Как слон поднимает вверх свой хобот, когда дотронется до незнакомого ему предмета, так и бихорка закидывает вверх свои щупальца. Но когда она наметит себе добычу, то бросается на нее одним прыжком и вонзает в нее свои клешни». Следует иметь в виду, что «щупальцами» Брем называл педипальпы, а «клешнями» - хелицеры.
Рацион сольпуг очень разнообразен. Добычу свою они находят при помощи органов осязания, зрения или по вибрациям почвы, а затем или преследуют жертву, или нападают на нее из засады. Кроме того, они с удовольствием проникают в пчелиные ульи, опустошая их, проламывают хелицерами стенки термитников, истребляя их обитателей. Но и у сольпуг тоже немало врагов, в числе которых крупные пауки, амфибии, ящерицы, лисы, медведи, барсуки и прочие животные.
В качестве защиты от врагов пустынная сольпуга Galeodes grand на глубине 10-20 сантиметров с помощью хелицер и второй пары ходильных ног роет настоящие катакомбы длиной в несколько метров, а вход в нее забивает пробкой из сухих листьев.
Кстати, долго считалось, что сольпуги ядовиты. Действительно, укус их мощных хелицер и впрямь болезнен. Однако у сольпуг нет ни ядовитых желез, ни яда.
А вот среди наземных насекомых самыми лучшими бегунами являются американские тараканы - крупные четырехсантиметровые рыжие существа. В 1991 году представитель этого вида развил скорость 5,4 километра в час, или 50 длин тараканьего тела за секунду.
Кстати, американские тараканы обладают одной уникальной физиологической особенностью: они могут не потреблять каротин годами, но его содержание в глазу остается постоянным, а зрение - нормальным. А ведь для большинства организмов недостаток каротина приводит к ухудшению зрения, особенно в темноте.
Ученые провели любопытный эксперимент: одну группу тараканов они кормили сахаром, водой, белым хлебом, то есть продуктами, в которых было очень мало предшественников каротина - каротиноидов, а другую - морковным соком, в котором этих веществ с избытком.
Спустя шесть месяцев объем каротина в теле тараканов двух групп различался тридцатикратно. В то же время в глазах у обеих групп количество каротина было одинаковым. То есть таракан каким-то способом ухитряется поддерживать стабильный уровень этих веществ в глазах независимо от диеты. Причем, это постоянство животные сохраняют очень долго. Ученые исследовали тараканов, у которых и отцы и деды сидели на хлебе и воде, но уровень каротиноидов оставался у них неизменным.
Причина такой невероятной стабильности в том, что американский таракан при избытке каротиноидов в пище начинает накапливать их в кишечнике, причем в огромных количествах. Но если каротиноидов в еде нет, насекомое начинает самостоятельно их синтезировать. В результате взаимодействия этих двух механизмов уровень каротиноидов в глазу таракана поддерживается на постоянном уровне, и никакая диета не может его изменить.
Быстрокрылые
Следующими в нашем разговоре должны, наверное, стать покорители шестого океана: птицы и насекомые. Эти организмы обладают не только относительными, но и абсолютными рекордами в скорости.
Так, сокол-сапсан - самая быстрая птица на планете. Когда он пикирует с высоты вниз, то в этот момент скорость полета достигает свыше 320 километров в час. А в 2005 году пикирующий сапсан развил скорость 389 километров в час.
Этот крылатый «снаряд» во время атаки сбивает добычу ударом когтистых лап. Причем удар бывает настолько силён, что у жертвы нередко разрывается тело.
Сокол-сапсан в полете
Сапсаны - приверженцы многолетних семейных отношений, впрочем, как и определенной гнездовой территории, на которой они живут и которую защищают в течение долгого времени. Так, на небольшом острове у берегов Уэльса ученые обнаружили скальный уступ, где птицы гнездились, по крайней мере, с 1243 года.
Очень любопытно брачное поведение этих птиц. Чаще всего к месту будущего гнездовья прилетает самец. Чтобы обратить внимание самки, он совершает разнообразные фигуры «высшего пилотажа»: кружится по спирали, внезапно ныряет или кувыркается. Когда самке самец понравится, она садится от него на небольшом расстоянии. Когда же пара сформируется окончательно, сидящие рядом птицы внимательно рассматривают друг друга, чистят партнерам перья или обгрызают ногти. Помимо этого, в брачный период самец часто кормит самку, на лету передавая ей пойманную им добычу. Принимает же ее самка в воздухе, переворачиваясь вверх ногами.
Другой птицей-рекордсменом является иглохвостый стриж: средняя скорость полета этой птицы - 120-180 километров в час. На отдельных же участках полета птица развивает скорость до 300 километров в час. Такая же невероятная скорость полета и у черного стрижа.
А вообще черный стриж - это поистине феномен в мире птиц. Так, в случае голодания температура тела у этих птиц иногда опускается до 20 градусов, хотя стрижи, как известно, теплокровные организмы. При этом взрослые особи и птенцы даже могут впадать в оцепенение.
В то время как у других насекомоядных птиц птенцы исключительно чувствительны к недостатку пищи и гибнут после однодневной, в крайнем случае, двухдневной голодовки, птенцы стрижей могут прожить без еды и девять, и даже двенадцать дней. А вот взрослые стрижи такого длительного перерыва в питании выдержать не могут и погибают значительно раньше.
Но бывает, что стрижи совсем по-иному реагируют на недолговременные неблагоприятные условия. Так, когда появляется дефицит в кормах во время насиживания, стрижи выбрасывают свои яйца из гнезд, причем независимо от того, насколько далеко зашло развитие зародыша. Да и длительность насиживания у стрижей тоже весьма изменчива: она колеблется между 16 и 22 днями.
В своем поведении стрижи перевернули с ног на голову еще одну хорошо известную в орнитологии закономерность: у них, в отличие от большинства птиц, у которых с продвижением на север число яиц в кладке увеличивается, наоборот - уменьшается.
Еще одно устоявшееся мнение поколебали эти удивительные птицы. Их птенцы могут летать и самостоятельно кормиться сразу же после вылета из гнезда. Поэтому у них отсутствует период «семейной» жизни после гнездового периода. Случается, что молодые стрижи, как только покинут «родительский дом», сразу же оставляют и свою гнездовую территорию. Но бывает и так, что оба родителя или один из них покидают птенцов, когда они еще находятся в гнезде. Следовательно, в обоих случаях «детишки» начинают свою самостоятельную жизнь без родительской помощи.
Миниатюрная птичка колибри тоже развивает огромную скорость в полете - на коротких отрезках до 100 километров в час. Да и вообще этих изящных пичуг, без всякого сомнения, можно назвать одними из лучших летунов в мире пернатых. Они могут без труда перемещаться вперед, назад, вверх, вниз, в стороны, способны неподвижно зависать в воздухе, а также взлетать и приземляться вертикально.
Когда колибри замирает в воздухе, её крылья, как и у многих насекомых, описывают восьмёрку. Такая траектория позволяет птице оставаться практически неподвижной, а также поддерживать в равновесии ее тельце в то время, когда она принимает вертикальное положение.
Кроме того, чтобы зависнуть в воздухе, птице необходимо совершать крыльями около 5080 взмахов в секунду! Во время же любовных игр частота взмахов может достигать рекордной величины - 200 в секунду.
Такие особенности летательного аппарата позволяют колибри почти мгновенно достигать максимальной скорости после вылета из гнезда, а также почти сразу же останавливаться во время приземления на тонкую веточку.
Чем же обусловлены столь удивительные летательные способности колибри?
Во-первых, скелет этих птиц имеет особое, характерное только для них, строение. Так, большинство костей колибри пористые, хотя некоторые - кости крыла и лап - полые. Плечевая кость и предплечье - прямые и короткие, а локтевые и запястные суставы вообще не двигаются, благодаря чему конструкция крыла приобретает жесткость. Такая конструкция плечевого пояса обеспечивает быстрые и резкие взмахи, предотвращая сгибания крыльев.
Во-вторых, несмотря на свои миниатюрные размеры, колибри имеют довольно массивные мышцы крыла: они составляют почти половину массы ее тела.
Благодаря такой конструкции летательного аппарата колибри может мгновенно менять угол крыла, совершая уникальные перемещения в воздухе, которые не под силу любой другой птице.
Дыхательная система колибри тоже имеет ряд оригинальных конструктивных особенностей, позволяющих им спокойно порхать в воздухе. Например, она объединяет 9 воздушных мешков, соединенных дыхательными трубками с легкими. Когда колибри находится в движении, грудные мышцы выталкивают воздух сначала в эти мешки, а уже из них - в легкие, создавая, таким образом, максимальный приток воздуха, когда птица наиболее активна и особенно нуждается в кислороде.
Другие птицы тоже демонстрируют высокие скоростные результаты, но тем не менее сапсану, стрижу или колибри они уступают. Так, сизый голубь летит со скоростью 73 километра в час, дрозд-рябинник - 70, клест и обыкновенная галка - 60, черный дрозд - 53 километра в час.
У зяблика, чижа, чирка-свистунка, серого журавля, озерной чайки, обыкновенной кряквы -скорость 50 километров в час, а у воробья - 39.
Очень серьезную конкуренцию птицам в скорости полета составляют насекомые -единственные представители беспозвоночных, имеющие крылья и освоившие воздушную среду.
Имеются надежные данные относительно скорости полета саранчи Schistocerca gregaria - 33 километра в час и хлопковой совки Helicoverpa zea - 28 километров в час.
В то же время некоторые авторы указывают, что максимальная скорость полета стрекозы достигает 57 километров в час, а другие - что в момент преследования добычи эти хищницы совершают броски со скоростью 100 километров в час. Правда, эти данные научного подтверждения пока не получили.
А вот то, что некоторые бражники из чешуекрылых насекомых развивают скорость до 50 километров в час, известно точно. Эти насекомые имеют заостренные крылья, обтекаемое тело и мощную крыльевую мускулатуру. Если сопоставить скорость полета и размеры тела насекомого, то его относительная скорость будет в 5 раз выше, чем у современного реактивного самолета. Бражники способны зависать в воздухе, и, подобно колибри, высасывать длинным хоботком нектар из цветов, не присаживаясь на них. Во время полета потребление кислородау бабочек возрастает в 150 раз по сравнению с состоянием покоя.
Однако самым скоростным насекомым считается слепень. Этот крупный (до 3 сантиметров в длину) представитель семейства мух, широко распространенный во многих заболоченных местах, обычно носится в воздухе со скоростью 22,4 километра в час. Но иногда он ускоряется и до 60 километров в час.
Возможно, что многие насекомые летают и быстрее, но проверенных данных на их счет нет. Например, в некоторых источниках говорится, что скорость совки ипсилон Agrotis ipsilon может достигать 97 и даже 113 километров в час. Впрочем, цифра эта вызывает серьезные сомнения, поскольку даже насекомые, известные своими летными качествами, имеют значительно меньшие скорости. В частности: у шершня она равняется 25,2 километра в час, у пчелы - 22,4, у саранчи - 16, у комнатной мухи - 6,4 и т. д.
Рекордсмены в плавании
Трудно представить, что невидимая невооруженным глазом инфузория-туфелька может претендовать на место в группе самых быстрых пловцов. Но, оказывается, так оно и есть. Ученые установили, что скорость движения инфузории-туфельки приблизительно 2 миллиметра в секунду. А учитывая размеры этого одноклеточного существа, это означает, что туфелька за одну секунду проплывает расстояние, которое в 10-15 раз больше длины ее тела. И двигается столь быстро эта инфузория за счет 12 тысяч ресничек, которые находятся на поверхности ее тела.
Кстати, на дне пресноводных водоемов часто встречается хоть и не самый быстрый, но весьма оригинальный родственник туфельки - стилонихия - довольно крупное, до 0,3 миллиметра в длину, простейшее.
Тело стилонихии сильно сплющено, и по этой причине у нее легко различаются спинная и брюшная стороны, а также - передний и задний концы. На спинной стороне инфузории торчат одиночные щетинки, которые, как считается, выполняют осязательную функцию и никакой роли в перемещении животного не играют.
Те же структуры, которые связаны с движением и захватом пищи, сосредоточены у инфузории на брюшной стороне. Здесь находятся толстые и немногочисленные выросты, разбросанные отдельными группами по всему телу. Их называют брюшными циррами. Каждая из них состоит из нескольких десятков соединенных между собой ресничек.
При помощи цирр инфузория быстро, словно мышкующая лисица, передвигается по субстрату. Кроме «бегания», стилонихия может и прыгать, словно блоха. Эти кульбиты она совершает благодаря двум мощным хвостовым циррам, которые в ползании или «бегании» участия не принимают.
Цирры у стилонихи располагаются также и по обоим краям тела. А эти ресничные образования выполняют функции весел, то есть служат для плавания животного в толще воды.
А вообще самым быстрым из простейших является представитель жгутиковых монас стигматика. Этот одноклеточный организм может за 1 секунду преодолеть расстояние, в 40 раз превышающее длину его тела.
Великолепными пловцами являются головоногие моллюски, которые нам уже известны по многим рекордным результатам. Так, гигантский кальмар при длине тела 18 и щупалец - 10 метров, может развить скорость до 55 километров в час. И достигает он столь значительных результатов за счет реактивного движения.
Гигантский кальмар
А происходит реактивное перемещение следующим образом. Через мантийное отверстие, которое находится в передней части тела моллюска, в мантийную полость поступает вода. Набрав достаточно воды, моллюск закрывает мантийное отверстие и, сдавливая брюшные мышцы, с силой выталкивает струю воды, которая вырывается из сифона, точно снаряд из пушки. И реактивная сила, которая появилась в результате этих действий, толкает кальмара в противоположную сторону. И моллюск, словно ракета, проносится в толще воды задним концом тела вперед.
Однако кальмару все же далеко до тех скоростей, какие развивают некоторые рыбы. Конечно, максимально точно измерить скорость передвижения в естественных условиях живых организмов, в том числе и рыб, очень сложно. Однако ученым все же удалось провести несколько наблюдений, в ходе которых они и попытались выделить самых скоростных рыб.
Оказалось, что парусник в течение 3 секунд смог развить скорость почти 109 километров в час. Получила же эта рыба свое название благодаря высокому, похожему на парус, спинному плавнику, который начинается от затылка и тянется почти до хвостовой части рыбы.
Такую невероятную скорость парусник может развивать благодаря своему особому строению. Так, когда рыба разгоняется, парус складывается и прячется в специальную выемку на спине. То же касается анального и брюшных плавников. Но, когда рыба делает резкие повороты на большой скорости, плавники резко поднимаются.
Но, наверное, еще более важную роль, чем плавники, в быстром движении парусника играет эффективно используемая турбулентность, когда вода, обтекая тело, образует быстрые завихрения, которые уменьшают сопротивление воды.
Кроме того, парусники не имеют плавательного пузыря, который при высокой скорости перемещения не смог бы поддерживать давления на оптимальном уровне, а лишь являлся бы помехой.
Серьезную конкуренцию паруснику составляют и некоторые другие морские рыбы: тунец, марлин, меч-рыба. Кстати, марлин и меч-рыба даже претендуют на звание рекордсменов. Действительно, марлин иногда разгоняется до 130 километров в час, а меч-рыба - даже до 140 километров в час.
Но вот за счет чего меч-рыба может достичь такой скорости? - ученые пока не знают. Хотя и предлагают несколько ответов на этот вопрос.
Так, многие специалисты считают, что высокую скорость рыбы развивают благодаря своему «мечу», который создает кавитацию, представляющую собой процесс образования в жидкости полостей, или пузырьков, заполненных паром.
И когда меч-рыба достигает максимальной скорости, значительная часть ее тела оказывается в зоне кавитации, то есть в водогазовой смеси. Теоретически это должно в значительной степени снижать сопротивление среды.
Определенную роль в повышении скорости ученые отводят и жабрам. Замечено, что во время быстрого движения рот и жаберные крышки у рыбы постоянно открыты. Через жабры вода постоянно течет, причем скорость ее тока рыба может регулировать, сужая или расширяя жаберные щели. То есть рыба может задать этому потоку скорость большую, чем скорость движения ее самой. И тогда этот поток «смывает» с ее тела слой воды, что еще больше увеличивает скорость рыбы.
Очень важным скоростным фактором является и температура тела рыб, которые, как известно, относятся к холоднокровным животным. Впрочем, рыбаки давно заметили, что поверхность тела скоростных рыб на несколько градусов теплее окружающей воды.
Так, при температуре воды в океане, например, 25-28 градусов, температура тела меч-рыбы или тунца - около 40-41 градуса.
Оказалось, что в теле этих рыб, недалеко от жабр, находится пара сосудистых сплетений.
Крупные сосуды, идущие к жабрам и от жабр, разветвляются на множество мелких сосудиков, которые тесно переплетаются, но нигде не соединяются друг с другом. Таким образом, кровь, поступающая в жабры, охлаждается противотоком, но, охлаждаясь, она подогревает кровь, идущую из жабр: потери тепла снижаются, и становится возможным повышение температуры тела.
Итак, с помощью различных конструктивных ухищрений меч-рыба, тунец, парусник добиваются рекордных скоростей.
Что же касается скоростных качеств акул, то эти рыбы на удивление плавают сравнительно медленно, передвигаясь с крейсерской скоростью примерно 8 километров в час. Однако во время охоты акула может разогнаться и до 20 километров в час. Впрочем, акула-мако способна достичь скорости и 50 километров в час. Впрочем, подобные скоростные рывки совершает и белая акула. И связаны эти способности акул с теплообменным механизмом, который характерен меч-рыбе или тунцу.
Кстати, кроме хвоста и плавников, у акул есть еще один двигатель - «реактивный», то есть такой же, как и у кальмаров.
Включается он тогда, когда хищник, точно из ракетного сопла, с силой выталкивает воду из жаберных щелей и за счет этого толчка движется вперед. И что удивительно, к такому способу передвижения прибегают в основном спящие на ходу акулы.
Но, оказывается, есть рыбы, которые плавают медленнее, чем летают. Это так называемые настоящие летучие рыбы: у них и впрямь скорость в воде около 30 километров в час, а в полете - достигает 60.
Даже оторвав свое тело от воды, летучая рыба продолжает работать нижней лопастью своего хвостового плавника. Таким путем она получает дополнительное ускорение и увеличивает дальность полета. Используя хвостовой плавник как своеобразный ускоритель, некоторые рыбы, как брошенный по воде камень, лишь коснутся поверхности океана и летят дальше, преодолевая таким образом расстояние в полтора, два и даже три километра.
Летают эти рыбы в основном ночью. Потому что с наступлением темноты на охоту выходят ночные водные хищники, и летучие рыбы спасаются тем, что переходят из водной стихии в воздушную среду .
Самые же быстрые морские млекопитающие - это касатки. Они могут достичь скорости 55,5 километра в час. Этот результат был зафиксирован в Тихом океане в 1958 году.
Живут эти дельфины стайными сообществами. Причем, как показали наблюдения, у них очень прочные семейные связи. Например, в стаде находится сразу несколько поколений, причем случаи агрессивного поведения стада практически не зарегистрированы.
Для общения между собой и во время охоты касатки используют эхолокацию, то есть высокочастотные импульсы, которые они регулярно издают.
Объектами питания для них служат самые разнообразные морские организмы: кальмары, рыба, в том числе и акулы, дельфины, тюлени, пингвины и даже моржи, нарвалы и усатые киты, на которых касатки, словно волки, набрасываются стаей, разрывая их на куски.
Нередко они применяют разные хитрые тактические приемы. Так, увидев на льдине пингвина, они подплывают снизу и ударом головы просто разламывают льдину. Оказавшаяся в воде птица моментально становится их добычей.
Аппетит же у этих хищников невероятный: например, в кишечнике одной из касаток были обнаружены остатки 13 дельфинов и 14 моржей.
Рекордсмены по рытью нор
Очень многие животные, спасаясь от хищников или неблагоприятных условий внешней среды, роют норы, которые порой достигают огромной длины.
Взять хотя бы черепаху гофер, обитающую в пустынях юго-запада США и северо-запада Мексики.
Эта рептилия крупными габаритами не отличается: длина ее около 38 сантиметров, а вес -до 9 килограммов. Однако даже при таких небольших размерах черепаха-гофер роет довольно глубокие норы. Нередко они достигают длины 14 метров и глубины - 3 метров.
В конце норы черепаха выкапывает просторную камеру, в которой отдыхает и спит. В своих подземных апартаментах она скрывается от хищников, а также пережидает неблагоприятные погодные условия.
Следует заметить, что в норах гофера нередко находят пристанище норные совы, скунсы, опоссумы, лягушки-гоферы, змеи и другие животные.
Но 14-метровые тоннели черепахи гофер - это далеко не рекорд. Рекордсменом по длине вырытых ходов, вероятнее всего, следует считать крота: зоологи утверждают, что этот зверек за одну ночь способен «пробить» туннель длиной в 60 метров.
А вообще норы кротов - это сложное подземное сооружение, состоящее из сети связанных между собой ходов диаметром около 5 сантиметров. Эти коридоры многократно ветвятся, пересекаются. На тех же участках, где кротов особенно много, норы располагаются в несколько ярусов, а перекрестки часто используемых подземных тоннелей расширяются до 10-15 сантиметров в диаметре. В этой системе «катакомб» имеются также постоянные ходы, которые пролегают на глубине 10-20 сантиметров. По этим подземным трассам передвигаются многие кроты, причем порой эксплуатируют их в течение нескольких лет.
Следует заметить, что кроты преподнесли физиологам один любопытный сюрприз: оказывается, летом кроты едят больше, чем зимой, хотя в этот период активность у них не снижается, и они не впадают в спячку.
Известный нам по самым длинноносым животным трубкозуб тоже роет протяженные -порой до 20 метров длины - норы.
Трубкозуб, роющий нору
Подземные убежища сооружают и утконосы. У этих животных норы могут иметь длину от 1 до почти 30 метров с многочисленными ответвлениями.
В густом лесу, обычно на крутом склоне холма или оврага, можно наткнуться на довольно большое отверстие, стенки которого отшлифованы так, словно их подвергли специальной обработке. При виде такой дыры в земле в голову приходит естественная мысль, что это, наверное, вход в подземное жилище какого-нибудь лесного зверя. И, скорее всего, лисицы.
Конечно, нора может принадлежать лисе - тоже классному специалисту по рытью подземных укрытий. Но в данном случае - это лаз в гнездо барсука - признанного мастера подземных и вместе с тем удивительных сооружений, которые порой простираются на десятки метров.
Но такими они становятся не сразу. Сначала барсук роет обычную нору, которая заканчивается гнездовой камерой. И глубина норы далеко не маленькая - 2-3 метра. Но это только начало того большого строительства, которое барсук продолжит в будущем.
Так, уже в следующем году старое жилье зверь расширяет и углубляет, пристраивает к нему новые коридоры и дополнительные камеры. И такими работами по расширению своих подземных катакомб бapсучий занимаются не год и не два, а в течение многих десятков лет, из поколения в поколение. А имея сильные лапы с длинными крепкими когтями, свои норы бapсучий роют довольно быстро и легко.
В результате такой активной строительной деятельности под землей появляется целый бapсучийft город, в котором общая длина коридоров иногда достигает двухсот и более метров, а количество входных отверстий приближается до полусотни.
Вообще же барсук - зверь достаточно мирный и добродушный, всеми способами избегающий конфликтов с другими животными. Даже лисиц, которые нередко вселяются в его жилище, барсук почти никогда не гонит вон. А если такое и случается, то довольно редко, хотя соседство этих животных особо его не радует.
И вовсе не потому, что лисица со своим семейством захватывает часть барсучьей территории, а потом жизнерадостные лисята устраивают шумные игры. Дело в другом: в той ужасной грязи, которая с вселением нечистоплотной лисы появляется в барсучьих хоромах.
Ведь сам барсук - существо в высшей степени аккуратное: возле его норы всегда чистота и порядок, потому что все отходы, оставшиеся после еды, барсук сносит в особые ямки -«уборные». И когда такая ямка заполняется, зверь зарывает ее и копает новую.
Внутри самого помещения барсук тоже очень тщательно следит за порядком: например, подстилку из сухих листьев и мха меняет по несколько раз за лето. Даже отправляясь на охоту, он приводит себя в должный порядок, словно не за добычей идет, а на любовное свидание: от прилипшей земли очищает мех, причесывает мятые шерстинки.
И вдруг рядом с таким аккуратистом и чистюлей поселяются нечистоплотные лисицы, разбрасывающие кости и остатки еды и, соответственно, распространяющие вокруг себя ужасный запах. Порой, не выдержав таких неаккуратных соседей, барсук сам уходит из своей норы. И роет новую.
Иногда в соседи к барсуку набиваются енотовидные собаки. И если они его не тревожат и относятся с должным почтением, против такого соседства он абсолютно не возражает. Он продолжает вести спокойную, размеренную жизнь: днем спит, ночью в поисках еды бродит по лесу, уходя довольно далеко, иногда километров до десяти от своей норы.
Настоящие подземные особняки строят и сурки. И в этом нет ничего удивительного, если знать, что большую часть своей жизни эти животные проводят под землей. Норы у сурков имеют разное назначение и поэтому отличаются различной степенью сложности. Так, защитные норы - короткие и с одним входом. А вот летние, или выводковые, норы имеют гнездовую камеру и сложную систему ходов и связаны с поверхностью несколькими (иногда до 15) выходами. Зимние же норы устроены хоть и просто, но зато гнездовые камеры у них иногда находятся на глубине 5-7 метров. Есть у сурков и постоянные летне-зимние норы, протяженность ходов которой в особых случаях достигает 65 метров.
При рытье постоянной норы один сурок выбрасывает на поверхность до десяти кубометров грунта, в результате чего образуется холм, или сурчина, высотой до 1 метра и поперечником - до 15 и даже 30 квадратных метров. В сухих степях эти «мини-холмы» сохраняются иногда сотни лет.
Роют норы и суслики. Но в сравнении с норами сурка, их подземные жилища небольшие: до 1,5 метра глубиной.
Но даже суркам не сравниться с норными успехами слепышей - небольших степных зверьков, у которых общая длина ходов иногда достигает более 800 метров!..
Следует отметить, что норные жилища строят и некоторые птицы. Например, ласточки-береговушки, зимородки. Эти птахи роют норы в обрывистых берегах рек, озер, ручьев. Причем норы довольно глубокие: до метра длиной. А вот золотистые щурки, являющиеся близкими родственниками зимородков, иногда прокладывают в обрывистых берегах и двухметровые тоннели .
Устройством подземных апартаментов занимаются и некоторые рыбы. Например, рыба-хохлач, обитающая на глубинах от 120 до 270 метров вдоль Атлантического побережья от канадской провинции Новая Шотландия до Южной Америки, роет норы, которые служат ей укрытием от акул. Эти норы имеют внушительные размеры: ширину до одного метра и глубину - до трех.
Переплетения нор, вырытых в местах обитания этого вида за многие тысячи лет, нередко приводили к обвалам с образованием глубоких ям. В итоге подобные катастрофы оказали определенное влияние на топографию морского дна в районе каньонаГудзон. Причем на площади около 800 квадратных километров.
10-20-сантиметровые тропические большеротые рыбы тоже освоили не совсем обычную для своего рода строительную специальность: они научились выкапывать ртом норы глубиной до метра и «облицовывать» их изнутри камешками и раковинами моллюсков.
Найдя неподалеку от своих сородичей подходящее для строительства место, большерот принимается за работу. Сначала он выкапывает в морском дне глубокую яму: огромным ртом он захватывает порции песка и оттаскивает их в сторону, так что на дне постепенно образуется воронка. С мелкими камешками и раковинками моллюсков он поступает точно так же, но затем использует их для облицовки кратера.
Затем на дне вертикальной шахты, обычно под камнем, морской строитель выкапывает одну или несколько жилых камер, форма которых варьирует в зависимости от характера грунта. Часов через семь, когда подземные работы уже закончены, большерот выравнивает грунт вокруг «новостройки», чтобы ее не было заметно.
Днем рыба подстерегает у входа в нору добычу, а ночью и в случае опасности прячется в шахте, предварительно прикрыв вход в нее камешком или раковиной.
Немало организмов, ведущих норный образ жизни, имеется и среди беспозвоночных. И, наверное, самыми известными из них являются дождевые черви. Трудно даже представить себе, что эти нежные на вид существа могут рыть вертикальные шахты, глубина которых достигает 4-5 и даже 8 метров. Когда червь зарывается в землю или «пробуравливает» новый ход в глубине почвы, он использует свой передний конец как клин, попеременно то сужая, то вытягивая его. Таким способом червь, расталкивая песчинки и частицы грунта в стороны, продвигается вперед.
Важную роль в подземном строительстве играют щетинки, которыми утыкано тело животного: они препятствуют соскальзыванию червя назад при его продвижении.
Некоторые насекомые тоже роют норки. Причем кое-кто из этих шестиногих существ, учитывая их размеры, прокладывает довольно глубокие «шахты». Например, жук кравчик обыкновенный. При длине тела 12-20 миллиметров этот черный жучок порой зарывается в землю на 100-120 и более сантиметров. То есть он копает «колодцы», глубина которых почти в 100 раз больше тела жучка. Причем всю эту работу он проделывает с помощью челюстей и лапок.
У других навозников - геотрупов - норки тоже приличной глубины. Например, обыкновенный навозник, имея среднюю длину тела около 20 миллиметров, зарывается вглубь на 60 и более сантиметров.
Кстати, знаменитый французский энтомолог Ж. Фабр, посвятивший многие годы жизни изучению этих жуков, заметил, что в тихие и теплые летние вечера навозники летают с громким жужжанием, разыскивая кучки навоза. А вот в холодную погоду или перед похолоданием они остаются в своих норках.
Строят глубоко уходящие в землю вертикальные шахты и пауки рода немезия. А чтобы построить подземное убежище, им порой приходится вытащить наружу до 100 кубических сантиметров грунта, что в 500 раз больше веса самого землекопа. О конструктивных же особенностях удивительных паучьих гнездышек более подробно мы расскажем в другом месте.
Глубоководные организмы
Где могут обитать самые глубоководные организмы Земли? Конечно же, в самом глубоком месте океана. А таковым является Марианская впадина, или, как ее иногда называют, «четвертый полюс Земли» (Северный и Южный - географические полюсы, Эверест и Марианская впадина - геоморфологические). Находится она на расстоянии 320 километров к югу от острова Гуам в Марианском архипелаге и имеет глубину 11 022 метра.
О том, что на таких глубинах возможна жизнь, ученые даже не могли предположить. Ведь давление здесь достигает более 1100 килограммов на квадратный сантиметр, а температура -около нуля градусов. Однако результаты нескольких погружений, осуществленных в последние десятилетия, показали, что жизнь в адской бездне все же существует.
Глубоководный житель Марианской впадины
Так, японский автоматический батискаф «Кайко» во время погружения в 2002 году смог добыть грунт из глубины 10 900 метров. Впоследствии в нем было обнаружено 13 видов неведомых науке одноклеточных существ, размеры которых колеблются от 0,5 до 0,7 миллиметра.
На небольших камешках, добытых с глубины 10 километров, ученые обнаружили миниатюрные образования, похожие на лейки. В таком «домике» находился 10-15миллиметровый полип, от которого отделялась дисковидная медуза атолла и поднималась в толщу воды. Здесь она вырастала до 15-20 сантиметров в диаметре.
В 2009 году на дно Марианской впадины опустился американский глубоководный аппарат «Nereus». В ходе проведенных исследований на поверхности грунта было замечено множество гидротермальных отверстий, из которых в воду выделялся сульфид водорода и различные минералы. Эти продукты являлись источником пищи для особых барофильных бактерий, которыми питаются другие микроорганизмы, а ими, в свою очередь, утоляют голод более крупные жители Марианской впадины.
Кроме того, возле гидротермальных источников, температура которых около 300 градусов Цельсия, была обнаружена целая колония крабов, относящихся к неизвестному виду.
В целом же значительная часть видов глубоководных ракообразных имеют довольно длинные ноги и к тому же, по сравнению со своими родственниками, обитающими на меньших глубинах, достигают громадных размеров. Примером такого гигантизма может служить один из видов изопод, который более чем в два раза превышает длину обитателей верхних слоев океана. То же самое касается креветок мизид и амфипод, которые водятся на дне впадин.
По мнению некоторых ученых, подобный гигантизм объясняется неимоверным давлением, которое, скорее всего, способствует ускорению метаболических реакций и, соответственно, увеличению размеров животных.
Следует обратить внимание еще и на тот факт, что в XX столетии, благодаря глубоководным исследованиям, был открыт даже новый тип животных, который назвали погонофорами, или «бородоносцами». Встречаются эти организмы во всех океанах, начиная с мелководья и кончая глубиной 10 000 метров.
Живут погонофоры в вертикальных трубках собственного изготовления, прикрепленных к донному грунту. В длину они могут достигать одного метра при средней толщине в несколько сантиметров. Их «борода» состоит из тонких полых щупалец, с помощью которых обеспечивает себя едой, а в случае опасности прячет в «хитиновый» домик.
У «бородоносцев» есть примитивный мозг, нервная система, сердце, красная кровь и даже признаки пола, но полностью отсутствует пищеварительная система, в том числе ротовое и анальное отверстия.
С помощью микроскопических вибрирующих волосков погонофоры создают ток воды, которая попадает в полые щупальца, где из воды извлекаются кислород и планктонные организмы.
По сути, погонофоры представляют собой промежуточное звено между хордовыми и беспозвоночными. Ведь расположение органов у них, как у хордовых, а анатомия указывает на родство с иглокожими организмами.
В глубоких океанических ложбинах нашли себе пристанище простейшие одноклеточные корненожки - фораминиферы, губки, многощетинковые черви, равноногие раки, бокоплавы, голотурии, двустворчатые и брюхоногие моллюски.
Что же касается рыб, то в настоящее время ученым известно 7 видов, обитающих в глубоководных желобах: это - три вида ошибневых и четыре вида морских слизней.
На рекордной глубине 8370 метров была выловлена абиссобротуля, а на 7800 метрах от поверхности - псевдолипарис.
Данные о биологии этихрыб практически отсутствуют, но, вероятнее всего, основным источником пищи для них являются донные ракообразные и, возможно, полуразложившиеся трупы других животных.
Учитывая слабую изученность океанических глубин, некоторые ихтиологи предполагают, что в Марианской впадине могли найти прибежище даже гигантские доисторические акулы -мегалодоны, обитавшие в земных океанах 2-2,5 миллиона лет назад. Эти древние хищницы имели длину 24 метра и вес - 100 тонн, а ширина пасти достигала у них 2 метра. Так вот, недавно в районе Марианской впадины нашли отлично сохранившиеся 10-сантиметровые зубы мегалодона, возраст которых всего от 24 до 11 тысяч лет.
Вообще же с глубиной количество обитателей дна постепенно уменьшается. Так, на глубине от 9900 до 10 500 метров число видов животных в 3 раза меньше, чем на глубине от 6000 до 6900 метров. С глубины в 7500 метров пропадают морские звезды, рачки-балянусы, мшанки, оболочники.
А вот морские млекопитающие продемонстрировать столь невероятные глубоководные рекорды не в состоянии. Так, зубатые киты-кашалоты в особых случаях погружались на рекордную глубину в 1200 метров, хотя некоторые авторы приписывают им и более высокие результаты - 3000 метров. Но последняя цифра, скорее всего, не соответствует действительно сти.
Рекорд погружения морского слона - 1250 метров, белухи (белого кита) - 647 метров, бутылконосого дельфина афалины - 535 метров, тюленя-крабоеда - 430, а усатого кита - 350 метров.
В том факте, что морские черепахи являются отменными пловцами, ничего удивительного нет: как-никак, а они порой совершают длительные морские путешествия, преодолевая огромнейшие расстояния.
Но вот то, что они к тому же еще и замечательные ныряльщики, кажется невероятным. А ведь эти рептилии и впрямь могут составить конкуренцию не только многим морским млекопитающим, но и рыбам. По крайней мере, в мае 1987 года биолог Скотт Эккерт заявил, что кожистая черепаха Dermochelys coriacea, на теле которой было установлено специальное устройство, регистрирующее давление, вблизи Виргинских островов покорила глубину 1200 метров.
Впрочем, оказывается, даже среди птиц есть рекордсмены по нырянию. Это - неуклюжие королевские пингвины.
А поскольку питаются они мелкой рыбой, планктонными ракообразными, некрупными головоногими моллюсками, то в поисках еды они совершают до 140 ныряний в день, погружаясь на 45-метровую глубину.
Установили этот факт с помощью миниатюрных датчиков американские ученые. По их мнению, императорские пингвины могут оставаться под водой до двадцати минут при глубине погружения около 250 метров. Это больше того времени, которое допускает их запас кислорода. А вот как это им удается? - пока остаётся тайной.
Есть у пингвинов еще одна любопытная особенность, связанная с их общением. Известно, что эти птицы, когда приходит время для высиживания яиц, выбирают в бескрайних просторах Арктики редкие для этого региона участки ровного льда площадью в несколько квадратных километров и, объединившись в гигантские колонии численностью более миллиона птиц, поселяются там. Но, поскольку птицы стоят очень плотно, почти крыло в крыло, возникает вопрос: как же супружеские пары умудряются услышать и найти друг друга в невообразимом гомоне силой в 75 децибел?
Еще в 1970-х годах ученые установили, что самец и самка, которые во время насиживания яиц поочередно сменяют друг друга, чтобы отправиться в море для утоления голода, находят друг друга, подавая определенный клич.
Когда зоологи исследовали акустические характеристики таких сигналов, то установили, что у каждой пары клич отличается собственной «звуковой подписью». Звучит она в самом начале клича и длится не более 150 миллисекунд. И как раз на этот кодированный сигнал и реагирует партнер.
Именно благодаря характерной для каждой пары кодировке, адресат улавливает предназначенный ему клич с расстояния 16 метров, в то время как крики других членов колонии тонут в многоголосице уже в восьми метрах.
«Звуковые подписи» родителей знает и еще не вылупившийся птенец. По этим звукам он и находит своего родителя.
Рекордсмены в покорении высот
Данный текст является ознакомительным фрагментом.