Какие жабры у кита?

Анатомия

Лан не урчи
30 апреля 2018 11:56

Человек не приспособлен к обитанию в воде по двум причинам. Во-первых, пути пищеварительной и дыхательной систем у него разделены не настолько хорошо, как у тех же китов. Во-вторых, развитие речи потребовало иного строения гортани.

На самом деле человек тоже может открыть рот под водой, но только возле поверхности; на большой глубине это опасно из-за высокого давления. Когда мы глотаем, надгортанник — тонкий эластичный хрящ — закрывает путь в трахею. Следовательно, захлебнуться, открыв рот под водой, человек не может. Это случится только в том случае, если он попытается вдохнуть. А при потере контроля над собой из-за паники или недостатка кислорода именно это обязательно произойдет — рефлекторно.

Над животными, постоянно обитающими в воде, — рыбами и китообразными — эволюция работала по-другому. У китообразных особое строение надгортанника и черпаловидных хрящей привело к тому, что пищевод и воздухоносные пути никак не сообщаются между собой. Следовательно, кит может беспрепятственно открывать рот под водой и не захлебываться. Такое же строение глотки характерно для всех родственников китов — дельфинов и кашалотов, да и другие водные млекопитающие характеризуются разделением дыхательного и пищеварительного пути. Среди них, например, ластоногие — тюлени и морские котики.

Однако меньше всего проблем с глотанием под водой у костных рыб (осетров, лососей, карасей, окуней, щук и др. — всего более 20 000 видов). Строение их жабр позволяет воде с растворенным кислородом проникать через жаберные крышки к жаберным лепесткам, где происходит газообмен, а затем вода тем же путем удаляется из организма. У хрящевых рыб, например акул и скатов, жабры представляют собой прорези глотки, выходящие наружу, чтобы дышать. Поэтому они постоянно заглатывают воду и выбрасывают ее через жаберные щели. И если костные рыбы могут долго держать рот закрытым, хрящевые даже еду в пасти удерживать не могут — вынуждены отрывать и проглатывать кусок как можно быстрее. Но если у рыбы или водного млекопитающего нет аномалий в строении глотки, она никогда не захлебнется.

АНТИФИШКИВсё о политике в мире

Михаил Гельфанд
«Природа» №10, 2016

Об авторе

Михаил Сергеевич Гельфанд — доктор биологических наук, профессор, член Европейской академии, заместитель директора Института проблем передачи информации им. Харкевича РАН, профессор факультета биоинженерии и биоинформатики Московского государственного университета им. Ломоносова. Область научных интересов — биоинформатика, молекулярная эволюция, системная биология, сравнительная и функциональная геномика, метагеномика.

Тасманов клюворыл

Тасманов клюворыл (Tasmacetus shepherdi) свое научное название получил от Тасманова моря, где его впервые обнаружили, и от древнегреческого слова «кетос» – кит. Об этом виде практически ничего не известно, за исключением того, что у него ок. 90 функциональных зубов, из которых два передних на нижней челюсти луковицеобразно вздутые.

Мозг и органы чувств

Переход к жизни в водной среде сильно поменял органы чувств китов: зрение приспособилось к другому освещению; сильно редуцировалось (у усатых китов) или совсем исчезло (у зубатых) обоняние; появилась эхолокация в ультразвуковом диапазоне. При этом киты обладают самым большим среди млекопитающих головным мозгом, и у них, по всей видимости, имеется сложная система коммуникации. Многие исследователи пытались найти генетические корреляты этих изменений. Ряд наблюдений представляется весьма многообещающим, хотя, безусловно, уровня наших знаний о сложных регуляторных взаимодействиях в эмбриональном и эволюционном развитии млекопитающих недостаточно для того, чтобы говорить о прямых причинно-следственных связях.

Нервная система

Это разделено на две части: центральная нервная система, образованная головным и спинным мозгом, и периферическая нервная система, где нервы выходят из центральной нервной системы, стимулируя различные конечности и органы тела.

Кора головного мозга имеет большое количество извилин. Спинной мозг цилиндрический, имеет утолщение в шейном отделе, что соответствует площади грудных плавников

Чувства

Глаза расплющены, и зрачки позволяют им видеть предметы как в воде, так и в воздухе. У некоторых видов зрение в бинокль, кроме дельфинов, которые могут перемещать их самостоятельно.

Запах

Вообще, у китообразных очень мало развито это чувство. В обонятельных нервах есть обонятельные нервы, но у них нет обонятельной луковицы. В odontocetos нет ни нервов, ни луковицы.

Вкус

Язык имеет вкусовые рецепторы, способные распознавать вкус некоторых веществ. Афалины чувствительны к сладким и соленым вкусам. Это может помочь им сориентироваться из-за разницы солености вод.

Потрогать

Рецепторы ощущений находятся во всей коже животного, но у китообразных они расположены преимущественно в голове, в половых органах и в грудных плавниках.

В дополнение к этим механорецепторам некоторые мистики имеют структуры в своих челюстях и челюстях, называемые вибриссами, которые также захватывают тактильные раздражители.

Ухо

Это наиболее развитый смысл у китообразных, так как они способны определить направление звука, которое они слышат. Это благодаря структуре внутреннего уха, где кости, которые его формируют, отделены от черепа, что мешает восприятию акустических раздражителей.

Для большей гидродинамики у них нет ушной раковины. Odontocetes улавливают звуковые волны маслянистым веществом, которое они имеют в челюсти, чтобы позже быть переданным в среднее ухо.

Связь

Большинство видов китообразных общительны, то есть они, как правило, живут группами. Например, косатки были идентифицированы среди групп млекопитающих, которые образуют более сплоченные группы. Это общительное поведение более выражено у зубатых костей.

В mysticetos многочисленные и / или постоянные группировки незнакомы. У некоторых видов ассоциации образуются только в период размножения, размножения, а также временные ассоциации в охотничьих целях.

Общение необходимо для поддержания некоторого уровня групповой сплоченности. У животных общение может быть разных типов; через химические (обонятельные), визуальные, тактильные или слуховые мессенджеры.

Химия

Способность общаться через химические мессенджеры распространена и важна для наземных млекопитающих. Однако в водной среде этот тип общения встречается нечасто. Китообразные являются микросматическими или даже могут быть полностью аносматическими, то есть не способными к запаху.

Запах и анатомия обонятельного органа не подходят для общения в водной среде. Китообразные, как и другие морские млекопитающие, должны закрывать носовые отверстия, пока они находятся в воде, что предотвращает или затрудняет восприятие запаха.

В связи с этим этот тип общения не очень развит у китообразных, однако было высказано предположение, что белуги выделяют феромоны в стрессовых ситуациях. Некоторые исследователи также считают, что фекалии и моча дельфинов могут содержать химические вещества такого типа.

Восприятие химических стимулов было бы больше связано со вкусом, чем с запахом. Наличие вкусовых рецепторов задокументировано для китообразных. Некоторые исследования показали, что афалины способны дифференцировать растворы с различными типами ароматов.

Визуальный

У китообразных визуальная коммуникация является альтернативой для обмена информацией на коротком расстоянии. Китообразные показывают поведенческие паттерны, которые могут быть связаны с внутривидовыми механизмами коммуникации.

Визуальные коммуникации могут быть простыми, например, раскраски, позы тела или части тела, которые демонстрируют сексуальный диморфизм. Они также могут быть более сложными, через последовательности движений.

Среди простых признаков, модели окраски, кажется, более важны для небольших китообразных. Эти модели окраски очень заметны у дельфинов и могут быть использованы для распознавания видов, а также для индивидуального и социального распознавания.

Сексуально диморфные сигналы и особенности тела варьируются у разных видов. К ним относятся, например, наличие выступающих зубов в верхней челюсти у самцов некоторых видов зубатых китов, или спинной плавник, наклоненный вперед от самцов дельфинов-блесен.

Наиболее сложное поведение включает угрожающие жесты, открывающие рот, выпрыгивающие из воды, а также принятие различных поз тела. Китообразные могут использовать этот последний метод для общения с особями того же вида, а также с другими видами.

Поза тела и изменения в поведении также могут быть использованы в качестве сигналов для выполнения групповых действий.

Осязательный

Этот тип общения важен у китообразных; между сигналами используются прикосновения и ласки, для этого они могут использовать разные части тела, такие как морда или плавники.

Эти сигналы часто используются во время сексуальных взаимодействий. Они также могут быть использованы в общении матери и ребенка, а также в других социальных взаимодействиях.

Они также могут быть агрессивными сигналами, такими как укусы и толчки. Интенсивность сигнала, его частота, передатчик, место, на которое он атакует, зависят от передаваемой информации.

Одонтоцеты в неволе очень восприимчивы к контакту с телом. Тренеры используют мягкие ласки и прикосновения в качестве механизма, помогающего усилить обучение при обучении этим.

Акустика

Это наиболее важный тип общения между китообразными для облегчения передачи звука в воде. Это общение может быть вокальным или не вокальным.

Невокальная акустическая связь

Этот тип коммуникации может быть достигнут, ударяя поверхность воды плавниками или хвостом, также делая звуки с зубами или дыханием, испуская пузыри, даже выпрыгивая из воды.

Прыжки из воды производят звук, который может достигать нескольких километров, и могут выполнять различные функции, такие как поддержание акустического контакта, они также могут создавать звуковые барьеры, чтобы дезориентировать свою жертву.

Винтовые дельфины создают шум, который распространяется во многих направлениях и на разных расстояниях. Похоже, что его основная функция заключается в поддержании акустического контакта с его сородичами, так как эти шумы усиливаются в ночные часы, когда становится труднее установить зрительный контакт.

Признаки угрозы или опасности часто достигаются при ударе по воде во многих случаях хвостом (odontocetes) или с грудными плавниками (мистики). В последнем случае сигнал не всегда имеет оттенок опасности и иногда может служить приглашением к социализации.

Голосовая связь

Вокальные звуки мистицет и одонтоцетов сильно отличаются друг от друга. Эти звуки, в первом случае, имеют несколько функций, включая поддержание контактов на большом расстоянии, сексуальные претензии, угрозы и приветствия.

Есть три формы звуков среди mystatis; Низкочастотные стоны, удары и скрипы, и свист. Кроме того, горбатые киты несут ответственность за известные «песни китов».

Песни горбатых китов сделаны китами мужского пола. Эти песни очень длинные, способные достигать до получаса. Песни содержат элементы, которые периодически повторяются, меняются в зависимости от географического района и меняются ежегодно.

Только мужчины поют, и в течение того же периода все поют ту же самую песню; они обычно поют только вне сезона размножения. Песня, вероятно, является любовной претензией, указывающей на состояние здоровья и общее состояние певца, в качестве информации для возможного партнера.

Одонтотоцеты, с другой стороны, производят два типа сигналов: пульсирующие звуки и узкополосные звуки. Пульсулы известны как щелчки и участвуют в эхолокации. Узкополосные звуки известны как свистки, и их основной функцией является общение.

Однако многие виды одонтоцетов не выделяют свистков. Некоторые виды одонтоцетов производят стереотипные вызовы. Эти звонки издаются определенными представителями населения и исследователи называют диалекты.

Диалекты разделяются «акустическими кланами» внутри населения. Кроме того, в одной популяции могут быть разные кланы. Например, в популяции китов вида Physter macrocephalus южной части Тихого океана, по крайней мере, шесть акустических кланов.

Кровеносная система

Он состоит из вен, артерий и сердца, которое имеет четыре полости, 2 предсердия и 2 желудочка. Кроме того, он имеет структуры, называемые ретра мирабиле или чудесной сетью, расположенные в большем количестве в спинном и хвостовом плавниках.

Его тираж делится на два: мажорный и минорный. В последнем случае кровь без кислорода перекачивается из сердца в легкие, где она насыщается кислородом и снова возвращается к сердцу.

Оттуда это отправлено к остальной части тела (главная циркуляция), чтобы транспортировать кислород к различным органам, возвращаясь снова к сердцу, с не насыщенной кислородом кровью.

Основной проблемой у китообразных является терморегуляция. Организм пытается противодействовать этому с помощью слоя жира, расположенного ниже эпидермиса, уменьшая внешние придатки и развивая противоток.

При этом типе обмена крови кровь течет в противоположных направлениях, где действует мирабиле, облегчая обмен тепла. «Горячая» кровь циркулирует по артериям, идущим изнутри организма, и достигает сети чудес, где «холодная» кровь, охлажденная внешней водой, течет в противоположном направлении.

Северный плавун

Северный плавун (Berardius bairdi) – самый крупный представитель семейства клюворылых, достигающий во взрослом состоянии длины 12 м. У него маленький спинной плавник и хорошо развитый клюв; спина и бока черные, а брюхо серое. На каждой стороне нижней челюсти два крупных зуба, погруженные в хрящевые чехлы. Издаваемые этим китом звуки напоминают рев быка.

Горбатый кит (горбач)

Горбатый кит, или горбач (Megaptera novaeangliae), – крупное животное с плотным укороченным телом; спина и бока черноватые, а окраска брюха варьирует от черной или пестрой до белой. Максимальная длина примерно 15 м. Особь длиной 14 м может весить свыше 40 000 кг и давать ок. 4000 л жира; масса одного только сердца ок. 200 кг. Длина грудных плавников составляет более четверти, иногда почти треть общей длины тела, что отражено в родовом названии – Megaptera, т. «большой плавник». Край их неровный, бугристый. Уплощенная голова заканчивается закругленным на конце рылом, окаймленным неровными рядами «бородавок» с волоском на каждой из них. Задние края хвостового плавника тоже как бы фестончатые. Складок на горле меньше, чем у финвала, и расстояния между ними шире. Пластины китового уса черноватые, длиной до 1 м; их ок. 400 с каждой стороны.

Горбача можно встретить во всех океанах. Его стада мигрируют со сменой времен года и в зависимости от количества пищи, проводя зиму в тропических водах. Питается он планктонными рачками и мелкой рыбой. Беременность длится 11 мес; длина тела детеныша при рождении – 4,5 м, а масса ок. 1400 кг.

Горбатые киты нередко полностью выпрыгивают из воды в вертикальном положении и падают назад с оглушительным всплеском, то ли играя, то ли пытаясь сбросить с себя усоногих рачков-обрастателей. А иногда они как бы «стоят на голове», отчаянно колотя по воде своими огромными хвостовыми плавниками. Однако особенно знаменит этот вид обширным репертуаром издаваемых им звуков; продаются даже записи его «песен». «Горбачом» его прозвали китобои за то, как он выгибает спину во время «пения».

Другие функциональные системы

Малый полосатик (Balaenoptera acutorostrata) – самый мелкий из полосатиков, т. китов со складками на горле. Окраска его иссиня-серая сверху и белая снизу; отличительный признак – широкая белая полоса, пересекающая грудные плавники. Длина до 10 м; от подбородка до груди тянутся примерно 60 борозд-складок. Китовый ус желтовато-белый. Распространен более или менее повсеместно; часто заходит в бухты и заливы.

Пищеварительная система

Пищевод — длинная трубка с толстыми стенками. Бокаловидные клетки, которые находятся внутри, выделяют слизь, смазывающее вещество, облегчающее прохождение пищи через этот орган.

Желудок разделен на три камеры: переднюю, среднюю и заднюю. Передний желудок — это сильная мышца, которая содержит крошечные кости и камни, которые раздавливают пищу. У этого также есть анаэробные бактерии, которые волнуют пищу, помогая в пищеварительном процессе.

Пищеварение продолжается в средней и задней камерах, где ферменты и специализированные клетки облегчают этот процесс.

У китообразных нет аппендикса, их функцию заменяют анальные миндалины, группа лимфатических органов. Печень может иметь две или три доли, и у них нет желчного пузыря. Ваша поджелудочная железа вытянута и прикрепляется к кишечнику через проток поджелудочной железы.

Зубы и бороды

У некоторых китообразных есть зубы, как у кашалота, в то время как у других есть бороды в верхней челюсти, как у китов.

Все зубы одного и того же размера (гомодонте) и постоянные (монофиодонте), различающиеся в зависимости от вида, их формы, количества и размера. У дельфинов конические зубы, а у морских свиней они плоские.

Бороды используются в качестве фильтра для поимки мелких животных. Они имеют форму нитей и образованы кератином. Они растут из верхней челюсти, размываясь языком и добычей.

Дыхательный процесс

1 — Мышцы вокруг китообразного желоба сокращаются и открываются, когда поднимаются на поверхность океана, выделяя углекислый газ. Когда киты были затоплены в течение длительного времени, часто можно видеть, что они вытесняют воду через дыхательные пути, показывая, что они выдыхают.

2 — Вдыхается свежий воздух, а затем мышцы расслабляются, закрывая отверстие и предотвращая прохождение воды.

3 — воздух проходит через глотку, гортань, трахею и, наконец, достигает легких.

4 — Кислород транспортируется в кровь через кровеносные сосуды, расположенные в легких.

5 — Сердце перекачивает насыщенную кислородом кровь в те части тела, которые нуждаются в кислороде.

Ссылки

Загзебский, Кэти (2009). Как дышат киты? Получено 19 апреля 2017 г. с сайта nmlc. org. Как дышат киты? Получено 19 апреля 2017 г. с сайта whalefacts. org. Могут ли киты дышать под водой. Получено 19 апреля 2017 г. с сайта whalefacts. org. Как киты и дельфины спят без утопления? Получено 19 апреля 2017 г. с сайта Scientificamerican. com. Как дышат киты? Получено 19 апреля 2017 г. с сайта dkfindout. com. Животное дыхание: кит. Получено 19 апреля 2017 г. с сайта animalrespiration. weebly. com. Ученый фиксирует изображения спящих китов. Получено 19 апреля 2017 г. с сайта telegraph.

Ремнезуб

Ремнезубы (Mesoplodon) достигают средней длины 4,5–6,5 м. Рыло вытянуто в сужающийся закругленный клюв. Голова небольшая, узкая; спинной плавник маленький, сдвинут далеко назад. Один из отличительных признаков – пара борозд на горле.

Ремнезубы ведут более или менее одиночный образ жизни. Они часто встречаются в теплых водах обоих полушарий. Основной пищей им служат кальмары и каракатицы. У самцов одного из видов – ремнезуба Тру (M. mirus) – зубы находятся на самом конце нижней челюсти, а у самки их вообще не видно. Антильский ремнезуб, или кит Жервэ (M. gervais), достигает в длину 6 м. У самца атлантического ремнезуба, или кита Соверби (M. bidens), на нижней челюсти два очень крупных зуба.