Китообра́зные (лат. Cetacea) — отряд млекопитающих, полностью приспособленных к жизни в воде. Китообразных вместе с парнокопытными иногда относят к внесистематической группе китопарнокопытных. В обиходе китами называют всех китообразных, кроме дельфинов и морских свиней. Китообразные являются самыми крупными из известных животных, которые когда-либо обитали на Земле.
Научное название cētus и русское кит происходят от греческого κῆτος «морское чудовище».
В водах России встречается около 30 видов китообразных.
Внешний вид
Китообразные имеют веретенообразное обтекаемое тело, гладкую кожу, практически без шерсти. Толстый слой жира защищает от переохлаждения. Передние конечности преобразованы в ласты, задние атрофированы. Хвост заканчивается большим горизонтальным плавником.
Происхождение
Киты, предположительно, произошли от парнокопытных наземных млекопитающих, которые порядка 50 млн лет назад перешли к полуводному образу жизни.
Существуют разные теории о происхождении китов. Предполагалось, что киты, дельфины и морские свиньи произошли от группы наземных млекопитающих, называющихся Мезонихии. Эти существа были похожи на волков, но имели копыта подобно коровам и оленям. Они жили приблизительно 60 миллионов лет назад вокруг древнего моря Тетис, там, где теперь Средиземное море и часть Азиатского субконтинента.
Мезонихии, вероятно, охотились на рыбу и других водных животных в прибрежных болотах и эстуариях. Поскольку они проводили все больше времени в воде, их тела начали изменяться. Они стали более обтекаемыми, и у них развились мощные, сглаженные хвосты. Их передние конечности постепенно превращались в плавники, а задние деградировали. Появился толстый слой подкожного жира, а волосяной покров начал исчезать. Для облегчения дыхания с поверхности воды ноздри у них переместились наверх головы и постепенно превратились в дыхала.
Новые молекулярно-генетические данные свидетельствуют о том, что китообразные — близкие родственники парнокопытных, в частности, гиппопотамов. На основе этих данных предлагается даже включать китообразных в состав отряда парнокопытные и предлагается название Cetartiodactyla для монофилетического таксона, включающего две эти группы.
Недавние исследования показали, что связующим звеном был род индохиусов, обитавший на территории Пакистана и внешне напоминавший современных оленьковых. В течение эоцена предки китов постепенно приспосабливались к жизни в море, заполняя экологическую нишу, которая освободилась после вымирания мозазавров и плезиозавров. Со временем они утратили всякую связь с сушей и приобрели новые адаптационные признаки, утратив черты, характерные для наземных млекопитающих.
Классификация
От общих предков отделились три подотряда китообразных, объединяющих 127 вымерших и 38 ныне живущих родов: древние киты (археоцеты), усатые (или беззубые) киты (мистакоцеты) и зубатые киты (одоноцеты). Современные два подотряда резко различаются между собой как по внешнему и внутреннему строению, так и по биологии. Беззубые киты имеют вместо зубов ряд роговых пластинок, которые свисают с верхней челюсти, называемых «китовым усом», которыми они фильтруют из воды морской планктон.
К отряду принадлежат высокоспециализированные млекопитающие, приспособившиеся к постоянной жизни в воде. Внешне китообразные напоминают рыб, но отличаются от последних наличием теплокровности, лёгочного дыхания, наличием остатков волосяного покрова, внутриутробным развитием плода и молочным вскармливанием детёнышей, и другими признаками, объединяющими их с остальными млекопитающими.
Размеры у китообразных наибольшие среди млекопитающих: средняя длина тела синего кита 25 м, вес — 90-120 т. Самые маленькие китообразные — белобрюхий дельфин и дельфин Гектора, относящиеся к роду пёстрых дельфинов (Cephalorhynchus): длина тела у них не превышает 120 см, масса — 45 кг.
Хвостовые лопасти кита-горбача
Наименьшее сопротивление воды при плавании китообразным обеспечивает обтекаемое тело торпедовидной или каплевидной формы. Этому же способствуют исчезновение волосяного покрова и ушных раковин. Кожа китообразных отличается большой упругостью, эластичностью и несмачиваемостью, что уменьшает трение при быстром плавании.
Голова обычно массивная; заканчивается тупо, заострена или вытянута в «клюв» (рострум). Голова почти без видимого шейного перехвата переходит в туловище, которое постепенно сужается в хвостовой стебель.
Передние конечности превратились в плоские и жёсткие грудные плавники (ласты), которые служат в основном «рулями глубины», а также обеспечивают повороты и торможение. Кистевые части ласт внешне не расчленены, а иногда и сращены внутри.
Свободные задние конечности атрофировались, хотя у некоторых видов обнаруживаются рудименты тазовых костей.
Хвостовая часть тела латерально уплощена; она очень гибкая и мускулистая, служит основным локомоторным органом. На её конце имеются парные, горизонтальные хвостовые лопасти.
Кроме того, у большинства видов на спине находится непарный спинной плавник, который служит своеобразным стабилизатором при плавании.
Хвостовые и спинной плавник относятся к кожным образованиям и лишены скелета; внутри них находится хрящевая ткань.
Грудные, спинной и особенно хвостовой плавники обладают переменной упругостью, которая обеспечивается особыми кровеносными сосудами. Упругость плавников зависит от скорости плавания. Помимо локомоторной плавники выполняют терморегулирующую функцию: через них в первую очередь уходит избыток тепла.
Кожные железы у китообразных отсутствуют; исключение составляют 2 молочные железы, которые расположены в задней половине тела. Соски (2) помещаются в продольных кожных карманах по бокам мочеполовой щели и наружу выступают только у кормящих самок. Под кожей находится слой жировой ткани (ворвани) толщиной от 2,5 до 30 см.
Подкожный жир защищает тело от переохлаждения, помогает удерживать в организме воду, которая иначе диффундировала бы в окружающую среду, а также является энергетическим запасом на время голодовок. Температура тела за счёт хорошей изоляции жировой прослойкой колеблется в пределах от 35 до 40 °C.
Волосяной покров отсутствует. У усатых китов на морде растут отдельные щетинковидные волоски, похожие на вибриссы наземных млекопитающих; они служат органом осязания. У зубатых китов вибриссами во взрослом состоянии обладают только гангский дельфин и амазонская иния, живущие в мутной речной воде; у большинства других зубатых китов вибриссы имеют лишь эмбрионы.
Окраска китообразных бывает однотонной, противотеневой (тёмной сверху и светлой снизу) или пятнистой. У некоторых видов она подвержена возрастной изменчивости.
Скелет
Скелет у китообразных губчатый. В позвоночнике от 41 до 98 позвонков, образующих 4 отдела: сильно укороченный шейный (всегда из 7 позвонков, общая длина которых не превышает 15 см), грудной, поясничный и хвостовой. Грудной отдел несет 10-17 пар рёбер, из которых только первые 2-8 пар сочленены с грудиной.
Межпозвоночные диски придают позвоночнику, особенно его хвостовой части, большую гибкость и подвижность. Задние конечности и крестцовый отдел позвоночника, как правило, утрачены, а кости таза рудиментарны и не соединены с позвоночником. Грудной плавник поддерживает очень короткая плечевая кость, две кости предплечья и многочисленные кости кисти, иногда слитые в лопастеподобную структуру.
Скелет усатого кита (видны рудименты тазовых костей)
Череп китов приспособлен к специфическому способу дыхания — ноздри смещены на темя. Носовые кости уменьшены; теменные сдвинуты вбок так, что верхнезатылочная кость соприкасается с лобными костями. Кости челюстей удлинены в связи с увеличением числа зубов или развитием цедильного аппарата.
Зубы у всех китов имеются в эмбриональном состоянии, но у усатых китов атрофируются, не прорезываясь, и заменяются бахромчатыми роговыми пластинами т. н. китового уса. У зубатых китов зубы конические, однородные, недифференцированные на резцы, клыки и коренные. Наибольшее их число отмечается у продельфина Stenella longirostris: от 172 до 252 зубов. Меньше всего зубов у нарвала: 2 зуба в верхней челюсти, причём у самок они обычно не прорезываются, а у самца левый зуб превращён в длинный бивень.
Органы пищеварения
Язык хорошо развит, мягкие губы отсутствуют. Слюнных желез нет или они рудиментарные. Китообразные заглатывают добычу целиком, не пережёвывая. Желудок сложный, многокамерный; способен растягиваться и вмещать до 1,5 т пищи (синий кит). Первый, безжелезистый, отдел желудка представляет собой нижнее выпячивание пищевода и служит для мацерации и механической обработки пищи; отсутствует у клюворылых китов.
Кардиальный отдел обильно снабжён железистыми клетками, выделяющими пищеварительные соки; он складчатый, сильно растяжимый, иногда дву— или трёхраздельный. Пилорический отдел представляет расширенную переднюю часть двенадцатиперстной кишки. Длина кишечника превышает длину тела: от 4-5 раз (у гангского дельфина и бутылконосов) до 15-16 раз (кашалот) и даже до 32 раз (дельфин Ла-Платы).
Органы дыхания и кровообращения
Наружных ноздрей 2 у усатых китов и 1 у зубатых китов. Они смещены на верх головы и снабжены особыми клапанами, рефлекторно запирающими дыхательные пути при нырянии и отпирающими при выныривании. Вследствие особого строения гортани воздухоносный ход отделён от пищевода, что позволяет киту безопасно дышать, даже если в ротовой полости находится вода. Носовой канал у большинства видов соединён с особыми воздушными мешками, выполняющими роль звукосигнального органа.
Трахея и бронхи укорочены, что способствует убыстрению акта дыхания. Лёгкие однодольчатые с сильно развитой гладкой мускулатурой, позволяющей за один выдох-вдох обновлять воздух на 80-90 % (у человека в норме без физического напряжения только на 15 %). Число альвеол больше и размеры их крупнее, чем у наземных млекопитающих.
Китообразные способны находиться под водой от 2-10 до 30-40 минут (кашалот — до 1,5 часов). Длительность погружения обеспечивают большая ёмкость лёгких и повышенное содержание миоглобина в мышцах. Кислородная ёмкость крови увеличена за счёт высокого содержания гемоглобина и повышения его концентрации в эритроцитах.
Процесс дыхания китообразных можно подразделить на выдох после длительного погружения, промежуточные акты дыхания и глубокий вдох перед следующим погружением. Когда кит всплывает на поверхность, выдыхаемый им с силой воздух, соприкасаясь с более холодным наружным, формирует столб конденсированного пара (фонтан).
У разных видов китообразных фонтан различается по форме и высоте. У крупных китов выдыхаемый воздух выталкивается через дыхало с такой силой, что производит громкий трубный звук, в спокойную погоду слышимый с большого расстояния. Во время промежуточных вдохов и выдохов кит ныряет неглубоко, плывет почти по прямой линии, дыша через правильные промежутки времени. Число промежуточных актов дыхания тем больше, чем дольше кит остаётся под водой во время основного погружения.
Во время погружения пульс у китообразных замедляется более чем в 2 раза, и ток крови перераспределяется так, что кислородом снабжаются в первую очередь мозг и сердечная мышца. Менее чувствительные к кислородному голоданию ткани (особенно мышцы тела) переходят на «голодный паёк». Слабая чувствительность дыхательного центра мозга к накоплению в крови углекислоты позволяет китообразным значительно удлинять дыхательную паузу.
Органы чувств
Масса головного мозга у китообразных — наибольшая среди млекопитающих в абсолютных цифрах, достигая у кашалота 7,8-9,2 кг, но относительно массы тела она невелика. Так, у голубого кита она составляет всего 0,007 % общей массы. Головной мозг высоко дифференцирован, органы чувств развиты, хотя и не одинаково.
Обоняние китообразными почти утрачено. Обонятельные доли мозга и обонятельные нервы отсутствуют полностью (зубатые киты) или имеются в зачаточном состоянии (усатые киты). Вкус, видимо, развит довольно слабо; предполагают, что киты способны на вкус различать солёность воды и обнаруживать по моче и фекалиям своих сородичей.
Осязание развито превосходно; кожа богато иннервирована. На голове у усатых китов сохраняются редкие осязательные волоски, которые действуют как вибриссы и играют определённую роль при поисках массовых скоплений планктона. Зубатые киты, питающиеся одиночной и сравнительно крупной добычей, в вибриссах не нуждаются; исключение составляют речные дельфины, живущие в мутной воде.
Глаза расположены по бокам головы и относительно небольшие: у крупных китов глаз имеет массу около 1 кг, у мелких дельфинов размером с глаз собаки. Веки неразвиты. Роговица и склера толстые и плотные. Глазное яблоко почти шаровидное, спереди несколько уплощённое. Хрусталик имеет округлую форму. Зрение у многих видов монокулярное, без общего поля зрения. Китообразные как правило близоруки, исключение составляют дельфины. Слёзные железы редуцированы; слёзно-носовой проход отсутствует. От механического и химического воздействия воды глаза предохраняет жирный секрет гардеровой железы. Имеются конъюнктивные железы, не известные у других млекопитающих.
Органы слуха сильно видоизменены. Ушная раковина отсутствует. Слуховой проход сужен и открывается позади глаза маленьким отверстием; видимо, служит отдельным чувствующим органом, воспринимающим изменение давления. Барабанная перепонка выгнута наружу (усатые киты) или внутрь (зубатые киты). Звук китообразные воспринимают через кости черепа и нижнюю челюсть, чей задний конец близко подходит к области внутреннего уха и иннервирован ветвью тройничного нерва.
Строение внутреннего уха у китообразных очень сложное, с увеличенной улиткой. Звук для водных организмов — важнейший источник информации, так как в воде звуковые колебания распространяются в 5 раз быстрее, чем в воздухе. Китообразные способны улавливать звуковые волны в диапазоне от 150 Гц до ультразвуковых колебаний в 120—140 кГц. Наиболее остр слух зубатых китов; у усатых китов он хуже по сравнению с наземными млекопитающими.
Песни китов
Характерный V-образный фонтан южного кита Eubalaena glacialis
Китообразные издают звуковые сигналы в тех же частотах, которые воспринимают сами. Поскольку голосовые связки у них отсутствуют, звуки производятся в результате вибрации «звуковых губ» (зубатые киты) или с помощью гортани и глотки (усатые киты).
Коммуникационные звуковые сигналы, издаваемые китообразными, многочисленны и разнообразны; имеются особые сигналы питания, беспокойства, страха, спаривания, боли и т. п. Некоторые китообразные из подотряда Odontoceti, подобно летучим мышам, способны к направленной эхолокации. У них образовался особый эхолокационный аппарат, состоящий из жировой подушки и вогнутой передней поверхности черепа, которые действуют как звуковая линза и рефлектор, концентрируя излучённые ультразвуковые сигналы и в виде звукового пучка направляя их на объект.
Половой диморфизм
Половой диморфизм выражен главным образом в разнице размеров самцов и самок. Самки усатых китов крупнее самцов; самки большинства зубатых китов, наоборот, меньше.
Приспособление к среде обитания
Особенности дыхательной и кровеносной системы позволяют китообразным долго находиться под водой с одним запасом воздуха (кашалоты до 1,5 часов). Способность гемоглобина связывать кислород у китов выше, чем у наземных млекопитающих, существенная часть кислорода накапливается в мышечном гемоглобине. При нырянии резко замедляется пульс и ограничивается подача кислорода к органам, менее чувствительным к кислородному голоданию.
Образ жизни
Распространены китообразные во всех океанах и в некоторых морях. Имеются холодолюбивые виды, живущие в полярных и субполярных водах (белухи, нарвалы, гренландские киты), теплолюбивые (полосатик Брайда), тропические и субтропические (многие дельфины, карликовые кашалоты) и виды с широким ареалом, включая космополитичные (полосатики, кашалоты, косатки). Встречаются как возле побережий, так и в открытом море. Представители некоторых видов способны подниматься вверх по рекам или постоянно жить в реках и эстуариях.
Большинство видов — стадные животные; держатся группами от нескольких до сотен и тысяч голов. Питание, как правило, специализированное; среди китов встречаются планктофаги, теутофаги, ихтиофаги и сапрофаги.
Косатки — единственные китообразные, регулярно поедающие не только рыб и беспозвоночных, но и теплокровных животных (птиц, тюленей, др. китов). Некоторые виды плавают очень быстро (косатки, многие дельфины), другие относительно медлительны.
Большинство китов держатся в поверхностных водах; некоторые могут нырять на значительную глубину (кашалот). В результате приспособления к сезонным условиям питания и размножения китообразные образовали несколько биологических групп.
Для одних видов характерны строго регулярные сезонные миграции в пределах северного или южного полушария: на зиму они плывут в низкие широты для родов, а на лето — в умеренные и высокие для нагула жира (почти все усатые киты, часть клюворылых и кашалоты).
Самые длинные миграции среди всех млекопитающих совершают серые киты, которые в год проплывают до 12 000 км, перемещаясь от зимовочных участков у берегов Калифорнии к местам летней кормежки в Беринговом море и обратно. Другие также совершают миграции на значительные расстояния, но менее регулярно и с нарушениями сезонных сроков (малые косатки, гринды, сейвалы, нарвалы).
Третьи перешли к сравнительно оседлому образу жизни, совершая кочевки в пределах небольшой акватории (афалины, речные дельфины, серые дельфины и др.). Миграции китообразные совершают в пределах знакомых областей, придерживаясь опредёленных путей.
Размножение
Преимущественно моногамны. Большинство видов размножается 1 раз в 2 года, только некоторые дельфины плодятся ежегодно, спариваясь вскоре после родов. Периоды спаривания и ще́нки обычно растянуты во времени. Самцы способны к оплодотворению постоянно или большую часть года. Беременность у разных видов длится от 7 до 18 месяцев.
Мигрирующие виды родят главным образом зимой в тёплых водах; немигрирующие — летом. Характерна многоплодность: у самок в начале беременности в матке могут находиться 2-3 зародыша, из которых вскоре остается только один. Двойни редки.
Роды происходят под водой; плод выходит хвостом вперёд. Детёныш хорошо развитый, крупный — до 1/2—1/4 длины тела матери; сразу способен к самостоятельному передвижению. Первый дыхательный акт он совершает, как безусловный рефлекс, в момент первого выныривания на поверхность. С первого дня детёныш плавает бок о бок с матерью, используя давление гидродинамического поля вокруг неё, что позволяет ему плыть пассивно. У самок сильно развит материнский инстинкт.
Кормление происходит под водой; молоко потребляется в течение нескольких секунд, но очень часто. Детёныш плотно захватывает сосок, и молоко вбрызгивается в его ротовую полость сокращением особых мышц самки. Китовое молоко очень питательное; оно густое, обычно кремового цвета, жирностью до 54 %. Характерно, что его поверхностное натяжение в 30 раз больше, чем у воды, поэтому струя молока не расплывается в воде. Самки китов продуцируют в сутки от 200—1200 г (дельфины) до 90-150 л (финвал) и 200 л (синий кит) молока. Детёныш во время вскармливания растёт очень быстро, к его концу увеличиваясь на 1/3-1/2 первоначального размера. Вскармливание продолжается от 4 месяцев (мелкие дельфины) до 13 (кашалоты), а в неволе даже до 21-23 месяцев (афалины).
Половая зрелость наступает в 3-6 лет, но замедленный рост тела длится и после того, до 12 лет. Физическая зрелость наступает, когда скелет окончательно окостеневает и все эпифизы позвоночника срастаются с телами позвонков. Процесс окостенения позвоночника начинается с обоих концов позвоночника, причём с хвостового идёт быстрее, чем с головного, и заканчивается в грудном отделе. Последовательные изменения в позвоночнике иногда используют для определения возраста кита.
Численность и значение для человека
Китобойный промысел
В недавнем прошлом практическое значение китообразных для человека было довольно велико. Практически все органы китов использовались для выработки пищевых и технических продуктов. Из подкожного сала и костяка вываривался жир, который потом перерабатывался на лярд и маргарин, смазочные вещества, технический и дистиллированный глицерин, мыло, театральный грим, стиральный порошок и т. д.
Полимеризированный жир использовался для изготовления линолеума и типографской краски. Спермацет кашалотов служил сырьём для производства косметических кремов и помады, а также смазочных материалов. Вываренный костяк, внутренности и части мускулатуры перерабатывались на удобрение (тук) и на кормовую муку для скота и птицы.
Из белковой части китового сала получали желатин и клей. Из китового уса до развития производства пластмасс изготовляли пружины для диванов и матрацев, корсеты, щётки, веера и т. д. Зубы кашалота шли на резные изделия. Мясо в консервированном, засоленном или свежем виде употреблялось как пищевой продукт. Из печени китов добывали витамин A; из желез внутренней секреции (поджелудочной и зобной) изготавливали медицинские препараты (камполон, инсулин и др.). Амбра, извлекаемая из кишечника кашалотов, высоко ценится в парфюмерной промышленности как закрепитель духов.
Чрезмерно интенсивный промысел пагубным образом сказался на численности китообразных, приведя многих представителей этого отряда на грань исчезновения. Многие китообразные занесены в списки Международной Красной книги. В настоящее время коммерческий промысел китов запрещён мораторием Международной комиссии по регулированию китобойного промысла и законами большинства стран и в ограниченных объёмах ведётся только Норвегией, Исландией и Японией, а также некоторыми аборигенными народами в качестве одного из традиционных занятий.
Повезло австралийским учёным. Один тинэйджер в конце 1990-х случайно обнаружил какие-то кости, торчавшие из береговой гальки. Он легко достал их оттуда и забрал домой. Прошло шесть лет, и он надумал показать находку знающим людям. После беглого осмотра специалисты сразу поняли: им попалось нечто неожиданное.
«Не закончив и половины обследования, я понял — это нечто феноменальное», — рассказывает Эрик Фицджеральд (Erich M. G. Fitzgerald), аспирант австралийского университета Монаш (Monash University).
Он обнаружил некоторые особенности лицевой области и основания черепа, свидетельствующие о том, что останки должны принадлежать животному наподобие современных усатых китов – группе млекопитающих, к которой относятся, например, современные синие киты.
Реконструкция черепа Janjucetus hunderi . На первый взгляд, трудно назвать это животное китообразным, в особенности из-за громадных глаз (фото с сайта AFP/William West).
Усатыми или беззубыми китам (Mysticeti ) называют представителей одного из подотрядов отряда китообразных. Это наименование они получили из-за так называемого китового уса – роговых пластин – неразвитых зубов. С помощью густой решётки из такого уса киты отфильтровывают из воды мелких рачков и планктон, чем и питаются. В длину эти млекопитающие достигают тридцати метров.
Но вот незадача: как высказался Фицджеральд, «это странный усатый кит, который даже и не был усатым». Проще говоря, по многим признакам это китообразное из подотряда беззубых китов. Однако череп найденного кита был очень даже зубастым.
Животное охотилось на добычу, необыкновенно крупную для современных усатых китов, — говорит Фицджеральд. – Оно хватало ртом своих жертв и просто потрошило их".
До недавнего времени художники изображали древних зубатых китов именно так. Однако выяснилось, что не все они были такими крупными (иллюстрация Brian Choo/Museum of Victoria).
"Другой несколько необычный момент – глаза, просто гигантские по сравнению с размером всего тела, по величине примерно такие же, как и у современных китов (но куда более крупных).
«Назначение» таких размеров глаз – чтобы лучше видеть (прямо как в той сказке) – в этом нет ничего особенного. Но и отсюда можно сделать вывод о том, что зрение было приоритетным способом ориентации в пространстве по сравнению с природным «сонаром» кита.
Останки современного зубатого кита Balaenoptera musculus , обнаруженного в 1867 году почти на том же месте. Длина этого монстра 27,5 метров. А вот, оказывается, монстр вовсе и не он (фото Museum Victoria).
«Этот животное будто бы прилетело из космоса, оно совершенно фантастическое, — так Фицджеральд оценивает открытие. — Внешним видом оно напоминает, скорее, не кита, а морского леопарда».
Судя по всему, кит этот существовал в периоде от 25 до 9 миллионов лет назад. Он представляет собой какую-то тупиковую ветвь эволюции.
Однако, исходя из характеристик ископаемого животного – формы, размеров – разместить его на какой-либо ветви эволюционного дерева вообще довольно проблематично.
Место Janjucetus hunderi на эволюционном дереве китообразных (иллюстрация Erich M. G. Fitzgerald).
С одной стороны, он был размером всего 3,5 метра, а череп всего 50 сантиметров – эти характеристики примерно такие же, как и у современного бутылконосого дельфина. И это притом, что самые маленькие, прямо-таки крошечные теперешние киты никак не меньше семи метров в длину.
«Это что-то абсолютно новое. Животное принадлежит семейству, доселе неизвестному науке и крайне малочисленному», — не перестаёт удивляться учёный.
А — реконструкция черепа Janjucetus hunderi в сравнении с черепами некоторых водных млекопитающих: Б – морского леопарда Hydrurga leptonyx и В – тюленя крабоеда Lobodon carcinophagus (иллюстрация Erich M. G. Fitzgerald).
Речь о группе зубастых китов, очень маленьких, но опасных хищников. Это семейство Фицджеральд решил назвать Janjucetus hunderi — в честь места, где были найдены останки (Jan Juc Beach) и того самого подростка Стаумна Хандера (Staumn Hunder), обнаружившего их.
Кит - морское животное типа хордовые, класса млекопитающие, отряда китообразные (лат. Cetacea). Свое современное название, созвучное во многих языках, кит получил от греческого слова kitoc, буквально означающего “морское чудовище”.
Анатомически у кита есть зубы, но у некоторых видов они находятся в неразвитом состоянии. У беззубых усатых китов зубы замещаются костными пластинами, получившими название китовый ус и приспособленными для процеживания пищи. И лишь у представителей зубатых китов вырастают одинаковые конусовидные зубы.
Позвоночник кита может содержать от 41 до 98 позвонков, а благодаря губчатой структуре скелета эластичные межпозвоночные диски придают телу животных особую маневренность и пластичность.
Шейный перехват отсутствует, и голова плавно переходит в тело, которое заметно сужается к хвосту. Грудные плавники кита видоизменены и превратились в ласты, выполняющие функцию руления, поворотов и торможения. Хвостовой отдел туловища гибкий и мускулистый, отличается слегка уплощенной формой и выполняет функцию мотора. В окончании хвоста находятся лопасти, имеющие горизонтальное расположение. Большинство видов китов обладают непарным спинным плавником, выполняющим роль стабилизатора при перемещении в толще воды.
Кожа кита гладкая, безволосая, только на морде усатых китов растут одиночные волоски, щетинки, схожие с вибриссами сухопутных животных. Окраска кита бывает однотонной, пятнистой или противотеневой, когда верх животного темный, а низ светлый. У некоторых видов цвет туловища с возрастом изменяется.
В связи с отсутствием обонятельных нервов обоняние у китов почти полностью утрачено. Вкусовые рецепторы развиты слабо, поэтому в отличие от других млекопитающих киты различают только соленый вкус. Зрение у китов плохое, в большинстве своем эти животные близоруки, зато они имеют конъюнктивные железы, отсутствующие у прочих животных.
Что касается слуха кита, сложная анатомия внутреннего уха позволяет китам различать звуки в диапазоне от 150 Гц до самых низких ультразвуковых частот. А за счет богато иннервированной кожи всех китов отличает превосходное осязание.
Киты общаются между собой. Отсутствие голосовых связок не мешает китам разговаривать и издавать особые звуки с помощью эхолокационного аппарата. Вогнутые кости черепа вместе с жировой прослойкой выступают в качестве звуковой линзы и рефлектора, направляя в нужную сторону пучок ультразвуковых сигналов.
Большинство китов довольно медлительны, но при необходимости скорость кита может составлять 20 – 40 км/ч.
Продолжительность жизни маленьких китов составляет около 30 лет, крупные киты живут и до 50 лет.
Где обитают киты?
Киты обитают во всех океанах. Большинство видов китов - стадные животные и предпочитают жить группами по нескольку десятков и даже тысяч особей. Часть видов подвержена постоянным сезонным миграциям: зимой киты уплывают в теплые воды, где проходят роды, а летом жируют в умеренных и высоких широтах.
Чем питается кит?
Большинство китов питаются определенным видом корма:
- планктофаги поедают исключительно планктон;
- теутофаги предпочитают употреблять головоногих моллюсков;
- ихтиофаги едят лишь живую рыбу;
- сапрофаги (детритофаги ) употребляют разложившуюся органику.
И лишь одно животное из отряда китообразных, косатка, питается не только рыбой, но и ластоногими животными (тюленями, морскими львами, ), а также другими китами, дельфинами и их детенышами.
Косатка плывет за пингвином
Виды китов с фото и названиями.
Современная классификация подразделяет отряд китообразных на 2 основных подотряда:
- беззубые или усатые киты (лат. Mysticeti);
- зубатые киты (лат. Odontoceti), к которым принадлежат дельфины, косатки, кашалоты и морские свиньи.
Отряд китообразных образует 38 родов, в которые объединены свыше 80 известных видов. Среди такого многообразия можно выделить несколько разновидностей:
- , он же горбач или длиннорукий полосатик (лат. Megaptera novaeangliae) получил свое название благодаря выпуклому плавнику на спине, напоминающему горб. Длина тела кита достигает 14,5 метров, у отдельных экземпляров - 18 метров. Средний вес горбатого кита составляет 30 тонн. От прочих представителей семейства полосатиковых горбач отличается укороченным туловищем, разнообразием окраски и несколькими рядами бородавчатых кожистых выступов на макушке головы. Горбатые киты обитают по всему Мировому океану, кроме Арктики и Антарктики. Представители североатлантической популяции питаются исключительно рыбой: , навагой, минтаем, сельдью, пикшей. Остальные киты едят мелких рачков, различных моллюсков и мелкую стайную рыбу.
- Серый кит (калифорнийский кит ) (лат. Eschrichtius robustus, Eschrichtius gibbosus) - единственный в своем роде вид китов, практикующий поедание пищи со дна океана: животное вспахивает ил особым выростом в форме киля, расположенным под нижней челюстью. Основу пищи серого кита составляют множество организмов, обитающих на дне: кольчатые черви, улитки, двустворчатые и другие моллюски, разноногие раки, кубышки и морские губки, а также мелкие виды рыб. Серые киты в зрелом возрасте имеют длину туловища до 12-15 м, средняя масса кита варьируется от 15 до 35 тонн, причем самки более крупные, чем самцы. Тело коричнево-серое или темно-бурое, напоминающее цветом скалистые берега. Этот вид китов обитает в Охотском, Чукотском и Беринговом морях, зимой мигрирует в Калифорнийский залив и к южным берегам Японии. Серые киты - рекордсмены среди животных по длительности миграций - покрытое животными расстояние может достигать 12 тыс. км.
- Гренландский кит (полярный кит ) (лат. Balaena mysticetus) – долгожитель среди млекопитающих животных. Средний возраст полярного кита составляет 40 лет, но известный научно обоснованный факт долгожительства - 211 лет. Это уникальная разновидность усатых китов, которые проводят всю жизнь в холодных водах Северного полушария, зачастую прокладывая себе путь подобно ледоколу. Фонтан кита поднимается до 6 м в высоту. Длина туловища зрелых самок достигает 20-22 метров, самцов - 18 метров. Вес кита - от 75 до 150 тонн. Цвет кожи животного обычно серый или темно-синий. Брюхо и шея имеют более светлую окраску. Взрослый гренландский кит потребляет каждый день почти 2 тонны различной еды, состоящей из планктона (ракообразных и крылоногих моллюсков).
- Кашалот (лат. Physeter macrocephalus) - самый крупный представитель зубатых китов, причем самки гораздо меньше самцов и имеют длину туловища не более 15 метров. Кит самец вырастает до 20 метров в длину. Максимальный вес самок достигает 20 тонн, самцов – 50 тонн. Кашалоты имеют настолько характерный внешний вид, что их невозможно спутать с другими китообразными. Гигантская голова составляет свыше 35% от длины туловища, и, если смотреть сбоку, морда кашалота выглядит как чуть скошенный прямоугольник. В выемке внизу головы расположена пасть, усаженная 20-26 парами зубов конусовидной формы. Вес 1 зуба кита достигает 1 килограмма. Морщинистая шкура кашалота чаще имеет темно-серый окрас с голубым оттенком, хотя встречаются темно-коричневые и даже черные особи. Будучи хищником, кит кашалот охотится на кальмаров, каракатиц, крупную рыбу (включая некоторые виды ), а также глотает все подряд предметы, оказавшиеся в океане: пустые бутылки, резиновые сапоги, игрушки, мотки проволоки. Кашалоты обитают по всему Мировому океану, но в тропических водах встречаются чаще, чем в прохладных. Большая часть популяции распространена у берегов Черного континента и восточного побережья Азии.
- (лат. Balaenoptera physalus) - второе по величине животное планеты. Длина взрослого кита составляет 24-27 м, но благодаря стройному телосложению кит весит всего 40-70 тонн. Отличительной чертой финвалов является асимметричная окраска морды: правая часть нижней челюсти белая, а левая - темная. Основу питания кита составляют мелкие ракообразные. Финвалы обитают во всех океанах: зимой населяют воды умеренно теплых поясов, а в теплое время года уплывают в воды Арктики и Антарктики.
- Синий кит (голубой кит, блювал) (лат. Balaenoptera musculus) - не только самый большой кит в мире, но и самое большое животное нашей планеты. Длина синего кита может достигать 33 метра, а вес синего кита доходит до 150 тонн. У этого животного относительно стройное телосложение и узкая морда. Окрас туловища внутри вида однообразен: большинство особей серые с голубым отливом и разбросанными по всему телу серыми пятнами, благодаря чему кожа животного кажется мраморной. Питается синий кит в большей степени планктоном и населяет весь Мировой океан.
- Карликовый кит (карликовый гладкий кит, короткоголовый гладкий кит) (лат. Caperea marginata) - самая мелкая разновидность подотряда усатых китов. Туловище взрослой особи не превышает 4-6 м в длину, а масса тела кита едва доходит до 3-3,5 тонн. Цвет кожи - серый с темной пятнистостью, иногда черный. Отличается несвойственным китам волнообразным способом передвижения, питается планктоном. Карликовый кит – один из наиболее редких и малочисленных видов китов, обитает преимущественно в водах южной Австралии и Новой Зеландии.
Отряд Китообразные (Cetacea) (А. Г. Томилин)
Китообразные - резко отклонившаяся группа водных млекопитающих, внешне похожих на рыб, но отличающихся от них наличием теплокровности, легочного дыхания, а также внутриутробным развитием, выкормом детенышей молоком и многими другими чертами.
70 миллионов лет назад наземные предки китообразных переселились в воду. Здесь они, спасаясь от наземных врагов и конкурентов, первоначально питались на мелководьях, а затем в поисках пищи все смелее стали отходить от берегов и, наконец, утратили связь с сушей. Так как сопротивление воды при передвижении в ней в 800 раз больше, чем в воздухе, то у китообразных развивалась хорошо обтекаемая торпедовидная форма тела. В новой среде за долгую эволюцию в корне менялось их строение и образ жизни. На теле исчезло все, что мешало его скольжению: шерстный покров, задние ноги, ушные раковины. Большая упругость, эластичность и несмачиваемость голой неороговевающей кожи помогали китообразным преодолевать сопротивление трения при быстром плавании. Передние конечности превратились в грудные, уплощенные жесткие плавники - это рули высоты, поворотов и торможения; они же обеспечивали движение тела назад. Сжатая с боков и мускулистая хвостовая часть тела китообразных очень гибка, подвижна, заканчивается широкими горизонтальными лопастями. У большинства видов появляется спинной плавник, придающий устойчивость телу в воде. Грудные, спинной и особенно хвостовой плавники китообразных, как открыли в 1968 г. советские ученые (С. В. Першин, А. С. Соколов, А. Г. Томилин), имеют переменную упругость, которая меняется в зависимости от скорости плавания и регулируется специфическими комплексными кровеносными сосудами (рис. 138), открытыми А. Г. Томилиным в 1947 г. Такой регулируемый гидроупругий эффект в плавниках - важнейшее приспособление к различному режиму плавания. Приспособления, обеспечивающие высокую скорость передвижения китообразных (до 50 км/ч ), в настоящее время интересуют судостроителей, стремящихся создать наиболее выгодную (мягкую) обшивку и форму кораблей.
Все плавники выполняют также роль терморегуляторов, через которые в первую очередь отдается избыток тепла при перегреве тела. Потовых и сальных желез нет. Толстый подкожный слой жира защищает тело от охлаждения и используется как энергетический запас во время сезонных голодовок китообразных, поэтому он сильно колеблется по сезонам года.
Под слоем жира в задней половине или трети тела расположены две млечные железы, каждая с соском. Соски у китообразных помещаются в двух продольных кожных карманах по бокам мочеполовой щели и только у кормящих самок выступают наружу.
Окраска китообразных бывает однотонной, противотеневой (темной сверху и светлой снизу) или расчленяющей, с резкими светлыми участками кожи и пятнами на ней.
Скелет китов губчатый, пропитанный жиром. В позвоночнике от 41 до 98 позвонков, образующих четыре отдела: шейный (очень короткий, но всегда из семи свободных или срощенных позвонков), грудной, поясничный и хвостовой. Грудной отдел несет 10-17 пар ребер, из которых только первые 2-8 пар сочленяются с грудиной. Межпозвоночные диски придают позвоночнику, особенно его хвостовой части, большую подвижность. Утрата задних конечностей, крестцового отдела позвоночника и таза увеличивает свободу движения хвостового стебля и позволяет рождать очень крупных и развитых детенышей. К паре небольших косточек, оснавшихся от таза, у самцов прикрепляются пещеристые тела копулятивного органа, а у самок - мышцы, расширяющие влагалище. Плоские грудные плавники поддерживает очень короткая плечевая кость, две короткие кости предплечья и многочисленные косточки кисти, в которой 4 или 5 пальцев с увеличенным числом фаланг. Ключица исчезает, лопатка веерообразной формы (рис. 139).
Череп приспособлен к тому, чтобы дыхание совершалось при выставлении ноздрей из воды без изгибания шеи (ноздри смещены на темя). Верхнечелюстные, межчелюстные и нижнечелюстные кости удлинены в связи с развитием цедильного аппарата (китового уса) или многочисленных одновершинных зубов. Носовые кости уменьшены, теменные сдвинуты в бока так, что верхнезатылочная кость соприкасается с лобными. Дыхало - одно или два наружных носовых отверстия - расположено на вершине головы и открывается лишь в момент короткого дыхательного акта выдоха - вдоха, производимого сразу же после выныривания (табл. 17). В прохладную погоду при выдохе взлетает вверх конденсированный пар, образуя так называемый фонтан, по которому китобои различают вид кита. Иногда с этим паром взлетают и распыленные брызги воды. Все остальное время, пока длится дыхательная пауза и животное ныряет, ноздри плотно закрыты клапанами, которые не пропускают воду в дыхательные пути. Вследствие особого строения гортани воздухоносный путь отделен от пищевого. Это позволяет безопасно дышать, если вода или пища находятся в ротовой полости. Носовой канал большинства видов соединен с особыми воздушными мешками и вместе с ними выполняет роль звукосигнального органа.
Легкие весьма упруги и эластичны, приспособлены к быстрому сжатию и расширению, что обеспечивает очень короткий дыхательный акт и позволяет обновлять воздух за одно дыхание на 80-90% (у человека только на 15%). В легких сильно развиты мускулатура альвеол и хрящевые кольца даже в мелких бронхах, а у дельфинов - ив бронхиолах.
Китообразные могут долго (кашалоты и бутылконосы до 1,5 часов) находиться под водой с одним и тем же запасом воздуха: большая емкость легких и богатое содержание мышечного гемоглобина позволяют им уносить с поверхности повышенное количество кислорода, который расходуется очень экономно: во время ныряния деятельность сердца (пульс) замедляется более чем вдвое и ток крови перераспределяется так, что кислородом снабжаются в первую очередь мозг и сердечная мышца. Эти органы при длительном погружении получают кислород также с артериальной кровью из запасов "чудесной сети" - тончайшего разветвления кровеносных сосудов. Менее чувствительные к кислородному голоданию ткани (особенно мышцы тела) переводятся на голодный паек. Мышечный гемоглобин, придающий мускулатуре темный цвет, снабжает мышцы кислородом во время дыхательной паузы. Пониженная чувствительность дыхательного центра к накоплению углекислоты в крови позволяет китообразным удлинять дыхательную паузу и использовать ее для кормежки.
Китообразные заглатывают добычу (обычно только живую) целиком, без пережевывания; зубатые киты - "хватальщики" - хватают ее по одной, удерживая зубами, или с помощью движения языка всасывают по нескольку рыб в один прием (рис. 140). Усатые киты - "фильтровальщики" - хватают добычу сразу большими партиями; при этом они вылавливают пищу в массовом количестве и процеживают ее через китовый ус. Китообразные очень прожорливы. Желудок их многокамерный, состоит из трех основных отделов. Первый отдел (безжелезистый) - с ороговевшим наружным слоем эпителия - представляет нижнее (у некоторых видов двураздельное) выпячивание пищевода и служит для мацерации и механической обработки пищи. Второй отдел (кардиальный) - иногда дву-, трех- раздельный, складчатый, сильно растяжимый - обильно снабжен железистыми клетками, выделяющими пищеварительные соки с пепсином и соляной кислотой. В первом и во втором отделах бывают окатанные и твердые булыжники и галька, которые играют роль жерновов. Третий отдел (пилорический) представляет расширенную переднюю часть двенадцати перстной кишки. У клюворылых китов первый отдел исчезает, но в третьем отделе число камер возрастает до девяти.
Длина кишечника превышает длину тела от 4-5 раз (у гангского дельфина и бутылконосов) до 12-16 раз (у кашалотов) и даже до 32 раз (у лаплатского дельфина). Кал всегда жидкий. Желудок способен растягиваться и вмещать у синих китов до 1,5 т , у финвалов до 1 т , а у сейвалов до 0,5 т рачков.
Большинство китообразных размножается через два года, но изредка некоторые дельфины спариваются, еще не закончив выкорм потомства, и плодятся ежегодно. Беременность у разных видов продолжается от 10 до 16 месяцев. Далеко мигрирующие виды (полосатики) родят главным образом зимой в относительно теплых водах, а не совершающие больших миграций (дельфины) - летом, но в обоих случаях - при благоприятных температурных условиях. Во время гона наблюдаются драки между самцами, после чего на теле остаются следы зубов (зубатые киты). Единственный, хорошо развитый детеныш рождается очень крупным (от 1/4 до 1/2 длины тела матери). Изредка в одной самке находят несколько зародышей. У финвала однажды найдено 6 зародышей, а у синего кита 7. Это свидетельство былого многоплодия предков китообразных. Лишние зародыши обычно рассасываются, и только очень редко могут родиться двойни.
Роды китообразных происходят под водой. Первый дыхательный акт детеныш совершает в момент своего первого выныривания на поверхность, как безусловный рефлекс, при котором раздражителем служит ощущение смены среды (вода - воздух). Плод выходит хвостом вперед. Пуповина рвется у самого брюха, где она менее прочная. Детеныш кормится очень жирным - до 54%! - молоком от 4 месяцев (мелкие дельфины) до 13 (кашалоты), а в неволе даже до 21-23 месяцев" (афалины). Молоко потребляют небольшими порциями, но очень часто (дельфины через каждые 15-30 минут). Детеныш кончиком рта плотно захватывает сосок, и молоко - в 10 раз питательнее коровьего! - впрыскивается ему в рот под давлением особых мышц.
С первого дня сосунок плавает совсем рядом с самкой; оказывается, это позволяет ему экономить силы и плыть пассивно, используя давление гидродинамического поля вокруг родителя, который как бы буксирует своего детеныша. С возрастом такая привычка ослабевает и исчезает. Детеныш растет очень быстро и за лактационный период у усатых китов увеличивается почти вдвое, а у зубатых китов на одну треть первоначального размера. Ко времени перехода на самостоятельное питание у одних резко увеличивается китовый ус, а у других прорезаются зубы.
Половое созревание бывает в 3-6 лет, но замедленный рост тела продолжается еще долго после того. Когда скелет полностью окостеневает и все эпифизы позвоночника срастаются с телами позвонков, наступает физическая зрелость. Процесс окостенения позвоночника начинается с обоих его концов, притом с хвостового идет быстрее, чем с головного, и заканчивается в грудном отделе. Такие последовательные изменения в позвоночнике иногда используют для определения индивидуального возраста.
Живут киты до 50, а мелкие - до 30 лет. Возраст усатых китов определяют несколькими способами: подсчитывают рубцы на поверхности яичников или слои в ушных пробках, устанавливают число шагов на усовой пластине цедильного аппарата либо количество концентрических слоев на сечении роговых трубочек в пластине, в которые заходят сосочки пульпы с кровеносными сосудами. У зубатых китов подсчитывают число дентиновых слоев на поперечных и продольных срезах зубов.
Распространение большинства видов китообразных очень широкое, чему способствует отсутствие резко выраженных преград в океане. Тем не менее китообразные живут локальными стадами и даже при очень далеких миграциях, как правило, не переходят экватора. Есть холодолюбивые виды, живущие в полярных и субполярных водах (белухи, нарвалы, гренландские киты), теплолюбивые (полосатик Брайда), тропические и субтропические (многие дельфины, карликовые кашалоты) и виды с весьма широким ареалом, включая космополитов (почти все полосатики, кашалоты, косатки и др.).
В результате приспособления к сезонным условиям питания и размножения у китов образовалось несколько биологических групп. Одни виды стали совершать строго регулярные миграции в пределах северного или южного полушария; на зиму они плывут в низкие широты для родов, а на лето - в умеренные и высокие для нагула жира (почти все усатые киты, часть клюворылых и кашалоты). (На полях нагула в Арктике и Антарктике планктонных организмов в 10-20 раз больше, чем в тропиках.) Другие виды стали перемещаться хотя и на значительные расстояния, но менее правильно и с нарушениями сезонных сроков (малые косатки, гринды, отчасти сейвалы, нарвалы и др.). Третья группа перешла к сравнительно оседлому образу жизни; их кочевки проходят в пределах небольшой акватории (афалины, речные дельфины, серые дельфины и др.).
Изучение первой группы стало возможно только благодаря мечению: в кита стреляют меткой, на которой ставят номер и адрес для возврата. Кит плавает с меткой, пока его не убивают. Метку возвращают владельцу, по ее номеру восстанавливают место и дату мечения, а следовательно, и приблизительный путь животного. Данные мечения показали, что киты мигрируют только в пределах своих областей, придерживаясь определенных направлений, а может быть, даже путей. При далеких странствиях они безошибочно из года в год возвращаются в одни и те- же районы и даже бухты. Бывало, что меченого кита добывали много лет спустя в том же сезоне и там же, где он был помечен, а в другие сезоны убивали на расстоянии в тысячи километров от места мечения. Так были выявлены удивительные способности китообразных точно- ориентироваться в океане ночью и днем, в бурю и в штиль, на глубинах и у поверхности. Нет сомнений, что киты, совершая тысячекилометровые маршруты, точна выходят к цели с помощью совершенных органов чувств - анализаторов. Но не- все органы чувств у них развиты одинаково. Это выяснено при изучении дельфинов в океанариумах (больших аквариумах). Обоняние китообразными утрачено, так как молекулы пахучих веществ могут проникать в носовой канал вместе с атмосферным воздухом лишь в момент* очень короткого вдоха, после длительной дыхательной паузы, проводимой под водой. Чистый воздух над океаном и запахи в нем не имеют значения для живущих в воде. Поэтому обонятельные доли мозга и обонятельные нервы полностью отсутствуют (зубатые киты) или сохраняются лишь в зачаточном виде (усатые киты).
Вкус у китов считали слабо развитым, так как в желудках их часто обнаруживали булыжники, гальку, куски дерева и прочие несъедобные предметы. Но оказалось, что камни заглатываются не случайно, а для перетирания пищи, и потому нельзя считать вкус китов слабо развитым. Другие инородные предметы заглатываются случайно при процеживании цедильным аппаратом всего, что попадает в сферу фильтрации, когда невозможно отделить съедобное от несъедобного. Предполагают, что киты могут различать разную соленость воды и обнаруживать по> моче и фекалиям своих сородичей. Хотя: вкусовой нерв у китообразных довольно тонкий, сосочки с заложенными в них вкусовыми почками сравнительно крупные (в поперечнике 2-3 мм ).
Осязание китов, несмотря на исчезновение волосяного покрова, развито превосходно. Однако иннервация кожи еще недостаточно изучена. Смена среды, ощущаемая китообразными при выныривании, служит им сигналом для открывания дыхала и совершения короткого и слитного дыхательного акта (выдоха - вдоха). Этот безусловный рефлекс позволяет им безопасно дышать как при любой погоде, так и во время сна (поэтому ко "лбу" дельфинов, выставляющемуся из воды первым, подходит мощный чувствительный нерв). Когда китообразным требуется изменить свою плавучесть на данной глубине и удлинить дыхательную паузу, они расчленяют дыхательный акт и выдох производят под водой. Течения и колебания воды тонко воспринимаются рецепторами кожи и вызывают такую двигательную реакцию подкожной мускулатуры, которая задерживает образование вихрей вокруг тела дельфинов при их стремительном движении. Может быть, это одна из причин высокой скорости плавания китообразных.
На голове усатых китов сохраняются несколько десятков одиночных волосков, действующих как вибриссы наземных млекопитающих: киты, наталкиваясь в воде на крошечных рачков, способны определять изобилие корма при любом освещении и часто кормятся ночью.
Зубатые киты, питающиеся одиночной и сравнительно крупной добычей, в осязательных волосках не нуждаются и утрачивают их еще до рождения или вскоре после него. Только речные дельфины, живущие в мутной воде и обладающие недостаточным зрением, сохраняют чувствительные волоски на клюве в течение всей жизни.
Глаз у крупных китов имеет массу около 1 кг , а у мелких дельфинов он достигает величины глаза собаки. Глазное яблоко почти шаровидное, спереди несколько уплощенное. Щель глаза закрывается веками без ресничек. Белковая оболочка толстая и плотная. В воде, как в мало прозрачной среде, китообразные видят лишь на коротком расстоянии. Раньше думали, что на воздухе китообразные близоруки, так как их хрусталик шаровидный, а ресничные мышцы отсутствуют. Но в действительности у них острое зрение. Тонкая аккомодация достигается за счет "игры" радужины, которая придает зрачку форму то узкой щели (при ярком свете - в воздухе), то круглого отверстия (при тусклом освещении - в воде). В первом случае свет, пропускаемый через узкую, но высокую щель, проходит словно через двояковогнутые линзы, так как кривизна и толщина роговицы бывают наименьшими в центре и наибольшими у краев. Во втором случае свет, пропускаемый через круглое отверстие радужины, проходит через центральную (тонкую) часть роговицы и минует ее толстую часть. Кроме того, роговица способна увеличивать свою кривизну под действием мышц органа зрения, все это обеспечивает разную преломляющую способность глаза, и китообразные могут хорошо видеть как в воде, так и на воздухе. Косатки, кашалоты, полосатики и серые киты осматриваются, поднимая голову над водой; дельфины в неволе следят за бросаемой им рыбой и кидаются туда, где она должна упасть, а иногда схватывают ее даже в воздухе. Они точно хватают рыбу из рук дрессировщика на высоте до 5 м . Дельфины свободно поворачивают глаз и мигают, если перед ними мелькает какой-либо мелкий предмет. Зрение китообразных монокулярное, при котором не бывает общего поля зрения, так как глаза расположены по бокам головы и не видят предметов впереди рыла.
Лучше всего, однако, развит слух, несмотря на отсутствие наружного уха и очень суженный слуховой проход. Звук для водных животных - важнейший источник информации: в воде звуковые колебания распространяются в 5 раз быстрее, чем в воздухе, и могут восприниматься с дальнего расстояния. Китообразные воспринимают не только звуки, но и инфразвуки и ультразвуки, лежащие далеко за пределами человеческого слуха. Точно ориентироваться по звуку в воде им помогает то, что их уши надежно изолированы от костей черепа и колебания слева и справа могут восприниматься независимо друг от друга. Изоляция достигается тем, что среднее и внутреннее ухо окружены воздушными камерами, заполненными пеной из жировой эмульсии. Пена поглощает все звуковые колебания, которые беспрепятственно проводят кости черепа, мышцы и сало, и они не доходят до внутреннего уха. Недавно выдвинута гипотеза передачи звука не только через узкий наружный слуховой проход и слуховые косточки среднего уха, но также и через вытянутую нижнюю челюсть, близко подходящую своим задним концом к области внутреннего уха и иннервированную сильной ветвью тройничного нерва. Давление звуковой волны, передающееся с помощью ушных косточек среднего уха, в воде увеличивается по сравнению с тем, что бывает в воздухе, в 60 раз. Слуховой проход, иногда слепой или перегороженный ушной пробкой, выходит к барабанной перепонке, которая напоминает сложенный зонтик. Барабанная кость - яйцевидной (у усатых китов) или полуцилиндрической формы (у зубатых китов).
Строение внутреннего уха очень сложное. Улитка по сравнению с маленькой вестибулярной частью лабиринта сильно увеличена, и в ней развивается вторичная спиральная пластина. Слуховой нерв хорошо развит. В соответствии с хорошо развитым слухом китообразные издают звуковые сигналы в тех же частотах, какие они воспринимают (от нескольких десятков герц до 150-200 кгц ). Звуки у дельфинов производятся с помощью трех пар воздушных мешков (рис. 141), связанных с носовым каналом, а у усатых китов - мощным горловым мешком, соединенным с гортанью. Не исключено, что в производстве некоторых звуков (визгов) принимает участие и глотка.
Сигналы, издаваемые дельфинами, используются как для связи, так и для ориентации по отраженным звукам. В настоящее время записаны на пленку голоса уже 25 видов дельфинов и китов. Сигналы у одного и того же вида довольно разнообразны. Например, в калифорнийском океанариуме у взрослой афалины установлено 17, а у детенышей шесть разных коммуникационных сигналов, С возрастом звуковые сигналы становятся многообразнее.
При одном поведении издаются обычно сигналы одного типа, а при другом - другие. Оказалось, что имеются сигналы питания, беспокойства, страха, бедствия, спаривания, боли и т. п. Замечены также видовые и индивидуальные отличия в сигналах китообразных. По сигналам высокой частоты животные могут ориентироваться в пространстве, улавливая эхо этих волн. С помощью эха дельфины даже с закрытыми глазами могут находить пищу не только днем, но и ночью, безопасно плавать на минных полях, определять глубину дна, близость берега, погруженные предметы. Действие эхолокационного аппарата у дельфинов хорошо изучено в океанариумах (рис. 142). Их эхолокационные импульсы человек воспринимает как скрип двери, поворачивающейся на ржавых петлях. Свойственна ли эхолокация усатым китам, издающим сигналы частотой лишь до нескольких килогерц, пока не выяснено.
Рис. 142. Схема эхолокации дельфина. Ультразвуковой прожектор и акустическая линза в черепе дельфина. (По К. Норрису, 1964.). Ход звуковых лучей при эхолокации, произведенных с помощью воздушных мешков, а затем отраженных от костной стенки черепа и воздушных мешков и далее преломленных через жировую подушку ("акустическую линзу"). Отраженные от рыбы звуки возвращаются в ухо дельфина через его нижнюю челюсть; этому способствуют нервные отверстия на переднем конце нижней челюсти и мощно развитые нервы, вплотную подходящие к органу слуха (показано стрелками). Ход лучей изображен пунктиром. Условные обозначения: 1 - воздушные мешки и носовой канал; 2 - жировая подушка; 3 - череп; 4 - нижняя челюсть; 5 - части головы, лежащие перед носовым каналом; 6 - части головы, лежащие позади носового канала; 7 - барабанная кость и внутреннее ухо; 8 - губа носовой пробки; 9 - излученные звуковые волны; 10 - отраженные звуковые волны; 11 - объект лоцирования (рыба); 12 - нервные отверстия в нижней челюсти
Звуковые волны дельфины посылают направленно. Жировая подушка, лежащая на челюстных и межчелюстных костях, и вогнутая передняя поверхность черепа действуют как звуковая линза и рефлектор: они концентрируют сигналы, излученные воздушными мешками, и в виде звукового пучка направляют их на лоцирующий объект. Доказательства действия такого ультразвукового прожектора получены с помощью экспериментов как за рубежом (В. Эванс, Д. П ре скотт, В. Сутерланд и Р. Бейл), так и в СССР (Е. В. Романенко, А. Г. Томилин и Б. А. Артеменко).
Образование эхолокационного аппарата с системой воздушных мешков, возможно, и привело к асимметрии черепа: кости рыла зубатых китов справа и слева развиты неодинаково, особенно в зоне излучения звуков. Связывают это с тем, что один звуковой проход больше использовался для издавания звуков, а другой - для дыхания.
Чтобы развились столь глубокие и разносторонние приспособления к водному образу жизни, потребовалась длительная эволюция отряда - с начала третичного периода. Остатки таза, задних конечностей и одиночные волоски на морде уже давно дали повод искать прародителей китов среди четвероногих наземных млекопитающих. Вероятно, ими были креодонтные хищники, жившие в палеоцене. Эти зверьки имели длинный и низкий череп, маленький мозг и примитивные зубы. От далеких предков взяли начало три подотряда: древние киты (Archeoceti) - все вымершие, усатые киты (Mystacoceti) и зубатые киты (Odontoceti).
Древнейшее семейство усатых китов (Cetoteriidae), включавшее не менее 20 родов, жило в олигоцене. От него ответвились три современных семейства - серые киты (Eschrichtiidae), гладкие киты (Balaenidae) и полосатики (Balaenopteridae).
Из зубатых китов наиболее древняя группа - сквалодонты (Squalodontidae). У них череп был еще симметричный, носовые отверстия открывались на конце рыла, а зубы сохраняли примитивные черты строения:
От сквалодонтов в олигоцене и миоцене отделились четыре ныне живущих семейства - кашалоты, клюворылые, речные дельфины и морские дельфины с тремя подсемействами (дельфиновые, белуховые и морские свиньи).
В отряде китообразных насчитывают 38 ныне живущих родов, объединяющих 86 видов, и 127 родов вымерших.
Техника промысла достигла высокого совершенства. В нашей стране несколько новейших китобойных маток. При каждой китобойной матке работают китобойные суда (китобойцы). Китобойная матка - огромный корабль с наклонным туннелем в корме, через который поднимают китов на палубу для разделки. На китобойной матке для разведки китов имеются вертолеты, для плавания во льдах и во время тумана - радиолокационные станции. При охоте используют поисковые приборы для обнаруживания под водой китов. Убитых китов накачивают воздухом и оставляют на плаву; чтобы легче было найти их специальным судам, к ним прикрепляют радиопередаточный буек - сигнализатор, отражатели для радиолокаторов, электрофонари. Время от времени китобойцы получают с матки топливо, продукты питания и боеприпасы.
Современная китобойная матка - это целый плавучий городок с собственными жироваренным, кожевенным, морозильным, туковыми заводами, с электрической и радиопередаточной станциями, с кинотеатром и даже бассейном. Доставленных китов поднимают на палубу матки с помощью лебедок, снимают подкожное сало, отделяют от позвоночника мясо, разрезают механической пилой позвонки и ребра. Из подкожного сала и костяка вываривают жир, который потом заводы перерабатывают на лярд и маргарин, смазочные вещества, технический и дистиллированный глицерин, мыло, театральный грим, стиральный порошок и т. д. Полимеризированный жир используется для изготовления линолеума и типографской краски. Спермацет (жировоск из головы кашалота) служит сырьем для производства лучших косметических кремов и помады, а также медицинских средств против ожогов. Вываренный костяк, внутренности и части мускулатуры перерабатываются на удобрение (тук) и на кормовую муку для скота и птиц. Из белковой части китового сала получают желатин и клей. Из китового уса до развития пластмассового производства изготовляли пружины для диванов и матрацев, бандажи, щетки, веера и т.д. Полагают, что из китового уса можно получать глютаминовую кислоту.
Из зубов кашалота делают ценные резные изделия. Мясо в консервированном, засоленном или свежем виде употребляется как пищевой продукт. Из печени кита добывают витамин А, изготовляют кон-центрированные экстракты, препараты против анемии; из желез внутренней секреции - поджелудочной и зобной - медицинские препараты (камполон, инсулин и др.). Извлекаемая из кишечника кашалотов амбра высоко ценится в парфюмерной промышленности как лучшее средство, придающее стойкость духам.
Для защиты китов от истребления 18 стран заключили международное соглашение, регулирующее размеры промыслов. Соглашение запрещает добывать гладких, серых, синих и горбатых китов. Не подлежат убою сосунки, кормящие матки и неполовозрелые особи всех видов китов. Общая добыча не должна превышать устанавливаемую для каждого года квоту (норму выбоя). В Мировом океане выделены запретные зоны для китобойного промысла; продолжительность китобойного сезона не может выходить за пределы установленных сроков. За выполнением квоты следит Международное статистическое бюро, которое подает команду о прекращении охоты. Международная комиссия по регулированию китобойного промысла ежегодно рассматривает состояние запасов китов, определяет квоту и уточняет правила промысла на каждый китобойный сезон.
Два подотряда китообразных - усатые и зубатые киты - резко различаются между собой как по внешнему и внутреннему строению, так и по своей биологии.