Морские львы и котики - Мужчинкин Вадим Федорович (читать книги без регистрации полные .txt) 📗
Найдя способы не переохлаждаться в теплопроводной и безграничной по теплоемкости воде Мирового океана, оставаясь в ней безвылазно месяцами, подвергаются ли ушастые тюлени опасности перегрева в достаточно прогретых поверхностных слоях тропических областей? Можно представить перегрев тяжело работающего зверя в воде, температура которой близка к таковой тела. Хотя угроза эта проблематична, сбрасывать ее со счета не стоит. Но максимальные океанские температуры в +32° редки и в экваториальной зоне, а чуть меньшие в прогретых летних садках Черноморских биостанций оказались вполне приемлемыми и для северных, и для южных ушастых тюленей.
В воде главное — не растерять необходимое тепло, но на лежбище под воздушным одеялом теплоизолирующие механизмы в организме зверя оборачиваются риском перегрева и теплового шока. Существование этой постоянной угрозы подтверждает легкость, с которой можно довести морского кота до шока, заставив его идти чуть быстрее и чуть дольше, чем он это делает обычно. А секачи всех ушастых тюленей летом неделями сидят на берегу, да и самки со щенками должны подолгу оставаться на летнем переполненном пляже. При необходимости зверь должен быстро сбросить излишки тепла, а для этого, кроме учащения легочной вентиляции, остаются те же оголенные и хорошо снабжаемые кровью участки открытой кожи на увеличенных ластах. Насколько успешно решается эта задача, показывает благополучное пребывание морских львов и котов на берегу Галапагосских островов под экваториальным солнцем. При кажущейся простоте терморегуляционных проблем остается непонятным быстрое разбегание зверей с лежбища не только в жаркий, но и в дождливый день, а также явное избегание ушастыми тюленями льдов, с которыми настоящие тюлени прекрасно освоились. Впрочем также непонятно, есть ли что-нибудь, кроме поведенческих запретов, препятствующее проникновению ушастых тюленей в пресноводные озера, где настоящие тюлени опять же хорошо прижились.
Рассматривая способы передвижения отариид на суше и в воде и способы борьбы с двойной опасностью: перегрев — переохлаждение, быстро находишь их переплетение в единый узел, который решается небольшим преобразованием — увеличением относительной величины ступней и кистей, делающим их одновременно и совершенным движителем и регулируемым в широких пределах теплообменником.
В такой же тесный узел сплетаются добыча пищи, расход воды в организме, обеспечение щенка материнским молоком и та же терморегуляция. Достаточно посмотреть на мелкие с простыми коронками щечные (расположенные кзади от клыков) зубы любого ушастого тюленя, чтобы увидеть, что с такими зубами придется глотать пищу неразжеванной, а стало быть, кусок должен быть соразмерен глотке. Простота зубов ставит ушастых тюленей в один ряд с неполнозубыми и китообразными (зубатыми) и противопоставляет большинству современных и ископаемых групп млекопитающих. Несмотря на трудности с жеванием, набор кормов оказывается очень широк и включает практически любой плавающий и соразмерный глотке объект от криля до мелких пингвинов, но основная добыча — стайные некрупные рыбы и головоногие. Заодно с добычей проглатывается и крупная галька, давая повод к поискам пользы от ее присутствия в желудках зверей. Взрослый морской кот съедает в день 5—10 кг рыбы, при избытке корма может съесть и больше, но ведра хватает секачу и на активную жизнь в океане, и на накопление жировых запасов. У крупных морских львов ежедневный паек, вероятно, удваивается, не превышая тех же 3–5 % веса зверя.
Вопреки ожиданиям оказывается, что вода попадает в кишечник ушастого тюленя в минимальном количестве. Вместо избытка воды получается ее недостаток, и зверь посреди океана оказывается в положении А. Бомбара, пересекшего на спасательной лодке Атлантический океан, довольствуясь водой, содержавшейся в пойманной им рыбе. Рыба и головоногие содержат около 80 % воды, и этого достаточно, чтобы обеспечить домашней кошке (не морской!) сносную жизнь без питья чистой воды. Но выкормить котят такая кошка уже не может. На выработку молока надо тратить добавочную воду. Таким же невосполнимым за счет одной рыбной диеты будет добавочный расход воды при перегреве организма. Следовательно, обычная почка наземного зверя может обеспечить жизнь в океане при достаточном количестве доступного корма и охлаждении тела за счет окружающей воды. Добавочный расход воды на производство молока у кормящих самок сокращается замещением воды жиром, содержание которого в молоке разных видов ушастых тюленей и по сезонам колеблется от 20 до 60 %, т. е. концентрированное молоко обеспечивает экономную трату воды и наоборот. Достаточные жировые запасы могут покрыть и расход воды на повышенное испарение при перегреве на суше. Наиболее активные и упорные секачи северных морских котов проводят на берегу без еды и почти постоянно на грани перегрева больше месяца, теряя за это время больше трети весеннего веса (немного больше центнера из трех с лишним). Так что подкожная клетчатка оказывается не только энергетическим запасником и теплоизолятором, но и необходимым резервуаром связанной воды, расходуемой в критические периоды.
Третий узел связывает события, происходящие в черепной коробке, изменения в органах чувств и подвижность зверя. Мозговая коробка и глазницы любого ушастого тюленя заметно крупнее, чем у медведя такой же величины. Сходные по размерам белый медведь и сивуч будут иметь: первый — полукилограммовый мозг и глазное яблоко поперечником в 4 см, второй — шестисотграммовый мозг и глаз в 6 см. У гораздо меньшего секача северного кота мозг — около 400 г, а поперечник глаза — 5 см. Глаза и мозг настоящего тюленя так же крупны, как у ушастого, а у моржей мозг еще крупнее и достигает по весу нижнего предела нормального человеческого мозга (около килограмма), глаза же меньше (около 4 см диаметром), не крупнее медвежьих. В то время как наземный хищник преследует свою добычу на плоскости, ушастые тюлени должны это делать в трехмерном пространстве, решая задачи, подобные птичьим. Так что увеличенный мозг очень кстати. Все было бы просто, если б не сходные по размерам копытные со столь же крупным мозгом.
С глазами все складно тоже только на первый взгляд. Сочетание круглого хрусталика и компенсирующей кривизны роговицы позволяет видеть и в подводном полумраке (искажения, даваемые роговицей, снимаются водной средой), и на ярко освещенном берегу (искажения, даваемые хрусталиком, компенсируются действием роговицы). Но оказывается, что утрата зрения не исключает возможности успешно охотиться в безбрежном океане, чему доказательства — встречаемые время от времени среди ушастых тюленей упитанные слепцы. Хорошо бы заодно понять, как удается зрячим зверям безошибочно находить дорогу в многомесячных скитаниях по океану без отчетливых ориентиров и под обычно закрытым облаками небом.
Несмотря на неясности, несомненна зависимость механизмов ориентации в пространстве и во времени, возможностей мозга и энергетических проблем, стоящих перед организмом, друг от друга. Тогда активные океанские ловцы подвижной добычи — ушастые тюлени — объединяются общим классом решаемых задач с птицами и летучими мышами, хотя у одних энергетические нагрузки определяются невесомостью в теплопроводной среде, а у других — весомостью в теплоизолирующей среде. В эту же компанию попадут и мелкие, освоившие кроны деревьев (еще один вариант трехмерного лабиринта) приматы.
Представив в общих чертах устройство и возможности «морских псов, львов, медведей и котов», попытаемся мысленно переделать ушастого тюленя в наземного хищного зверя (или наоборот, наземного в океанского). Уберем армированные хрящевыми надставками пальцев добавки к кистям и ступням. Тогда придется сбрасывать лишнее тепло с других частей тела. Можно для этого разредить мех, можно усилить вентиляцию легких, можно выделить специальные богатые сосудами участки кожи, переложив на них основную работу. Хорошо бы также увеличить подвижность верхних отделов конечностей, чтобы сделать походку на земле не такой неуклюжей. Надо найти достаточно обильный и доступный корм. Если он будет содержать воды меньше, чем рыба и кальмары, придется добавочно пользоваться пресной водой. Сам корм должен быть пригоден для проглатывания целиком, т. е. состоять из некрупных животных без твердого панциря и избытка неперевариваемого материала (шерсти, перьев). В противном случае надо преобразовывать зубы для расчленения крупной добычи. Повторяя операции в обратном порядке, можно столь же легко превратить наземного зверя, вроде медведя, в ушастого тюленя. Поразительна та малость, немногочисленность и четкая локализованность изменений в универсальном для млекопитающих плане строения. Как если бы, заменив несколько кирпичей или блоков в стоящем на берегу доме, получили вполне надежный океанский корабль. При этом очевидно, что отличий от наземного варианта в дельфиньем варианте больше, чем в отариидном, а степень полученной в результате его приобретения доступности океана (сроки пребывания в воде, доступные глубины, скорость и доступные корма) у рыбообразных дельфинов и четвероногих ушастых тюленей вполне сравнима, т. е. в отариидной модели работает принцип минимального обеспечения. Мысленные манипуляции с конструкцией млекопитающего позволяют достаточно свободно преобразовывать одну группу зверей в другую, беря удобную для этого стадию эмбриональной или послеэмбриональной жизни одного реального зверя и с помощью серии мелких перестроек получая все новые и новые производные формы, соответствующие другим реально существующим зверям. Можно продолжить игру дальше, просто придумав исходное, и построить либо любопытную модель, либо хорошую пародию на зоологические построения. Так, двадцать лет назад была опубликована история носоходок (изобретенных укрывшимся под псевдонимом автором), ходивших вначале на носу, но давших с течением времени эволюционно продвинутые формы, освоившие воду, воздух (летали, махая ушами) и подземелья. Возвращаясь к ушастым тюленям и к неизбежному вопросу, когда и как появился этот вариант зверя, прикинем, какие ограничения накладывают наблюдаемые события на построение моделей истории группы. А сначала посмотрим, насколько изменчиво устройство ушастого тюленя.
