чем дышат морские котики

Почему тюлени могут долго находиться под водой?

Подводная среда враждебна к млекопитающим. Без акваланга человек может продержаться под водой не более шести минут, тогда как некоторые тюлени могут погружаться на период до получаса.

Кессонная (декомпрессионная) болезнь (известная как болезнь водолазов), вызывающая потерю сознания на глубине 100 м, отравление кислородом, вызывающее конвульсии, сильная гипоксия, из-за которой темнеет в глазах — все это проблемы, связанные с погружением на большую глубину. Чтобы избежать этих опасностей, тюлени прошли долгое эволюционное развитие и выработали целый ряд совершенных приспособлений.

Многие млекопитающие кормятся в воде или около нее, но только два отряда — китообразные и сирены — приспособлены полностью к водному образу жизни. Тюлени, морские котики и морские львы, принадлежащие к отряду ластоногих, большую часть своей жизни проводит в воде, лишь на короткий срок покидая ее.

Итак, все эти животные хорошо приспособлены к подводной жизни, но, оставаясь воздуходышащими, они вынуждены возвращаться к поверхности воды, чтобы пополнить запас кислорода.

Первым шагом для ныряющих тюленей стало выдыхание большей части воздуха из легких. После погружения под давлением воды легкие сжимаются, и воздух выталкивается в бронхи, а затем выходит через рот и нос. Этот механизм сжатия легких приводит к тому, что на глубине около 60 м в теле животного не остается свободного газа, что помогает избежать воздушной эмболии — явления, когда пузырьки свободного газа под давлением на большой глубине растворяются в крови, а при поднятии на поверхность вскипают в сосудах ныряльщика.

На первый взгляд, идея сжатия легких — не самая удачная. Но эта способность стала необходимой для тюленей, ныряющих на значительную глубину. Когда легкие сжимаются, длительность погружения зависит от количества кислорода, запасенного в теле.

Ныряя, все млекопитающие нуждается в запасе кислорода, поскольку обмен веществ не прекращается во время погружения. Их кровеносная система хорошо приспособлена к тому, чтобы снабжение мозга кислородом не прекращалось. Кровь тюленей содержит большое количество красных кровяных телец и много гемоглобина, который связывает кислород и разносит его по всему телу. Значительную часть кислорода тюлени запасают в мышцах, используя миоглобин (кислородосвязывающий белок).

Другая ключевая адаптация — это ограничение потребляющих кислород тканей путем уменьшения или остановки циркуляции крови в конечностях и органах, не имеющих жизненно важных функций. Этот эффект достигается путем сжатия кровеносных сосудов и снижения частоты сердечных сокращений. В некоторых случаях сердце во время погружения совершает до 4 ударов в минуту вместо обычных 60-80. У беременных самок даже сердечный ритм эмбрионов замедляется одновременно с материнским.

Все эти физиологические изменения позволяют млекопитающим совершать экстраординарные погружения. Чемпионами считаются морские слоны, хотя их достижения меркнут перед способностями клюворылов и кашалотов. Самцы морских слонов ныряют в среднем на 30-40 минут, восстанавливая кислородный дефицит за пару минут на поверхности воды. В море, где они проводят 10 месяцев в году, 90% времени морской слон находится под водой. При необходимости он увеличивает длительность погружения до часа, что позволяет ему ловить рыбу на значительной глубине. Обычно морские слоны кормятся в 300-600 метрах от поверхности воды, но в случае необходимости они опускаются на глубину около 900 метров.

Ныряя на длительное время, тюлени нуждается в продолжительном отдыхе: 45 минут, проведенные под водой, требуют отдыха в течение часа на поверхности. Однако морские слоны способны совершать несколько погружений подряд, отдыхая на воздухе всего пару минут.

Морским слоном помогает значительная масса, позволяющая снизить метаболические затраты при нырянии в расчете на единицу массы. Поскольку количество запасаемого кислорода напрямую зависит от массы, у крупных млекопитающих запас больше как в абсолютных величинах, так и относительно к их потребностям. Но даже самцы морских котиков, чья масса тела сравнима с массой собаки, способны погружаться на глубину свыше 200 метров более чем на 5 минут.

Ученые долго спорили о том, каким образом животные, чья анатомия и физиология столь схожи с таковой у большинства наземных млекопитающих, могут совершать такие длительные погружения. Ныряющие млекопитающие использовали всю пластичность своего строения, позволившую им получить доступ к богатым кормовым ресурсам океана. Предел их возможностей определяется в основном количеством кислорода, которое можно запасти в теле. Кроме того, мы знаем, что некоторые животные обладают режимом анаэробного метаболизма, который зависит от окислительно-восстановительных буферных свойств крови и мышц в условиях быстрого накопления молочной кислоты как продукта такого метаболизма.

Морские млекопитающие более устойчивы к высоким концентрациям молочной кислоты, чем люди. Анаэробный метаболизм в 18 раз мене эффективен, чем аэробный, и обычно требует длительного восстановительного периода, так что может быть использован только в крайнем случае. С другой стороны, он необходим, чтобы обеспечить ныряльщику доступ к богатым пищевым ресурсом, что уравновешивает относительно высокую энергетическую ценность процесса погружения в толщу воды.

Источник

Морские львы

Морские львы относятся к ластоногим семейства ушастых тюленей. Различаются пять видов морских львов, относящихся к разным родам. Сивуч и калифорнийский морской лев — жители северного полушария, обитают в прибрежных областях Тихого океана от Калифорнии до Мексики, в районе Галапагосских островов, а также в Японском море. Три вида морских львов живут в антарктических областях.

Наиболее изучен вид калифорнийского морского льва, Zalophus californianus. Взрослые самцы достигают веса одной тонны и более при длине тела от 2 до 3 метров. Самки редко превышают в длину 1,5 метра. Окраска меха морских львов обычно темно-коричневая, после выхода из воды кажется почти черной. От морских котиков львы отличаются составом меха: густой мягкий подшерсток у них отсутствует — шерсть морского льва состоит только из жесткой ости.

Как и котики, морские львы проводят брачный сезон на суше, предпочитая выращивать потомство на скалистых берегах островов. На лежбищах этих животных, как и у остальных ушастых тюленей, образуются гаремы. Состоят они из одного самца и нескольких самок, число которых чаще всего составляет 15 — 20 особей. Животные, которые в этом году не участвуют в размножении, выбирают отдельное место на лежбище. Период выведения потомства длится около 3 — 4 месяцев и приходится, в зависимости от места обитания, на конец весны — начало осени. Беременность самки длится около года, поэтому после произведения на свет детеныша в течение этого же брачного периода она оплодотворяется снова. У самки рождается только один детеныш, который в первые месяцы жизни имеет золотистую окраску.

После того, как детеныши подрастают, у морских львов происходит сезонная линька. Дождавшись ее окончания, животные покидают берег и отправляются в море, где живут до следующего брачного периода.

Нет сведений о том, чтобы морские львы совершали длительные миграции. Основное время они держатся в пределах 10 — 15 км от берегов недалеко от мест лежбищ.

Рацион питания морских львов состоит из рыбы и головоногих моллюсков.

В настоящее время морские львы находятся под охраной, так как численность их популяций сокращается.

Как морские львы дышат под водой?

Морские львы, подобно китам, дельфинам и многим другим морским млекопитающим, умеют дышать в воде, однако используют для дыхания не жабры, как рыбы, а легкие. Сделав вдох на суше или на поверхности моря с помощью небольших отверстий, похожих на ноздри, морские львы ныряют в глубину и остаются там до тех пор, пока в легких не кончается воздух — приблизительно полчаса. Кстати, не только легкие участвуют в дыхании морских млекопитающих: кислород запасается в крови и мышцах. В ноздри вода не попадает, т.к. они при погружении в воду закрываются специальными «заслонками». Когда воздух в организме морских львов заканчивается, они всплывают, вдыхают новую его порцию и снова погружается в пучину.

Источник

Интересные факты о морских котиках

Приветствуем вас на сайте Interessno.ru, наши уважаемые читатели. Морские котики, пожалуй, являются одними из самых любопытных и игривых млекопитающих в мире. Они охотно идут на контакт с человеком, из-за чего стали жильцами большинства океанариумов по всему миру. Они отлично плавают и умеют выполнять сложные трюки. Но что мы знаем о них еще? На самом деле, несмотря на широкую известность этого животного, мы о нем практически ничего не знаем. И сегодня мы решили это исправить.

Специально для вас мы подготовили самые интересные факты о морских котиках, которые должны понравиться не только детям и школьникам, но и взрослой аудитории.

Рацион морского котика в основном состоит из криля и рыбы. В зависимости от вида, криль может составлять до 95% от всего рациона животного. Каждая особь ежегодно съедает тонны криля. Максимальная глубина погружения котиков — 180 метров. Так как они не могут дышать под водой, при погружении они задерживают дыхание. Максимальное время, на которое животное может задержать дыхание — 10 минут. Хотя стоит отметить, что они не погружаются на такую большую глубину и не проводят под водой достаточно долгое время. В среднем, они ныряют не глубже 30 метров и проводят под водой за одно погружение не более 4 минут.

В отличие от моржей и пингвинов, которые являются очень социальными животными и не встречаются в одиночку, морские котики могут встречаться как в группах, так и по одной особи. Обычно социальность у этих млекопитающих проявляется в брачный период, когда самцы ищут самку. Несмотря на то, что они чаще всего плавают группами, питаются они исключительно в одиночку.

Брачный период у морских котиков наступает в конце октября и длится до декабря. Мужчины регулярно вступают в стычки друг с другом за право управлять гаремами из 20 самок (иногда гаремы могут достигать 100 самок).

Стычки могут быть очень агрессивными, в результате чего нередко погибают самцы. После того как самец завладел гаремом, он будет на протяжении 2-х месяцев голодать и находиться на суше, чтобы защитить его от посягательства других самцов. Обычно во время брачного периода самцы теряют до 20% от своей привычной массы тела.

Очень часто люди путают тюленей с морскими котиками. На самом деле их достаточно просто отличить. Морские котики — это подсемейство ушастых тюленей. То есть, у котиков есть видимые уши, в то время как у тюленей их нет. Вместо ушей у них обычные ушные отверстия.

Беременность у самок длится порядка 11-12 месяцев. Обычно они рожают свое потомство в октябре-ноябре месяце. Молодые морские котики не могут хорошо плавать до марта месяца. Однако начинают плавать со своей мамой уже через 4 месяца после появления на свет.

Как и в случае с моржами, самцы морских котиков намного больше самок. Взрослые самцы могут иметь массу тела до 350 кг. Самки могут вырастать до 150 кг, хотя чаще всего имеют относительно небольшую массу тела, не превышающую 80-90 кг.

Морские котики покрыты двойным слоем меха. Внутренний слой более мягкий, внешний слой более грубый. Двойная «шуба» помогает им удерживать тепло в ледяной воде. Также, мех позволяет коже оставаться сухой даже после погружения в воду.

Они обладают отменным слухом и зрением. Они хорошо видят под водой. Если же вода мутная, то они используют усы на лице, которые имеют нервные окончания, для обнаружения пищи.

Несмотря на то, что морские котики являются хищниками, у них также есть враги. Основными хищниками, которые охотятся на морских котиков являются косатки и акулы. Также, они нередко становятся жертвами морских львов.

Средняя продолжительность жизни этого животного в дикой природе составляет 12-30 лет. Стоит также отметить, что самки чаще всего живут дольше чем самцы.

По общим подсчетам ученых, их численность в дикой природе превышает 2 000 000 особей. Котики поселились вдоль нетронутых диких пляжей Южной Намибии, а также на островах недалеко от западного побережья Южной Африки. Так как они не такие маневренные на суше и большую часть своей жизни проводят в воде, им не угрожает человеческая деятельность в этих регионах. Благодаря этому их популяция стремительно растет.

Это достаточно шумные животные. Они шумят по разным причинам. Например, что касается самцов, то они издают два типа звуков: первый — чтобы привлечь самку, второй — чтобы напугать своего соперника. Самки же нередко фыркают, однако чаще всего общаются со своими малышами. К стати, насчет общения. Самки могут запоминать голос своих малышей и находить их в толпе других котиков (также, как это делают пингвины). И даже если мама и ее детеныш не будут видеться 4 года, она все равно узнает его по его голосу.

После того как самка даст потомство, она повторно спаривается с самцом через 5-8 дней и снова становится беременной. Таким образом женщины ежегодно дают потомство. За всю свою жизнь самка, в среднем, дает от 15 до 20 малышей. После родов она в течение 10 дней кормит малыша, а потом уходит на охоту, приблизительно на 3-4 дня. После возвращения она 2 дня кормит малыша и снова уходит на 3-4 дня на охоту. И так в течение 4-5 месяцев, до тех пор, пока малыш не научится самостоятельно плавать и охотиться. За эти 3-4 дня, проведенных на охоте, она проплывает как минимум 150 км.

Несмотря на то, что малыши морских котиков являются достаточно мелкими, их уровень смертности ниже, чем у любого другого взрослого представителя их вида. Например, в первый год жизни уровень смертности этого животного не превышает 24%. То есть, из 100 особей выживает около 76. С каждым годом уровень смертности только возрастает. Особенно это касается самцов старше 10-летнего возраста.

На этом наша статья подошла к концу. Надеемся данная информация была для вас полезна и интересна. До скорых встреч, уважаемые читатели.

Источник

Как водные млекопитающие дышат под водой

Средний объём лёгких человека составляет 2500 миллилитров. При спокойном вдохе поглощается 500 миллилитров воздуха, из которых 140 остаётся в так называемом «вредном пространстве», а 360 поступает в лёгкие. Значит, альвеолярный воздух вентилируется всего лишь на одну седьмую часть (360/2500).

Водные млекопитающие киты за одно дыхательное движение обновляют содержимое лёгких на 90 процентов! Подвижная грудная клетка, мощные дыхательные мускулы, развитая мускулатура в лёгочной ткани – всё это приспособлено для того, чтобы сделать глубокий выдох – вытолкнуть бесполезный, отдавший кислород воздух и как можно быстрее заменить его новой порцией чистого атмосферного воздуха. С каждым дыхательным движением в лёгкие кита поступает в 4-5 раз больше кислорода, чем в лёгкие человека.

Кашалот перед длительным погружением делает 60-70 вдохов; можно представить себе, как основательно он «заряжает» свой организм кислородом.

У водных млекопитающих повышена так называемая кислородная ёмкость крови. Известно, что кислород по организму разносит особый, содержащийся в красных кровяных тельцах (эритроцитах) пигмент – гемоглобин. Проходя через лёгкие, гемоглобин присоединяет кислород и в виде оксигемоглобина устремляется по артериям во все уголки организма.

Один грамм гемоглобина крови человека связывает 1,23 кубических сантиметра кислорода, а тюленя – 1,78. К этому надо добавить, что процесс связывания кислорода гемоглобином идёт у ныряющих млекопитающих очень быстро.

Водные млекопитающие отличаются экономным расходованием кислорода во время ныряния. Так, у обыкновенного тюленя расход кислорода в течение одной минуты после погружения снижался в 15 раз! Эта экономия обеспечивается различными способами. Замедляется обмен веществ в организме зверя, уменьшается количество вырабатываемого тепла, происходят резкие изменения в кровообращении и характере кровоснабжения различных тканей.

У морского льва, например, уже через 10 секунд после начала ныряния количество сокращений сердца падает от 130-140 до 30-40 в минуту, а у серого кита – со 100 до 10 ударов. Но особенно отличается в этом отношении нутрия. У неё частота сердцебиений при погружении в воду уменьшается с 216 до 4! Разница колоссальная. У северного морского слона частота сокращений сердца в конце 40 – минутного ныряния также падала до 4, но исходный уровень у этого вида гораздо ниже, чем у нутрии: 60 ударов в минуту.

Специальные измерения показали, что при нырянии давление крови в магистральных сосудах сохраняется в норме. Зато в малых артериях оно уменьшается до уровня венозного, а иногда и вовсе сходит на нет, то есть пульс перестаёт прощупываться.

Перераспределение кровопотока имеет огромнейшее значение для зверя. В любых условиях его головной мозг нормально омывается кровью, в достатке снабжается кислородом. Болезненно реагирует головной мозг на недостаток кислорода: 4-5 минут – и в нежных клетках наступают необратимые изменения. «Оживление» организма становится невозможным. Другие органы могут побыть и на голодной диете, они гораздо выносливее и неприхотливы.

Нервные клетки дыхательного центра животных находятся в передней трети продолговатого мозга. Водные млекопитающие очень чувствительны к концентрации углекислого газа в крови. Чуть содержание его превышает норму – дыхательный центр даёт «команду» усилить вентиляцию лёгких, увеличить приток кислорода, улучшить вывод углекислоты из крови. И здоровый организм выполняет эти команды, дыхание становится глубоким, нормальный состав газов крови восстанавливается. Но вот что удивительно – дыхательный центр головного мозга водных млекопитающих чрезвычайно устойчив к повышению концентрации в крови углекислого газа.

Поразмыслив, учёные поняли в чём суть дела: сохранение у этих зверей свойственной для наземных млекопитающих чувствительности к углекислоте могло позволить дыхательному центру сыграть злую шутку со своим хозяином – заставить его усилить «вентиляцию» лёгких в самый неподходящий момент, во время ныряния. Конечно, вдох под водой был бы для зверя последним…

Перераспределение кровяного потока, усиленное питание головного мозга, когда зверь находится под водой, — эти механизмы обнаружены не только у водных млекопитающих – они есть у бобра, ондатры и некоторых других зверей.

Гемоглобин есть не только в крови, но и в форме миоглобина присутствует в мышечной ткани животных. Миоглобин запасает кислород и отдаёт его по мере надобности. У водных млекопитающих этого пигмента очень много, у дельфинов, например, его столько же, сколько и гемоглобина. В мышцах сердца и головы дельфинов миоглобина в 4-5 раз больше, чем у кролика или морской свинки, а в спинных и брюшных мышцах – в 15 раз!

Учёные установили, что запас кислорода в организме человека составляет в среднем 2640 миллилитров, из них в лёгких – 900, в крови – 1160, тканевой жидкости – 245, в миоглобине – 335 миллилитров — одна седьмая часть общего запаса. У тюленя же из 5400 миллилитров кислорода миоглобин удерживает свыше 2500, то есть почти половину!

Итак, получить больше свежего воздуха, полнее использовать содержащийся в нём кислород, доставить тканям быстрее, лучше «выгрузить» его, создать резервы воздуха и кислорода при нырянии, экономнее расходовать драгоценный газ в погруженном состоянии, обеспечивать им в первую очередь жизненно важные центры – вот к чему сводятся, в сущности, все сложнейшие морфологические и физиологические приспособления, выработавшиеся у водных млекопитающих в процессе великого обратного пути с суши в воду.

Некоторые водные млекопитающие достигли высокой степени совершенства, другие же обладают менее яркими и полными приспособлениями, но принцип для всех общий. А это для нас главное.

Источник

Почему нерпа не дышит под водой и зачем ей нужен санаторий

Морские млекопитающие — сборная группа водных и полуводных млекопитающих, чья жизнь полностью или существенную часть времени проходит в морской среде. В эту категорию входят представители различных систематических групп млекопитающих: сирены, китообразные, ластоногие — ушастые тюлени, настоящие тюлени, моржовые. Помимо этих животных к морским млекопитающим также относят единичных представителей семейств куньих (калан и морская выдра) и медвежьих (белый медведь). В целом к морским млекопитающим относится около 128 видов, составляющих 2,7% от общего числа млекопитающих.

Морские млекопитающие — это звери, произошедшие от сухопутных животных, которые вторично связали свою жизнь на определенном этапе эволюционного развития с морской водной стихией. Сирены и китообразные произошли от предков копытных, тогда как ластоногие, каланы и белый медведь берут своё начало от древних псообразных.

Задолго до появления на нашей планете людей, моря и океана были освоены морскими млекопитающими — китообразными и ластоногими. Находки палеонтологов подтверждают существование китов и тюленей 26 млн. лет назад в кайнозойском периоде. В процессе эволюции видовой состав морских млекопитающих претерпел существенные изменения. Менялись эпохи и вместе с ними и условия существования, одни виды вымирали, другие, наоборот, сумели адаптироваться и приумножать свою численность.

Виды млекопитающих животных, обитающих в морях и океанах, очень интересны и разнообразны как по образу жизни, так и по внешнему облику. Рассмотрим основных представителей.

. К ним относятся разные виды: синие, серые, гренландские, кашалоты, горбатые, клюворылые, малые полосатики и другие.

. Очень близкие к китам животные, опасные убийцы морских и океанских просторов.

. Разные виды: афалины, клювоголовые, короткоголовые, морские свиньи, белухи и другие.

. Животные из рода тюленей, самая распространенная — кольчатая нерпа.

. Включают несколько разновидностей: крылатки, пятнистые тюлени, ушастые, настоящие, лахтаки и другие.

двух видов: северные и южные.

— на сегодняшний день практически истребленное человеком млекопитающее морское животное.

Как и у сухопутных видов, у морских и океанских животных тоже есть отличительные особенности, по которым их можно отнести к классу млекопитающих. Какие животные относятся к млекопитающим? Как и для всех представителей этого класса, для морских и океанских млекопитающих характерно выкармливание своего потомства молоком через специальные молочные железы. Эти животные вынашивают потомство внутри себя (внутриутробное развитие) и воспроизводят его при помощи процесса живорождения. Это пойкилотермные животные (теплокровные), они имеют потовые железы, толстый слой подкожного жира гликогена. В наличии имеется диафрагма, позволяющая дышать. Данные приспособления позволяют с уверенностью отнести всех вышеперечисленных животных именно к морским и океанским млекопитающим.

Отряд Ластоногие

Это крупные звери, имеющие веретенообразное тело, короткую шею и превращенные в ласты конечности. Они большую часть времени проводят в воде, на берег выходят лишь для размножения или для кратковременного отдыха. Известно около 30 видов, среди них — гренландский тюлень, морской котик и морж.

— это ластоногое животное, у которого ушных раковин нет, задние ласты короткие, вытянуты назад и для передвижения на суше не служат. Они на суше ползут, загребая за поверхность передними ластами. У взрослых тюленей шерсть негустая, без подшерстка. У молодых, еще не умеющих плавать, мех густой, обычно белый.

Гренландский тюлень — обитатель арктических морей. Большую часть года тюлени проводят в открытом море, питаясь рыбой, моллюсками и рачками. Зимой стада тюленей подходят к берегам и выбираются на большие ровные ледяные поля. Здесь самка рождает одного крупного зрячего детеныша. Белая шкурка тюлененка с густым мехом защищает его от мороза и делает незаметным среди снегов. С началом весны стадо откочевывает на север. Тюленей промышляют ради шкур и жира.

имеет ушные раковины и задние ласты, используемые для передвижения. Задние ласты на суше подгибаются под тело, затем выпрямляются — котик совершает прыжок.

Морской котик живет в дальневосточных морях. Его тело покрыто густым мехом с плотным, водонепроницаемым подшерстком. В начале лета котики большими стадами выходят на берега островов для размножения. Самка рождает одного детеныша, покрытого черными волосами. Осенью, когда детеныши подрастут и научатся плавать, котики покидают острова до весны. У котиков ценный мех.

— наиболее крупный из всех ластоногих, длиной до 4 м и массой до 2 000 кг. У моржа кожа голая, волос нет. Для него характерны огромные клыки, длиной 40-70 см, свисающие с верхней челюсти вертикально вниз. Ими моржи роются на дне, добывая оттуда различных крупных беспозвоночных — моллюсков, раков, червей. Наевшись, любят поспать на берегу, собравшись тесной кучей. При движении по суше задние ноги подворачивают под тело, но ввиду огромной массы далеко от воды не уходят. Обитают в северных морях.

Строение дыхательной системы млекопитающих

Млекопитающие — это отдельный класс животных типа хордовые, характе́рной особенностью которых является живорождение и вскармливание детей грудным молоком. Их дыхательный аппарат включает в себя лёгкие с альвеолярным строением и воздухоносные пути. Последние делятся на верхние и нижние. В верхние входят носовая полость и гортань, а нижний состоит из таких органов, как гортань, трахея, бронхи и лёгкие (схема представлена ниже).

Функция воздухоносных путей заключается в переносе воздуха к лёгким. Начиная с ноздрей, где кислород согревается и увлажняется, далее оксиген движется к гортани. Этот хрящевой орган служит хранилищем для голосовых связок, с помощью которых человек разговаривает, а животные получают возможность издавать различные звуки и общаться друг с другом.

После гортани воздух движется по трахее (вытянутой трубке) и разделяется. Одна часть попадает в левое лёгкое, а вторая в правое. Путь к лёгким обеспечивают 2 бронха. Каждый из них разветвляется до системы бронхиол. Тонкие трубочки заканчиваются воздушными пузырьками — альвеолами. Они объединяются в альвеолярные мешочки, которые сверху покрыты сетью маленьких сосудов — капилляров. На рисунке изображено строение бронхиолы с альвеолярными мешочками.

Количество альвеол у каждого животного различается. Это зависит от развития дыхательной системы и активности, так как именно за счёт воздушных пузырьков увеличивается площадь газообмена. Например, у человека их насчитывается 600—700 миллионов, а у ленивца 3 миллиона. При движении диафрагмы и межрёберных мышц в организме происходит вдох и выдох. Диафрагма — мышечная стенка, разделяющая брюшную и грудную полость.

В заднем отделе головного мозга расположен дыхательный центр. Как только поступает импульс в продолговатый мозг, то запускается процесс газообмена. Кратко описанные этапы дыхания:

У млекопитающих слабо развито кожное дыхание из-за плотного слоя шерсти. В организм животного поступает 1% всего кислорода через кожные кровеносные сосуды, а в человеческий организм 7%.

Отряд Китообразные

Это полностью водные млекопитающие никогда не выходящие на сушу. Они плавают при помощи хвостового плавника и пары передних конечностей, видоизмененных в ласты. Задних конечностей нет, но по двум небольшим косточкам, находящимся на месте таза, можно судить о том, что предки китообразных имели также и задние конечности. Детеныши китообразных рождаются вполне сформированными и сразу же могут следовать за матерью.

— самое крупное современное млекопитающее. Отдельные экземпляры достигают в длину 30 м и массы 150 т. Это соответствует массе не менее 40 слонов. Синий кит относится к беззубым китам. Он не имеет зубов и питается мелкими водными животными, главным образом рачками. С верхней челюсти животного свисают многочисленные эластичные роговые пластины с бахромчатыми краями — китовый ус. Набрав в огромную ротовую полость воду, кит процеживает ее через ротовые пластинки, а застрявших рачков проглатывает. За сутки синий кит съедает 2-4 т пищи. Киты, имеющие вместо зубов китовый ус, относятся к усатым, или беззубым китам. Их известно 11 видов.

Другая группа — это зубатые киты

, имеющие многочисленные зубы, у некоторых до 240 штук. Зубы у них все одинаковые, конусовидные, служат только для захвата добычи. К зубатым китам относятся дельфины и кашалоты.

— относительно небольшие (длиной 1,5-3 м) китообразные, морда которых вытянута, как клюв. У большинства дельфинов есть спинной плавник. Всего их 50 видов. Добычу дельфины отыскивают с помощью ультразвуков. В воде они издают щелкающие звуки или прерывистый свист высокого тона, а отраженное от предмета эхо улавливают органами слуха.

Звуковыми сигналами дельфины могут обмениваться друг с другом, благодаря чему быстро собираются там, где кто-либо из них обнаружил стаю рыб. Если с одним дельфином случается какое-либо несчастье, то другие приходят ему на помощь, как только заслышат тревожные сигналы. Головной мозг дельфинов имеет сложное строение, в его больших полушариях множество извилин. В неволе дельфины быстро приручаются и легко поддаются дрессировке. Охота на дельфинов запрещена.

В северных и дальневосточных морях, а также в Балтийском и Черном живет дельфин-белобочка длиной не более 2,5 м. Его стройное тело сверху черного цвета, живот и бока белые. На вытянутых челюстях белобочки располагается более 150 зубов одинаковой конической формы. Ими дельфин схватывает и удерживает рыбу, которую проглатывает целиком.

— крупный зубатый кит. Длина самцов до 21м, самок — до 13 м и масса до 80 т. У кашалота огромная голова — до 1/3 длины тела. Любимая его пища — крупные головоногие моллюски, за которыми он ныряет на глубину до 2 000 м и может находиться под водой до 1,5 ч.

Морским млекопитающим помогает дышать электричество

Создано 09.09.2013 16:49 Автор: Алексей Норкин

Обыкновенный тюлень вдыхает воздух один раз в 30 минут и даже может спать под водой. Кашалот умеет нырять на километр в глубину и при этом не дышать целый час. Каким образом это им удается? Британские ученые утверждают, что они раскрыли загадку экстремальной адаптации морских млекопитающих, и теперь знают, с помощью чего тем удается задерживать дыхание на столь длительный срок. Оказывается, все дело в электричестве.

Научный коллектив исследовал свойства миоглобина, белка, с помощью которого мышцы млекопитающих запасаются кислородом. Ученые обнаружили, что у китов и тюленей этот протеин обладает уникальными свойствами, благодаря которым животные могут «упаковывать» в мышцы огромное количество кислорода без всякого ущерба. Результаты работы ученых опубликованы на страницах журнала Science.

В исследовании участвовал доктор Майкл Беренбринк (Michael Berenbrink) из Института интегративной биологии (Institute of Integrative Biology) Университета Ливерпуля. По его словам научный мир уже давно интересовал механизм, с помощью которого морские млекопитающие могут удерживать в теле большое количество этого жизненно важного белка: «При достаточно высоких концентрациях белки, как правило, слипаются. Поэтому мы пытались понять, как тюлени и киты эволюционировали, повышая концентрацию белка все выше и выше без потери функций».

В ходе исследования ученые изучали миоглобин, извлеченный из мышц различных млекопитающих, от обычных коров и выдры, ведущей полуводный образ жизни, до такого отменного ныряльщика, как кашалот. Кроме того, исследовались эволюционные изменения белка на протяжении 200 миллионов лет.

В результате ученые пришли к выводу, что главным фактором, благодаря которому морские млекопитающие обладают способностью надолго задерживать дыхание, является свойство их миоглобина противостоять слипанию.

Это свойство доктор Беренбринк объясняет малозаметным, но важным «химическим трюком». Белок морских животных обладает положительным электрическим зарядом, что влечет за собой значительные физические последствия. «Словно одноименные полюса магнита белки отталкиваются друг от друга», — объясняет Беренбринк. «Мы считаем, что благодаря этому животные способны собирать по-настоящему высокие концентрации протеинов в мышцах, но избегать их слипания и засорения мышц».

По мнению ученого это волнующее открытие поможет разобраться в невероятных изменениях, которые произошли в органах млекопитающих, в корне изменивших образ жизни. Перебравшись в совершенно иную среду обитания, эти животные, тем не менее, сохранили способ дыхания, но модернизировали его удивительным образом.

Вы знали?

Морские обитатели

Дыхательная система у морских млекопитающих состоит из тех же органов, что и у наземных, но имеет свои особенности. Киты способны заполнять кислородом объём лёгких, который намного превышает 3 тысячи литров, на 90%. Природа наделила морских млекопитающих дыхательными мускулами огромной мощности и эластичной грудной клеткой. Это даёт им возможность находиться под водой около 40 минут, а кашалотам до 2 часов.

С каждым вдохом в организм кита поступает большое количество кислорода, превышающее дыхательный объём человека в 4 раза. Объёмы лёгких у всех животных различны, так как это зависит от их жизнедеятельности, среды обитания и роли в природной экосистеме. У какого животного самые большие лёгкие? Этот рекорд поставило огромнейшее млекопитающее на Земле — голубой или синий кит. В таблице представлены распространённые виды живых организмов и соответственный им объём лёгочных мешков.

Морские млекопитающие дышат, как и другие животные, но при каждом вдохе и выдохе им нужно всплывать. Кашалоты поднимаются на поверхность после несколько часового погружения, чтобы набрать кислород. Они совершают 60—70 вдохов и обогащают организм большим количеством воздуха. Кроме того, в головном отделе кашалота содержатся не только жир, спермацет и мозги, но и пространство, предназначенное для хранения дополнительного объёма кислорода.

А также все водные млекопитающие наделены повышенной кислородной ёмкостью крови. Пигмент, имеющийся в эритроцитах, красных кровяных тельцах, разносит оксиген по всему организму. Гемоглобин проходит через лёгкие, присасывается к кислороду и распространяется по всем кровяным сосудам.

У морских животных процесс связывания двух элементов (гемоглобина и кислорода) проходит быстрее, чем у человека, поэтому скорость распространения оксигена по организму крайне велика.

Существует девять видов морских котиков

Девять отдельных видов морских котиков составляют роды Arctocephalus и Callorhinus. В то время как восемь из них относятся к роду Artocephalus и обитают в южных морях, девятый вид принадлежит роду Callorhinus и населяет северную часть Тихого океана. Все девять видов – ластоногие млекопитающие с четырьмя шипованными придатками.

На крупного северного морского котика, обитающего в холодных северных водах, в XIX веке охотились почти до исчезновения. Этих млекопитающих стали защищать на законодательном уровне с 1911 года, и позже их численность увеличилась до 1,3 миллиона особей!

В число южных морских котиков входят южноамериканский, новозеландский, субтропический (амстердамский), галапагосский, кергеленский, гуадалупский, фернандесский и капский (южноафриканский) виды. Все они меньше своих северных собратьев.

Источник