Опреснительные установки

По нескольку видов рептилий, птиц и млекопитающих или переселились полностью в океан или, как пингвины и альбатросы, так тесно связали с ним свою судьбу, что будет небезынтересно посмотреть, как они решают проблемы водоснабжения.

Среди рептилий лучше всех приспособились к жизни в океане змеи. Имеется в виду не тот гигантский морской змей, о котором со слов бывалых людей так любят писать журналисты. Настоящие морские змеи карлики: 65-100 сантиметров, реже 1,5-2,5 метра длиной. Живут они в прибрежной зоне тропических морей и, подобно рыбам, образуют иногда огромные скопления.

В 1932 году в Малаккском проливе между Малайей и Суматрой была обнаружена лента из переплетенных между собою ярко-красных змеиных тел, шириной около трех метров и протяженностью свыше ста километров! По самым скромным подсчетам, на ее создание пошло не менее миллиона астроций - крупных, до 1,5 метра, морских змей. Трудно сказать, что заставило их собраться вместе. Скорее всего виновником был инстинкт размножения.

Морские змеи в тропической зоне явление обыденное. Рыбаки многочисленных островов Индийского океана всегда находят их в своих уловах. Случается, что сети приносят больше змей, чем рыбы. Обычно это не огорчает рыболовов, так как во многих странах их охотно едят в жареном или копченом виде, изготовляют колбасу, а шкурку используют на различные поделки.

Морские змеи встречаются только в Тихом океане и Индийском. Обогнуть с юга Африканский континент им мешает холодная вода. Для змей необходима температура 24 градуса. Уже при 20 они перестают есть и делаются вялыми, неподвижными.

Змеи сумели хорошо приспособиться к жизни в океане. В настоящее время известно 48 видов морских змей. Только половина из них сохраняет связь с сушей. Остальные не только никогда не выходят на берег, где они совершенно беспомощны, но даже никогда не опускаются на дно, не забираются в щели подводных скал или в заросли водяных растений, вообще не касаются телом твердых предметов. Вся их жизнь проходит в воде. Здесь они рождаются, здесь же, став взрослыми, производят потомство.

Для жизни в воде у них много приспособлений. У змей маленькая голова, гибкая тонкая шея и плоский хвост, иногда плоским бывает и все тело. Ноздри помещаются на самом кончике носа и снабжены клапанами. Змея может дышать, не высовываясь из воды, лишь выставив наружу нос. Когда она ныряет, клапаны плотно закрываются. Если змея под водой не двигается, запаса кислорода ей может хватить на шесть часов.

Морские змеи получают его главным образом из воздуха с помощью одного, зато весьма длинного правого легкого. Это неудобно. Для жизни в подводном мире нужны бы жабры. Змеям их заменяет слизистая оболочка рта, богато снабженная кровеносными сосудами. Постоянно прополаскивая рот морской водой, змея извлекает из нее кислород.

У морских змей задняя часть тела по сравнению с крохотной головкой и тонкой шеей выглядит очень массивной. Это важное приспособление для жизни в воде. Их туловище является как бы корпусом судна, обеспечивая опору для стрелы подъемного крана; головы и шеи животного. Повиснув в толще воды и оставаясь неподвижной, змея может свободно ими манипулировать. Пресноводные ужи на это не способны. Их туловище такой опоры не создает. И еще одно приспособление для жизни в воде: способность плавать хвостом вперед и хватать добычу, оказывающуюся сзади.

Морские змеи яиц не откладывают, а прямо в воде рожают живых, готовых к самостоятельной жизни детенышей. Яйца, развивающиеся в полости тела самки, имеют связь с телом матери и получают от нее дополнительное питание. Обычно в помете всего 1-2 змееныша, зато очень крупных, почти в полроста взрослой змеи. Через 6-9 месяцев молодая змея становится взрослой и сама приступает к размножению.

Морские змеи очень ядовиты, недаром они родственники кобры. Их яд во много раз сильнее, чем у самых опасных сухопутных змей. Дело в том, что рыбы, которые служат основной пищей морских змей, малочувствительны к ядам. На побережье Индии, где обитает особенно много морских змей, а население усиленно занимается рыболовством, в самом крохотном поселке можно услышать о рыбаках, погибших от змеиных укусов.

Яд нейротоксичен. Вскоре после укуса наступает слабость, расстраивается координация движений, возникают параличи, и, если не приняты необходимые меры, через 2-10 часов наступает смерть, Впрочем, несмотря на свою многочисленность, морские змеи дают гораздо меньше жертв, чем их сухопутные собратья. Дело в том, что яда у них немного - 1-20 миллиграммов, зубы короткие, а рот небольшой. Обороняться от человека таким оружием трудно. В загрубевшей коже рабочих рук укус не бывает глубоким, а попавшая порция яда смертельной, и после нескольких укусов у человека вырабатывается иммунитет. Морские змеи не агрессивны, и рыбаки без особых предосторожностей извлекают их из сетей голыми руками.

Морские змеи охотятся из засады. При этом змея не прячется. ПОВИСНУВ В толще воды, она нежится в лучах тропического солнца. Рыбы сами плывут ей в "рот", привлеченные яркой окраской и введенные в заблуждение ее неподвижностью. Остается молниеносным броском хватать и отправлять добычу в желудок.

Морская змея

Излюбленная пища морских змей - угри, но охотятся они на любых рыб. Колючки не спасают их от хищника. Интересно, что потом эти колючки, проткнув желудок и тело змеи, выходят наружу прямо из кожи. Иногда неосторожный охотник при этом гибнет, но большинство зоологов склонны считать, что для змей это вполне нормальный способ освобождаться от острых предметов.

Морские змеи не способны упорно сопротивляться, и врагов у них много. Терроризируют их и паразиты. Морские уточки, своеобразные рачки, живущие в известковых домиках на плавающих и неподвижных предметах, особого вреда змее принести не могут, если, конечно, не залепят ей глаза. Тогда не исключена смерть от голода или от хищника, которого слепая рептилия заметить не может. Спасает очередная линька, если наступает не слишком поздно. Сбросив шкурку, змея разом освобождается и от своих мучителей.

Морские черепахи полностью с сушей не расстались: черепашата появляются на свет на берегу. В тесном пространстве собственного переносного "блиндажа" - внутри черепашьего панциря нет свободного места, где можно было бы устроить детскую для многочисленных чад. Поэтому самки раз в год выходят на берег в поисках потаенного местечка, чтобы снести и зарыть свои яйца. В отличие от них самцы сразу же после вылупления из яйца покидают родной пляж и на берег больше никогда не выходят.

Среди ящериц лишь галапагосские морские игуаны связали свою жизнь с океаном. Однако эпитет "морские" не совсем правилен, так как они живут на берегу, на безжизненных, покрытых лавовыми потоками береговых утесах, а в море спускаются ненадолго, лишь для того, чтобы набить желудок водорослями и только после того, как хорошенько прогреются под лучами тропического солнца. Проникать в царство Посейдона их заставляет отсутствие пищи, полная безжизненность скалистых островов, где они обитают. А полностью переселиться в океан помешала холодная вода Гумбольдтова течения, омывающего Галапагосский архипелаг. Вот почему они перед каждым погружением вынуждены запасаться теплом.

В солоноватой воде устьев крупных рек, впадающих в Индийский океан, и в мангровых зарослях охотно селятся крупные гребнистые крокодилы, а на острове Новая Гвинея собственный эндемичный вид - новогвинейский крокодил. В морской воде крокодилы, видимо, долго существовать не могут. Однако, когда они поселяются на берегу океана, у них с водоснабжением должны возникать такие же трудности, как и у типично морских животных.

Птиц, связавших свою жизнь с океаном, слишком много, чтобы их здесь перечислить. Море представляет для них интерес главным образом как место, где можно добыть себе пропитание. Вся остальная жизнь проходит в воздухе или на берегу. Лишь немногие птицы вроде крупных пингвинов, альбатросов и буревестников в свободные от размножения периоды жизни предпочитают путешествовать. Буревестники так мало усилий затрачивают на парящий полет, что не нуждаются в частых привалах. Крупные альбатросы способны взлетать только с гребней волн, а во время полного штиля подняться с воды не могут. Поэтому длиннокрылые океанские странники бывают достаточно осмотрительны, когда собираются приводниться.

Млекопитающие подарили океану три отряда типично морских животных: ластоногих, сирен и китов, к которым относятся и дельфины. Из них только ластоногие не утратили связи с берегом, в крайнем случае со льдами, и в период размножения покидают воду. Сирены и киты в своем приспособлении к жизни в океане пошли еще дальше и научились рожать детенышей прямо в воде, не опасаясь, что малыши захлебнутся еще во время родов. К тому же их конечности настолько видоизменены, а частично даже утрачены, что на суше они совершенно беспомощны.

Еще один представитель отряда хищных млекопитающих - калан ведет полуводный образ жизни. Самки рожают детенышей на берегу, заранее выбрав потаенное местечко - какую-нибудь скалу или камень, прикрытый ворохом выброшенных волнами водорослей. За редким исключением на свет появляется только один детеныш. Устройство "детской" на берегу диктуется абсолютной необходимостью, так как малыш в первые недели жизни совершенно беспомощен. Мать ни на минуту не оставляет его одного. Спускаясь со скал, она волочит его в зубах, а в воде носит на груди, придерживая лапой или зубами, и в случае опасности ныряет вместе с ним. Новорожденные ни плавать, ни тем более нырять не умеют. Когда каланенок подрастет, звери плавают в воде в вертикальной позе: впереди детеныш, сзади мать, которая буксирует свое чадо "методом толкания". Все высшие позвоночные, приспосабливаясь к жизни в океане, вынуждены были решать вопросы водоснабжения и солевого обмена. Морская вода, которую им приходится пить, во время еды проникает в их желудочно-кишечный тракт, хотя, прежде чем проглотить, пищу стараются хорошенько отжать. С пищей в их организм попадает много солей, так как морские беспозвоночные и водоросли находятся в осмотическом равновесии с морской водой. Этой пищей питаются даже исполины. В их числе крупный тюлень-крабоед. Его меню составляют отнюдь не крабы, а мелкие планктоновые ракообразные, так называемый криль.

Моржи - большие любители двустворчатых моллюсков и прочей донной мелочи. Наконец, морские левиафаны - голубые и прочие беззубые киты утоляют голод планктонными организмами, чаще всего все тем же крилем. Гораздо легче живется хищникам, питающимся рыбой. В ее теле в три раза меньше солей, чем в океанской воде, и рыбоядные существа не испытывают чрезмерных трудностей с водоснабжением.

Переселившись в царство Посейдона, высшие млекопитающие обзавелись мощными опреснителями. Опресняется отнюдь не вода, поступающая в их желудок, а кровь. Это вынуждает животных пользоваться высокопроизводительными опреснительными установками. Кровь должна оперативно освобождаться от попадающих в нее солей, иначе их концентрация в тканевых жидкостях превысит допустимый уровень и вызовет необратимые изменения в организме.

Высшие позвоночные создали опреснители двух типов. Рептилии и птицы приобрели совершенно оригинальную установку, ранее никем из животных не употреблявшуюся. Она быстродействующая и включается в работу по мере надобности в ответ на солевую нагрузку. Опреснитель получил название солевой железы. Местоположение очистных сооружений не совсем традиционно. Мы привыкли, что у высших животных командный пункт организма и все важнейшие органы чувств сосредоточены на голове животного, а все "грязные" цеха и грязевые стоки отнесены на задний конец туловища животного. Солевая железа - исключение. Она всегда располагается на голове, где-то в районе носа.

Солевые железы вырабатывают жидкость с высоким содержанием ионов натрия и хлора. В выделениях змеи морской пеламиды концентрация натрия на 30 процентов выше, чем в морской воде, у морских черепах ридлей - на 60, а концентрация калия в три раза выше, чем в океане. Секрет солевых желез может содержать натрий в концентрации, в 190 раз превышающей его количество в крови, а его секреция способна осуществляться со скоростью 0,19 кубического сантиметра в час.

Солевые железы птиц находятся над каждым глазом в специальном углублении черепных костей. У наземных птиц, имеющих постоянный доступ к пресной воде, они совсем маленькие, зато у морских, вынужденных пить соленую воду, железы развиты хорошо. Солевые железы своеобразно устроены. Мембраны секреторных клеток собраны в глубокие складки, направленные от основания клеток к их вершинам. В результате образуются узкие каналы, как бы проходящие через всю клетку. Тут же находится масса тонких митохондрий, энергетических агрегатов, обеспечивающих процесс секреции не* обходимой энергией.

Состав выделяемой солевыми железами жидкости строго постоянен и не зависит от количества поступивших в организм солей. Меняется лишь ее общее количество, так как железа или совсем бездействует, или выделяет секрет с высокой концентрацией натрия. Как только кровь очистится от солей, железа прекращает работу. Никаких органических веществ она не выделяет, только электролиты, причем калия в среднем в 30 раз меньше, чем натрия.

Птицы, питающиеся морскими беспозвоночными, продуцируют более концентрированный секрет, чем рыбоядные. В выделениях солевой железы серебристой чайки натрия в полтора, а калия в два с половиной раза больше, чем в морской воде. Темп секреции - 0,6 кубического сантиметра жидкости в минуту на 1 грамм железы.

У морских змей протоки желез открываются в полость рта, и змеям приходится систематически "выплевывать" соленую жидкость. У птиц секрет солевых желез сливается в полость носа и, вытекая из носовых отверстий, повисает на кончике клюва в виде крупных прозрачных капель, которые птица время от времени стряхивает. Когда секрета вырабатывается слишком много, птицы чихают, широко разбрызгивая скапливающуюся в полости носа жидкость. Если морскую птицу накормить очень соленым кормом, через 10-12 минут из ее носа начинает капать. Такое впечатление, будто у нее сильный насморк.

У черепах, сухопутных змей, ящериц и крокодилов проток солевой железы открывается в угол глаза. Давно уже замечено, что крокодилы умеют плакать крупными прозрачными слезами. Съев очередную жертву, хищник "оплакивает" ее. Отсюда возникло крылатое выражение "крокодиловы слезы" как символ высшего лицемерия. И только в наши дни стала ясна их причина: так организм рептилий освобождается от излишка солей, поступивших с водой и пищей.

Умеют плакать и черепахи. Выкопав ночью на уединенном пляже ямку, морские черепахи начинают откладывать туда яйца, а из их глаз скатываются слезинки. Это начинает давать о себе знать потеря влаги за счет усиленного испарения воды у непривычных к сухопутным прогулкам рептилий и повышение концентрации солей в крови.

Возвращаясь обратно в море, черепахи продолжают ронять на сухой песок крупные соленые слезы. Грустят ли они, расставаясь с родными местами? Оплакивают ли брошенное на произвол судьбы потомство? Нет, конечно. Просто их солевые железы заняты своей обычной работой. Морские черепахи - большие плаксы, но разве в воде заметишь слезы?

У морских млекопитающих роль опреснителей взяли на себя почки. В отличие от человека и большинства млекопитающих почки ластоногих, сирен и китообразных способны выделять соли в более концентрированном виде, чем в океанской воде. Например, количество хлора в моче кита в полтора раза больше, чем в морской воде. Способность почек концентрировать соли такова, что кит, выпив литр морской воды, может избавиться от всех находившихся в ней солей, сконцентрировав их в 650 кубических сантиметрах мочи. В результате в его организме останется 350 кубических сантиметров пресной воды, пригодной на все случаи жизни.

Почки человека с такой работой не справятся. Человеку, выпившему один литр морской воды, чтобы удалить из организма все внесенные с нею соли, потребуется 1 литр 350 кубических сантиметров мочи. Таким образом, человек не может утолить жажду морской водой. Ее использование приведет лишь к обезвоживанию организма.

Зоологи не знают, пьют ли киты или довольствуются той водой, которая содержится в их пище, в теле рыб, моллюсков или ракообразных. Американские ученые 45 дней содержали калифорнийских морских львов вне бассейна, кормили одной рыбой, а воды не давали вовсе, но этот суровый режим никак не сказывался ни на аппетите, ни на настроении животных. Такое же состояние сохранялось у морских львов, если вместо рыбы они получали кальмаров, а ведь в теле морских моллюсков солей значительно больше, чем в тканях рыб.

У самок млекопитающих в период лактации и выкармливания потомства молоком потребность в воде резко возрастает. К морским млекопитающим это не относится. В их молоке мало воды. Например, молоко тюленя Уэдделла в самый разгар периода лактации содержит 58 процентов жира, 20 - белков и только 27 - воды.

Итак, животные блестяще справились с освоением Мирового океана. Здесь в достаточно концентрирован ном растворе солей, вполне пригодном для засолки огурцов, возникло удивительное по разнообразию и богатству сообщество живых организмов. Освоение океана - впечатляющий пример способности всего живого приспосабливаться к самым необычным условиям существования.