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.
Несколько лет назад, еще до переезда в Канаду по Дискавери попалась очень интересная программа о душетрепещущей истории одного синего кита, выбросившегося на северозападное побережье канадского острова Принца Эдуарда близ поселка Тигниш (Phee Shore, Tignish, Prince Edward Island) в ноябре 1987 года. А давеча, совершенно случайно, этот самый кит попался на глаза.
1987 (© The Guardian)
26-метровую тушу самки синего кита весом 80 тонн (в 10 раз больше слона) закопали прямо на пляже под 13-метровой насыпью. Чтобы оттащить 80-тонную тушу к вырытой могиле потребовалось 2 дня, 4 бульдозера и большой фермерский трактор [Youtube ].
2008 © Mike deRoos
За 20 лет останки кита разложились в глине, далеко не так хорошо как на то надеялись: плоть кита по-прежнему была на костях, только теперь все это плавало в разложениях и китовом масле.
Фильм канала Дискавери (Rising Big Blue) дает лучшее представление о масштабах работ чем фотографии: например, у них там был человек, который только и занимался тем, что постоянно точил ножи, с помощью которых отделяли кости от остатков плоти.
2008 © Island Narrative Programs
У кита потерялся один плавник, который кто-то из местных не поленился отпилить, провезти несколько километров и выбросить. Спустя 20 лет по наводке другого местного кости плавника нашли в лесу едва ли не в лучшем состоянии чем остального кита.
Как бы то ни было, за 2 недели скелет ободрали и переправили через всю Канаду в , где их должны были высушить и создать самый большой подвесной скелет в мире для нового музея в Университета Британской Колумбии (UBC) в Ванкувере. Оказалось, правда, что никто не знал как правильно обработать скелет кита, и решили действовать как обычно, замочив кости в 10 тыс. литрах ферментов в надежде, что бактерии сделают свое дело, но бактерии не справились даже за 3 месяца. Тогда пришли два бородатых микробиолога и сказали поднять температуру раствора - и тут бактерии справились, растворив и остатки плоти, и китовое масло в костях, и сами кости.
2008 © Island Narrative Programs
После неудачного вымачивания черепа кита он рассыпался как высушенная губка. В итоге череп восстановили гипсом по той же технологии, что восстанавливают скелеты динозавров, а остальной скелет выпарили в промышленном компрессоре. Наконец, 3 года назад, 7 апреля 2010 - почти на год позже графика - многострадальный скелет синего кита доставили к его постоянному месту жительства - новому музею биологического разнообразия (Beaty Biodiversity Museum) в Ванкувере, на территории кампуса Университета Британкой Колумбии - куда с большим трудом смогли засунуть его огромный череп.
Музей Beaty, кстати, довольно необычный: в отличие от большинства музеев, где экспонаты расставлены по витринам (как в Royal Ontario Museum) или по инсталляциям (как в Royal BC Museum), здесь - всего один зал, заставленный черными металлическими шкафами во много рядов, как в Секретных Материалах, в которых хранится более 2х млн. биологических экземпляров, используемых учеными университета в своих исследованиях за его 100-летнюю историю. И только кое-где в этих шкафах сделаны окошки, через которые можно подсмотреть за некоторыми экземплярами.
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.
Общее описание
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.
Китообразные
— специфическая чисто водная группа млекопитающих, сильно отклонившаяся в своем строении и образе жизни от наземных отрядов Mammalia.
Форма их тела хорошо обтекаемая, торпедообразная, суживающаяся от груди к хвосту; тело заканчивается горизонтально расположенным хвостовым плавником в виде широкого равнобедренного треугольника, разделенного на заднем крае выемкой на две лопасти. Шея сильно укорочена, шейный перехват не выражен. Задние конечности исчезли, а передние превратились в весловидные грудные плавники. У большинства имеется спинной плавник — продольная складка кожи. Хвостовой плавник с хвостовым стеблем — главный локомоторный орган. Грудные плавники направляют движение тела вверх и вниз, а спинной плавник придает телу большую устойчивость в воде. Все плавники выполняют также роль терморегуляторов, в связи с чем они пронизаны мощными пучками кровеносных сосудов специфического устройства («комплексные сосуды», по Томилину, 1951).
Кожный покров
очень упругий. Эпидермис сверху полностью не ороговевает, а снизу имеет ячеистую структуру, в которую входят (по одному в каждую ячейку) высокие зубо- или пальцевидные сосочки дермы (Соколов, 1955). Ниже сосочков дермы расположена густая вязь коллагеновых и эластиновых волокон, пространство между которыми заполнено жидким жиром (жировой пласт). Такое строение кожных покровов не только защищает организм от теплопотерь и повышает силу сцепления эпидермиса с дермой, но и действует как превосходный демпфер, который глушит силы трения при быстром поступательном движении животных. Возникающие вокруг плывущего китообразного беспорядочные (турбулентные) потоки благодаря особенностям его кожи переводятся в наиболее выгодные для пловцов ламинарные потоки, при которых резко снижаются силы трения. Вихревые потоки могут сбиваться также волновыми активными движениями самой кожи вокруг тела. Вследствие всех этих особенностей кожи, формы тела и сильной мускулатуры китообразные способны развивать огромную скорость. Кожа также защищает их тело от повреждений и в случае ранений спазматически стягивает раны. Волосяной покров редуцирован, кроме одиночных щетинок на голове; у одних волоски исполняют функцию органов осязания (усатые киты), а у других потопают в конце зародышевой жизни (зубатые киты).
Одна (у зубатых китов) или две (у усатых китов) ноздри открываются наверху головы. Надчерепная часть носового канала замыкается системой мышц и не пропускает воду в дыхательные пути. Носовой канал большинства китообразных связан с особыми мешками и играет важную роль звукосигнального органа. Специфическое устройство гортани помогает изоляции дыхательного и пищеводного путей, что необходимо для безопасного дыхания при наличии воды в ротовой полости. Легкие вытянутой формы, крупные, крайне эластичные и упругие, расположены дорсально, что придает телу кита в воде более устойчивое положение. В легких сильно развиты мускулатура альвеолярных мешков и хрящевые кольца в дыхательных путях (не только в крупных бронхах, но у зубатых китов — даже в бронхиолях). Плоскость диафрагмы относительно оси тела наклонена назад вверх. Слюнные железы рудиментарны или отсутствуют. Желудок многокамерный, обычно из одного мускульного и двух-трех железистых отделов, но у клюворылых китов общее число камер достигает 14. Желчного пузыря нет. Сфинктеры отверстий — мочеполового (у самок) и анального — препятствуют проникновению воды в кишечник и родовые пути. Почки расположены позади печени и состоят из множества мелких плотно соединенных долек, покрытых общей тонкой оболочкой. Количество долек в одной почке варьирует от 145—459 у дельфинов до 5377—6372 у усатых китов (Kamiya, 1958). Копулятивный орган самцов обычно конусовидный, без os penis, расположен в особой сумке. Овально вытянутые семенники лежат в полости тела, позади почек. Самки внешне отличаются от самцов короткой промежностью и наличием пары сосков по бокам мочеполовой щели. Матка двурогая. Плацента диффузная.
Головной мозг относительно маленький, шаровидно-сдавленной формы, с хорошо развитыми извилинами на больших полушариях. Обонятельные доли недоразвиты или отсутствуют. Орган обоняния редуцирован. Слабо развит орган вкуса, сравнительно хорошо — органы осязания и зрения. Роговица глаза плоская, склера утолщенная, хрусталик шаровидный, с высокой преломляющей способностью. Слезные железы и слезные каналы отсутствуют. Из органов чувств лучше всего развит орган слуха. Ушные раковины редуцированы. Наружный слуховой проход очень узкий, у многих слепой или наглухо закрыт ушной пробкой, состоящей из переродившихся клеток эпителия и жировых включений (усатые киты). Ушная пробка своей проксимальной частью примыкает к слепому концу перепончатого выроста, напоминающего палец перчатки. Другой — открытый — конец перепончатого выроста связан с барабанной перепонкой, напоминающей сложенный зонтик.
Вершинка этого «зонтика» соединена с молоточком, который одновременно скреплен с bulla tympani. Все три слуховые косточки маленькие, но очень плотные и тяжелые. Амплитуда движения стремечка, примыкающего к овальному окошечку, увеличивается по сравнению с амплитудой движения барабанной перепонки почти в 30 раз, но во столько же раз теряет в силе (Eraser a. Purves, 1959). Кости petro-tympanicum массивные, плотные, окружены воздушными полостями.
Строение внутреннего уха очень сложное, что соответствует его высокой чувствительности к звуковым и ультразвуковым колебаниям. Улитка сильно увеличена, особенно по сравнению с маленькой вестибулярной частью лабиринта. В улитке развивается вторичная спиральная пластина; слуховой нерв весьма крупный. По заключению Фрейзера и Первеса и Рейсенбаха де Хан, звуковые колебания передаются во внутреннее ухо не прямо через кости черепа, а только через кости среднего уха. Эффективность передачи обусловлена подвешенным положением тяжелых костей petro-lyiupanicum, которые через систему слуховых косточек передают малейшую вибрацию черепа, вызванную внуком под водой. Окружение os petro-tympanicum воздушными полостями с пеной из жировой эмульсии позволяет китам определять направление звука под водой и местоположение источника звука. Структура среднего и внутреннего уха позволяет воспринимать ультразвуковые колебания и использовать слух для эхолокации.
Кости черепа губчатые, с большим количеством жира. Череп в связи с развитием китового уса или многочисленных гомодонтных зубов сильно вытянут в ростральной части, образованной челюстными и сошниковой, костями.
Проксимальной частью челюстные кости налегают на укороченные лобные. Костные ноздри сдвинуты далеко назад. Носовые кости укорочены и прилегают к переднему краю лобных. Теменные вследствие разрастания верхнезатылочной кости, соприкасающейся передним выступом с задними краями лобных костей, оттеснены в бока и назад. Костное нёбо путем сближения крыловидных костей вытянуто назад, отодвигая хоаны к трубчатой гортани. Мозговая коробка округлая и укороченная. Нижние челюсти, лак и кости лицевого отдела, сильно вытянуты и спереди сочленены связками (усатые киты) либо сращены (зубатые киты); однако симфиз у многих непрочен.
Сочленения, передних конечностей , кроме плечевого, неподвижны. Скелет грудных плавников в проксимальной части укорочен, в дистальной удлинен и уплощен. Пальцев четыре или пять, средние несут увеличенное количество фаланг и удлинены, крайние — уменьшенное и сильно укорочены. Ключиц нет. Лопатка широкая, без гребней, у большинства видов с двумя отростками. Рудименты таза (две отдельные косточки) с позвоночником не связаны. У самцов к ним прикреплена проксимальная часть пениса, а у самок — мышцы, расширяющие влагалище.
В позвоночнике дифференцированы четыре отдела: шейный (очень короткий, с уплощенными позвонками), грудной, поясничный и хвостовой. Грудной отдел, в отличие от поясничного, несет ребра, а хвостовой — Y-образные косточки, сочленяющиеся с гемальными бугорками на нижней стороне хвостовых позвонков. Общее число позвонков 41—98. Межпозвоночные хрящеподобные диски придают позвоночнику высокую подвижность. Редукция зигапофизов и крестцового отдела увеличивает свободу движения и гибкость задней половины позвоночника при работе хвостового стебля. Сильные мышцы хвоста расположены вдоль позвоночного столба, по обе стороны остистых отростков и в задней части хвостового отдела переходят в мощные сухожилия. В соответствии с этим остистые отростки к заднему концу позвоночника уменьшаются и исчезают.
С грудиной сочленены от одной до восьми пар ребер. Общее же число ребер варьирует от 10 до 17. Ребра (первые 2—8 пар) сочленены бугорком с поперечным отростком, а головкой — с телом позвонка; задняя пара, лишенная головки, сочленена только с поперечным отростком.
Географическое распространение и миграции китообразных. С океане преграды выражены гораздо слабее, чем на суше. Поэтому виды отряда китообразных занимают широкий, а некоторые космополитный ареал (полосатики, косатки и др.). В связи с тем, что условия жизни в разных широтах океана резко различны и в некоторых поясах определяются сезонами года, у широко распространенных видов исторически выработались сезонные миграции и. (в пределах больших ареалов) сложились разные географические расы.
Весной и летом в холодных водах развивается масса ракообразных, которая привлекает китов для нагула. Районы нагула характеризуются плотными скоплениями фито- и зоопланктона и считаются наилучшими для китобойного промысла. Расположены они в водах, хорошо удобренных биогенными веществами (фосфатами и нитратами), в зонах стыка течений с разными температурами (например, Алеутского и Аляскинского, Ойя-сио и Куро-сио и т. п.). Осенью количество пищи на полях нагула резко уменьшается, и киты передвигаются зимовать в умеренные и теплые широты, где в это время складываются наиболее благоприятные условия для рождения детенышей. Так ежегодно совершаются регулярные сезонные миграции между районами нагула и районами размножения, разъединенными иногда пространством в тысячи километров. Установленно, что у финвалов и. синих китов первыми появляются на полях нагула и первыми откармливаются старые самки; гораздо позднее нагул, как и спаривание в теплых водах, начинается у молодых самок.
Резкая смена температур среды, неизбежная при миграциях из ледяных вод в тропические и при постоянных погружениях на значительные глубины, обусловливает развитие у китообразных весьма совершенной регуляции тепла. Терморегуляцию наиболее эффективно и тонко осуществляют грудные, хвостовые и спинные плавники, в которые входят крупные специфические комплексные сосуды, или «пучки». Разумеется, эта функция не умаляет важнейшей роли плавников при движении китообразных. Каждый комплексный сосуд («пучок») состоит из мускулистой артерии, окруженной венцом (из 6—20) тонкостенных вен, причем все вены обвиваются вокруг артерии по спирали. Крупные пучки распадаются на более мелкие. Специфическое строение пучков обеспечивает в них весьма эффективный теплообмен артериальной и венозной крови. Комплексные сосуды, имеющиеся только в плавниках, способны резко изменять интенсивность кровотока вследствие сильной вазомоторной изменчивости мускулистой артерии пучка. При намечающемся перегреве тела кровь интенсивнее поступает в плавники и отдает избыток тепла в наружную (всегда более холодную, чем тело) среду; при отсутствии перегрева в холодной среде кровоснабжение в плавниках резко уменьшается и отдача тепла сводится к минимуму. Если китообразных извлечь из воды, у них быстро наступает перегрев тела, так как в воздухе плавники, несмотря на усиленный приток крови, не могут отдавать необходимое количество тепла; в таких условиях температура тела нормальная (36—37°) поднимается до 42°,6 и наступает тепловой удар.