Киты обманули пузырьки

Многим известно, что синдром декомпрессии возникает при слишком быстром подъеме с больших глубин, когда резкое изменение давления приводит к образованию пузырьков азота в кровеносных сосудах. Современные ныряльщики выработали специальные графики погружений и всплытий, причем для того, чтобы всплыть, им порой требуется больше времени, чем для погружения.

Древние млекопитающие в самом начале пути освоения морских глубин также столкнулись с опасным синдромом, однако выработка теории и практики глубоководных ныряний, судя по всему, заняла у них не один миллион лет.

Брайан Битти из Нью-Йоркского колледжа остеопатической медицины сравнивает современные возможности глубоководного ныряния китов, порой опускающихся на тысячи метров в поисках рыбы или кальмаров, с выходом в открытый космос. Разница в давлении на километровой глубине и на поверхности океана в 100 раз больше таковой между поверхностью Земли и открытым космическим пространством, а отношение примерно равно отношению давлений на уровне моря и на «полукосмической» высоте в 40–50 км.

Современные виды китов разделены биологами на два подотряда; считается, что их эволюционные пути разошлись около 45 миллионов лет назад. К первому отряду относятся беззубые, или настоящие, киты, к которым принадлежит, например, синий полосатик. Еще со школы всем известно, что питаются эти гиганты, процеживая тонны воды через свои «усы», оставляют фильтрат из мелких ракообразных и планктона, который и идет в пищу. Зубастые же киты, к которым относят касаток и кашалотов, ведут хищнический образ жизни и охотятся на акул, гигантских кальмаров и осьминогов.

В обеих группах есть животные, способные погружаться на очень большие глубины. Пользуются они при этом двумя основными методами защиты от декомпрессии.

Некоторые научились полностью освобождать легкие от воздуха перед погружением. Таким образом они избавляются от азота, который и образует пузырьки при неосторожном всплытии. Кислород же остается в связанном состоянии и не приводит к образованию пузырьков при резком уменьшении давления.

Другие киты научились задерживать дыхание настолько долго, что этого времени им вполне хватает на медленное всплытие после глубокого погружения – то есть ведут они себя точь-в-точь, как дайверы.

И, как и у ныряльщиков среди людей, у китов учёным приходилось наблюдать синдром декомпрессии. Когда при резком уменьшении давления в кровеносных сосудах формируются пузырьки газа или маленькие капельки жира, они могут либо закупорить сосуд и прекратить кровообращение между капиллярами и питающимися кислородом тканями, либо вовсе разорвать сосуд и привести к кровоизлиянию.

Разрушение сосудов в головном мозге кита практически наверняка приводит к летальному исходу. Если же дело касается костной ткани, то в костях остаются небольшие повреждения, которые можно различить при помощи рентгеновского излучения. По словам учёных, такие отметины в костях китов очень легко отличить от травматических повреждений тканей.

Эти нарушения строения костей китов и изучал Битти со своим коллегой Брюсом Ротшильдом из Канзасского университета. Статья ученых вышла в последнем номере журнала Naturwissenschaften.

Ни в одном из 331 скелетов современных китов таких повреждений обнаружено не было. Они были найдены лишь в небольшой части останков древних китов, которыми в настоящее время обладают ученые.

По мнению Битти, древним млекопитающим пришлось набить немало шишек, прежде чем освоить глубоководные просторы океанов. Возможно, среди китов были настоящие сорвиголовы, готовые рискнуть жизнью в погоне за лакомым куском глубоководной пищи.

Еще одно интересное наблюдение Битти свидетельствует в пользу того, что усатые киты и зубастые выработали навыки борьбы с кессонной болезнью совершенно независимо друг от друга.

В костях зубастых китов следы декомпрессии были обнаружены только в самых древних образцах. В то же время у предков усатых китов эти отметины встречаются существенно позже. Такое предположение идет вразрез с современными представлениями биологов, которые полагают, что зубастые киты и усатые произошли от общего предка, уже освоившего глубоководное ныряние.

Впрочем, это утверждение пока основано на очень небольшом числе образцов, и возможно, морфологические данные пока рано списывать со счетов. Так что остаётся ждать расшифровки генома – возможно, там мы сможем найти коды белков, которые могли пригодиться лишь истинным глубоководным ныряльщикам.