Водные млекопитающие
Водные млекопитающие — один из адаптивных типов млекопитающих. Берут своё происхождение от наземных форм, прошедших через ряд изменений.
Полуводные формы
Обширную группу составляют млекопитающие, занимающие промежуточное положение между водными и наземными формами.
К полуводным (иногда их называют «земноводными» и «амфибиотическими») относятся утконос, водяной опоссум, выхухоль, куторы, выдровая землеройка, водяная полёвка, ондатра, бобр, нутрия, капибара, белый медведь, норка, калан, выдра, бегемоты. К данном группе примыкают ластоногие — следующая переходная группа к истинно водным млекопитающим.
Млекопитающие, организация которых представляет собой первые этапы адаптации к водной среде, сохраняют общий наземный внешний вид. Специализация проявляется главным образом в развитии плавательных перепонок или оторочек из жёстких волос по краям пальцев и ступней, в укорочении шеи, конечностей и ушных раковин, некотором уплощении головы. Для многих полуводных видов характерны плотный волосяной покров или значительные жировые отложения. У питающихся под водой грызунов резцы изолированы от ротовой полости путём срастания губ позади резцов.
Другие характерные особенности, выраженные у тех или иные полуводных млекопитающих, — уплощение хвоста, отсутствие мошонки у самцов (что обеспечивает лучшую обтекаемость), развитие приспособлений для закрывания ноздрей и ушей, гибкость позвоночника, параллельное расположение элементов таза, хорошее развитие грудной клетки, увеличение удельной массы тела. У бегемотов глаза, ноздри и уши смещены вверх, что позволяет животным оставаться под водой неограниченное время, выставив на поверхность лишь верхнюю часть головы.
Высокий уровень специализации достигнут каланами и ластоногими. Задние конечности калана сильно отодвинуты назад и веслообразно расширены, у ластоногих они направлены назад и преобразованы в настоящие ласты. Ушные раковины каланов и ушастых тюленей малы и замыкаются в воде, у настоящих тюленей и моржей полностью редуцированы. Ноздри калана и ластоногих плотно закрываются в воде.
Каланы и морские котики, проводящие значительное время на суше, обладают хорошо развитым меховым покровом. Его структура обеспечивает сохранение воздушной прослойки, предохраняющей от переохлаждения и намокания. У настоящих тюленей и моржей, менее связанных с сушей, волосяной покров в большей или меньшей степени редуцирован, и функцию термоизоляции принимает на себя подкожный жировой слой.
Плавание в толще воды у большинства полуводных млекопитающих осуществляется либо с помощью колебательных движений тела, либо посредством гребных движений задних лап. Хвост помогает управлять движением. У калана и ластоногих расширенные задние конечности при плавании вытягиваются назад, образуя вместе с хвостом комплексный орган, действующий по тому же принципу, что и хвостовой плавник у рыб. Передние конечности выполняют гребную функцию обычно лишь при медленных движениях в воде; при быстром же плавании они прижимаются к телу и отчасти служат рулями глубины.
Движения передних и задних конечностей позволяют животным удерживать тело на поверхности. Каланы, к примеру, способны неограниченное время лежать на воде, распластавшись брюхом кверху и не двигая конечностями.
Все полуводные млекопитающие способны нырять. Максимальная продолжительность нахождения под водой: утконоса и калана — 8—10 минут; ондатры и выхухоли — 12 минут; бобра и настоящих тюленей — 15 минут; моржа — 16 минут. Неспособны нырять детёныши ондатры, бобра, калана, тюленей, что объясняется их небольшой удельной массой и сильным развитием воздушной прослойки в мехе.
Многие полуводные формы легко передвигаются по суше, хотя и уступают в этом отношении наземным видам. Другие же испытывают значительные затрудения при передвижении по суше; особенно это характерно для ластоногих. Более специализированные на водной среде обитания настоящие тюлени на суше совершенно беспомощны, так как основные сегменты обеих пар конечностей у них скрыты в кожно-мышечном мешке, дистальные, выступающие наружу сегменты очень коротки; задние конечности направлены назад и подгибаться под туловище не могут.
Типично водные формы
К типично водным млекопитающим относятся представители отрядов китообразные и сирены.
Степень специализации к жизни в воде у сирен представляет собой промежуточный этап между ластоногими и китообразными. Для сирен характерны торпедообразная форма тела с сильно укороченной благодаря уплощению и срастанию шейных позвонков шеей, ластообразные передние конечности, редуцированные ушные раковины, практически полное исчезновение волосяного покрова и задних конечностей (от последних сохраняются только рудименты тазовых и бедренных костей), развитие горизонтального хвостового плавника, который служит основным локомоторным органом. По способности к нырянию сирены не превосходят ластоногих. Максимально зарегистрированный перерыв между вдохами составляет всего 18 минут[1].
Наивысшая степень приспособления к водной среде наблюдается у китообразных. Рыбообразная форма тела и редукция всех выступающих частей создают у них совершенную обтекаемость. Шейный перехват в слабой форме выражен только у белух, у всех остальных китообразных голова полностью сливается с туловищем. Мощный подкожный жировой слой уменьшает теплоотдачу и снижает давление воды. Преобразование передних конечностей в плавники и редукция задних, развитие у многих видов спинного жирового плавника и горизонтального двухлопастного хвостового плавника приближают китов в отношении плавательной способности к рыбам. Другие особенности, характерны для данного отряда млекопитающих — уплощение очень толстой роговицы глаза, толстая склера, шарообразный хрусталик, отсутствие слёзных желез и каналов, сильное развитие гардеровых желез, предотвращающих вредное воздействие солёной воды, значительное смещение ноздрей в дорсальном направлении, особое строение гортани, надёжно защищающее дыхательные пути от попадания в них воды во время потребления пищи, большая ёмкость и эластичность лёгких, имеющих сильно развитую мускулатуру даже в стенках альвеол. Развитие вышеперечисленных особенностей дало возможность китообразным полностью освоить водную среду обитания.
Основной локомоторный орган китообразных — хвостовой отдел тела (хвостовой стебель с хвостовым плавником). Посредством вертикальных колебаний это органа даже крупные киты способны развивать скорость до 40 км/ч. Передние конечности — плавники — служат китам органом управления и лишь в редких случаях — органом ограниченного движения; также им присуща терморегуляторная функция. При обычном плавании поступательное движение кита идёт по волнообразной кривой, в то время как для возобновления запаса воздуха ему требуется периодически выныривать на поверхность. Выдыхаемый с большой силой сжатый воздух образует специфические для китов «фонтаны», имеющие форму облаков с примесями брызг.
Китообразные обладают способностью нырять на большие глубины. Например, финвалы способны нырнуть на 355 м, кашалоты — до 3 км[2]. Время пребывания под водой разнится: дельфины обычно погружаются не больше чем на 20 минут, полосатики в большинстве своём остаются под водой 20—30 минут, кашалот до 75 минут, гренландский кит до 1,5 часов, бутылконосы в некоторых случаях до 2 часов.
Ныряние сопряжено с резким повышением давления (так, на глубине 1000 метров оно достигает 100 атмосфер) и длительной задержкой дыхания. В связи с этим китообразные выработали ряд приспособлений, среди которых повышенная прочность эпидермиса, исключительно толстый жировой слой, хорошо развитые хрящевые кольца трахеи и бронхов и запирательная мускулатура альвеол. С длительным пребыванием под водой связана большая вместимость лёгких, большое количество миоглобина и повышенное кровоснабжение мозга, слабая чувствительность к накоплению в организме углекислоты.
Благодаря своей плавучести киты в период покоя могут длительное время находиться без движения, выставляя на поверхность воды только верхнюю часть туловища. С другой стороны, совершив соответствующий разгон, даже крупный кит может выпрыгнуть из воды, описать в воздухе массивную дугу или даже сделать сальто.
См. также
Примечания
- ↑ Сирены (Sirenia) (англ.). Animal Diversity Web. Проверено 11 января 2015.
- ↑ Кашалот (Physeter macrocephalus) (англ.). The Mammals of Texas. Проверено 31 августа 2014.
Литература
- Барабаш-Никифоров И. И., Формозов А. Н. Териология. — М.: Высшая школа, 1963. — С. 111—117. — 396 с.
