Текст книги "100 великих рекордов животных"

«Сердечные» животные

В 2009 году у Рамо Османи – 10-летнего жителя города Жаркова, расположенного близ Белграда, врачи обнаружили два сердца. Одно из них, как и полагается, расположено в левой стороне грудной клетки, а другое – в правой. И хотя размер обоих сердец значительно меньше нормального, тем не менее они безукоризненно справляются со своими функциями.

Дождевой червь и его сердечно-сосудистая система

Ничем от своих сверстников мальчик не отличался, разве что был крепче и выносливее их. Правда, когда он устает, на восстановление ему требуется больше времени. Кстати, Рамо – четвертый человек в мире, у которого два сердца.

Итак, человек с двумя сердцами. Конечно же, это патология. Впрочем, как и родившаяся в Японии собака с таким же количеством сердец. Это и понятно, поскольку у всех известных ученым позвоночных животных в груди бьется одно сердце: у зверей, птиц, змей, лягушек, рыб. Только количество камер в сердце этих организмов разное: у рыб их две, у земноводных и рептилий – три, у птиц и млекопитающих, в том числе и у человека – четыре…

Но, исследуя животных, которые находятся на более низких ступенях эволюционной лестницы, ученые обнаружили, что в природе есть организмы, у которых не одно, а намного больше сердец, причем – это не патология, а норма.

Например, несколько сердец у насекомых. У них вдоль тела над кишечником проходит спинной сосуд – сердце. Сердце расположено очень близко к спинной стенке тела и прикреплено к ней либо непосредственно, либо посредством тяжей. В каждом сегменте сердце обычно слегка вздуто. Таким образом, можно условно считать, что оно разделено на камеры, число которых обычно восемь. В свою очередь каждая камера имеет два боковых отверстия с клапанами, которые позволяют течь крови лишь в одном направлении – из полости в сердце. Между камерами также находятся клапаны, которые также обеспечивают лишь односторонний ток крови в головную аорту. Таким образом, можно двояко подходить к сердцу насекомых: считать, что оно одно с восемью камерами или что в спинной трубке находится восемь сердец.

Но, помимо сердечной трубки, у насекомых имеются еще и местные пульсирующие структуры, то есть тоже своеобразные «сердца», которые находятся у основания и внутри различных придатков: в антеннах, ногах, крыльях, церках.

Эти дополнительные «сердца» получают кровь из полости тела и с основным сердцем связи не имеют. Пульсация этих «сердец» осуществляется благодаря собственной мускулатуре. В крыльях также происходит кровообращение, и обеспечивается оно работой тоже особого пульсирующего аппарата, расположенного в основании крыла.

Таким образом, сердец у насекомых почитай не одна дюжина, да и расположены они, как можно было убедиться, в самых разных местах тела.

А вот у личинок стрекоз сердечная трубка делится на две части: заднее и переднее сердце. Две первые камеры, находящиеся в IX и VIII сегментах личинки, называются задним сердцем, а все остальные – передним…

Вероятно, не лишним будет заметить, что, кроме своеобразной системы сердец, личинки стрекоз отличаются еще и другими удивительными особенностями. Например, плавают они довольно оригинальным способом: сначала набирают в заднюю кишку воду, а затем выбрасывают ее, словно из помпы, наружу. Этот своеобразный «вдох» и «выдох», особенно развитый у личинок разнокрылых стрекоз, создает реактивную тягу, которая и толкает животное вперед, наподобие летящей ракеты. Кстати, этот способ передвижения не так уж и часто встречается в природе и известен лишь у головоногих моллюсков.

А вот личинки люток плавают иначе. У них на заднем конце расположены расширенные жаберные пластинки, служащие своеобразными плавниками. Изгибая длинное тело, личинка бьет ими по воде и стремительно движется вперед, наподобие маленькой рыбки.

Питаются личинки, как и взрослые стрекозы, исключительно живой добычей, которую они по целым часам выслеживают, затаившись на водных растениях или на дне. Их жертвами становятся дафнии, циклопы, водяные ослики, личинки поденок и комаров.

Для захвата добычи у личинок имеется уникальное устройство, называемое «маской». Это не что иное, как видоизмененная нижняя губа, имеющая форму небольшой лопатки с хватательными коготками, сидящими на длинном рычаге – рукоятке. Рычаг снабжен шарнирным механизмом, благодаря которому вся эта конструкция может складываться наподобие перочинного ножа и в спокойном состоянии, словно маска, прикрывает нижнюю сторону головы.

Когда личинка заметит добычу, она, оставаясь на месте, прицеливается, а затем мгновенно выбрасывает маску вперед, захватывая добычу с удивительной быстротой и точностью. Изловив жертву, личинка, не мешкая, приступает к утолению голода. Поедается добыча при помощи сильных грызущих челюстей, а маска подносит ее ко рту и, точно рукой, придерживает во время пиршества.

Но такое строение маски характерно не для всех личинок стрекоз. У обыкновенной стрекозы этот орган внешне похож на глубокий ковш, прикрепленный к короткой ручке. Когда личинка находится в спокойном состоянии, этот ковш, словно шлем, надевается на ее ротовые части.

Кроме орудия нападения маска служит стрекозе в качестве своеобразного черпака для процеживания ила, в котором она копается, отыскивая добычу. В это время хватательные лопасти маски расходятся в стороны, образуя щель, по краям усаженную щетинками. В результате получается замечательное цедильное устройство, которое пропускает жидкую грязь и удерживает живую добычу…

В продолжение разговора о «сердечных делах» обратимся к головоногим моллюскам. Оказывается, у них не одно, не два, а три сердца. Два сердца находятся в жабрах и по этой причине называются «жаберными сердцами»: они заняты тем, что осуществляют циркуляцию крови по капиллярам жабр. Главное же сердце доставляет кровь, насыщенную кислородом, ко всем органам тела.

Как и большинство моллюсков, в крови головоногих находится не гемоглобин, а гемоцианин – белок, содержащий в своей структуре вместо железа медь. Но этот белок достаточно успешно осуществляет транспорт кислорода к органам и тканям моллюска. Поэтому кровь у этих организмов бесцветна и становится голубой лишь тогда, когда взаимодействует с кислородом…

Дождевой червь – существо, в общем-то, примитивное, поэтому и кровообращение у него не отличается особой сложностью: по спинному сосуду кровь течёт к… пяти парам «сердец» в передней части тела, а от них движется по брюшному сосуду.

С сердцами дождевого червя ученые разобрались давно. А вот над одной загадкой, которую загадал им этот примитивный организм, они бьются до сих пор…

Обычно дождевые черви очень осторожны и появляются на поверхности земли лишь по ночам. Но часто после сильного дождя они встречаются массами на совершенно открытых местах! Но обратно в свои норки они больше никогда не возвращаются: они погибают…

Многие ученые-зоологи ломали себе головы над этим явлением, пытаясь найти более-менее приемлемое ему объяснение! Может быть, черви не переносят воды в норах? Нет, они могут прожить в банке с водой целый год. А может, сухая почва вытягивает кислород из воды, и черви задыхаются в воде от его недостатка? Тоже нет: черви могут несколько часов жить совсем без кислорода. А вдруг после дождя появляются какие-либо болезни или отравляющие вещества? Нет, нет и нет – доказывают многочисленные опыты. Тогда какая же таинственная сила гонит червей из нор и губит их? Но этого, к сожалению, пока не знает никто…

Кстати, у амфибий сердце может… восстанавливаться. Во время опытов у тритонов отрезали тот или иной участок сердечной мышцы, и она почти всегда регенерировала. У ленивца же, как, впрочем, и у лягушки, вынутое из груди сердце еще довольно долго продолжает сокращаться. А у северных оленей в сердце образуется… косточка. Объяснения данному феномену в науке пока нет…

Завершая разговор о самых сердечных животных, наверное, имеет смысл в очередной раз вспомнить о колибри. У этих миниатюрных птичек хоть и одно сердце, но какое! Оно у колибри занимает почти половину полости тела. При этом, в состоянии покоя сердце бьется с частотой 500 ударов в минуту, а во время полёта – 1200 ударов в минуту, или 20 раз в секунду.

Физиологические рекорды

Быстроногие существа

Можно сказать, что скорость перемещения в пространстве для любого живого организма – это во многом жизнь. Если организм быстро передвигается, значит, у него возрастают шансы спастись от острых зубов хищника.

И многие животные довольно активно прибегают к этой мере защиты, устанавливая порой настоящие рекорды скоростей. Но поскольку мелкому животному за крупным угнаться очень сложно, например, мыши за гепардом, говоря о рекордах, следует принимать во внимание отношение длины тела организма к расстоянию, которое он преодолел за единицу времени. Кроме того, наверное, следует учитывать, где этот рекорд установлен: на суше, в воздухе или воде. А это значит, что мы будем искать рекордсменов среди бегунов, летунов и пловцов.

Итак, бегуны. Несомненно, самым быстрым обитателем земли является гепард. В погоне за добычей он может пробежать полукилометровую дистанцию со 120-километровой скоростью. При этом ускориться до 100 километров час он может за… три секунды. Столь высокая скорость позволяет этому зверю эффективно охотиться на открытых пространствах, в частности, в степях.

Во время погони гепард совершает 6–8-метровые прыжки. Причем при столь огромной скорости он может быстро менять направление бега. И в этом ему помогают когти, играющие роль шипов. Частота же дыхания гепарда во время этого «спринтерского броска» достигает 150 раз в минуту.

Бегущий гепард

А поскольку скоростной рывок требует такого расхода кислорода, который не могут долгое время предоставлять сердце и лёгкие, стремительный бег гепарда продолжается всего около двадцати секунд. И если жертву хищник не настигнет на первых сотнях метров, он прекращает преследование. Но удача «улыбается» хищнику, он сбивает добычу с ног ударом передней лапы, а затем ее душит.

Впрочем, эта быстроногая кошка считается в Африке одним из самых слабых крупных хищников. Дело в том, что гепарду требуется как минимум около получаса, чтобы отдохнуть после погони. И в это время леопарды и львы безбоязненно «конфискуют» у гепарда его добычу.

Более того, гепард ест только тех животных, которых убил сам. Поэтому он лишь изредка прячет в кусты недоеденную жертву, чаще всего охотится каждый раз заново.

Мало уступает в скорости гепарду и вилорогая антилопа, на которую он охотится. При длине тела 100–130 сантиметров и массе – 35–60 килограммов, она может развить скорость до 100 километров в час. При этом в таком темпе животное может бежать 5–6 километров. Столь же быстрому бегу антилопы обязаны толстой трахее, объемистым легким и большому сердцу. А наличие хрящевых подушечек на передних ногах позволяет вилорогам свободно перемещаться по каменистой почве.

Антилопы – млекопитающие стадные. В связи с этим у них существует довольно интересная система коммуникационных сигналов. Так, при возможной опасности животное-сторож взъерошивает волосы белого «зеркала», расположенного в хвостовой части тела. В результате этого действа оно становится похожим на большую пуховую подушку. Другие животные этот сигнал опасности, видимый с четырехкилометрового расстояния, моментально дублируют, и состояние тревожной готовности вскоре охватывает все стадо…

Но, помимо этих двух скороходов, своими беговыми качествами могут похвастать также антилопа гну, лев, газель Томпсона, которые в критических ситуациях развивают скорость до 80 километров в час. А вот другие млекопитающие бегают намного медленнее: например, заяц, олень, шакал или жираф бегут со скоростью чуть больше 50 километров в час…

В тройке сильнейших сухопутных бегунов находится и представитель птичьего племени – всем известный страус. Благодаря мощной мускулатуре ног он может бежать со скоростью 85–90 километров в час. При этом на такой приличной скорости страусы умудряются еще и вписываться в крутые повороты. Такая способность этих птиц связана с их короткими крыльями, которые в это время выполняют функцию руля…

А какие же скоростные успехи демонстрируют другие классы животных? Конечно, так бегать быстро, как гепард или страус, они не могут, но тем не менее их скоростные результаты тоже впечатляющие. Так, черная игуана из рептилий, обитающая в Коста-Рике, однажды «промчалась» со скоростью 34,9 километра в час.

Еще у одной рептилии – у хлыстохвостой ящерицы-бегуна – тоже довольно приличная скорость: 29 километров в час. Кстати, у этих животных имеется одна уникальная особенность в физиологии: их популяции состоят лишь из самок, откладывающих неоплод отворённые яйца, из которых вылупливаются опять же только самки. Но, несмотря на это, во время размножения самки спариваются, при этом одна из них выполняет функции самца…

Судя по приведенным выше данным, можно подумать, что только животные, имеющие конечности, могут быстро перемещаться. Оказывается, это не так: у самой быстрой в мире змеи – черной мамбы – была зафиксирована скорость передвижения на земле почти 19 километров в час. А в ветвях кустарников она перемещается еще стремительнее. Кстати, это самая ядовитая змея Африканского континента. Человек погибает от ее укуса в течение получаса, если, конечно, не приняты соответствующие меры…

Что же касается беспозвоночных, то и здесь есть свои рекордсмены, которые порой бегают даже быстрее известных змей или ящериц. Например, длинноногие сольпуги рода Solpuga – самые быстроходные среди пауков: спринтерские дистанции они могут пробегать со скоростью 16 километров в час. А если учесть, что та же сольпуга имеет средние размеры около 5 сантиметров, а, например, черная мамба – 3 метра, то рекордсмен-паук бегает быстрее не только змеи, но и гепарда. Ведь для сольпуги 16 километров – это 320 000 ее длин тела в час, или 90 – в секунду…

В поведении сольпуг исследователи отмечают также и несколько любопытных особенностей. Так, в момент опасности они закидывают заднюю часть на переднюю и начинают пищать, прыгать на одном месте и размахивать длинными педипальпами.

Вот что об этом пишет Альфред Врем: «Как слон поднимает вверх свой хобот, когда дотронется до незнакомого ему предмета, так и бихорка закидывает вверх свои щупальца. Но когда она наметит себе добычу, то бросается на нее одним прыжком и вонзает в нее свои клешни». Следует иметь в виду, что «щупальцами» Брем называл педипальпы, а «клешнями» – хелицеры.

Рацион сольпуг очень разнообразен. Добычу свою они находят при помощи органов осязания, зрения или по вибрациям почвы, а затем или преследуют жертву, или нападают на нее из засады. Кроме того, они с удовольствием проникают в пчелиные ульи, опустошая их, проламывают хелицерами стенки термитников, истребляя их обитателей. Но и у сольпуг тоже немало врагов, в числе которых крупные пауки, амфибии, ящерицы, лисы, медведи, барсуки и прочие животные.

В качестве защиты от врагов пустынная сольпуга Galeodes grand на глубине 10–20 сантиметров с помощью хелицер и второй пары ходильных ног роет настоящие катакомбы длиной в несколько метров, а вход в нее забивает пробкой из сухих листьев.

Кстати, долго считалось, что сольпуги ядовиты. Действительно, укус их мощных хелицер и впрямь болезнен. Однако у сольпуг нет ни ядовитых желез, ни яда.

А вот среди наземных насекомых самыми лучшими бегунами являются американские тараканы – крупные четырехсантиметровые рыжие существа. В 1991 году представитель этого вида развил скорость 5,4 километра в час, или 50 длин тараканьего тела за секунду.

Кстати, американские тараканы обладают одной уникальной физиологической особенностью: они могут не потреблять каротин годами, но его содержание в глазу остается постоянным, а зрение – нормальным. А ведь для большинства организмов недостаток каротина приводит к ухудшению зрения, особенно в темноте.

Ученые провели любопытный эксперимент: одну группу тараканов они кормили сахаром, водой, белым хлебом, то есть продуктами, в которых было очень мало предшественников каротина – каротиноидов, а другую – морковным соком, в котором этих веществ с избытком.

Спустя шесть месяцев объем каротина в теле тараканов двух групп различался тридцатикратно. В то же время в глазах у обеих групп количество каротина было одинаковым. То есть таракан каким-то способом ухитряется поддерживать стабильный уровень этих веществ в глазах независимо от диеты. Причем, это постоянство животные сохраняют очень долго. Ученые исследовали тараканов, у которых и отцы и деды сидели на хлебе и воде, но уровень каротиноидов оставался у них неизменным.

Причина такой невероятной стабильности в том, что американский таракан при избытке каротиноидов в пище начинает накапливать их в кишечнике, причем в огромных количествах. Но если каротиноидов в еде нет, насекомое начинает самостоятельно их синтезировать. В результате взаимодействия этих двух механизмов уровень каротиноидов в глазу таракана поддерживается на постоянном уровне, и никакая диета не может его изменить.

Быстрокрылые

Следующими в нашем разговоре должны, наверное, стать покорители шестого океана: птицы и насекомые. Эти организмы обладают не только относительными, но и абсолютными рекордами в скорости.

Так, сокол-сапсан – самая быстрая птица на планете. Когда он пикирует с высоты вниз, то в этот момент скорость полета достигает свыше 320 километров в час. А в 2005 году пикирующий сапсан развил скорость 389 километров в час.

Этот крылатый «снаряд» во время атаки сбивает добычу ударом когтистых лап. Причем удар бывает настолько силён, что у жертвы нередко разрывается тело.

Сапсаны – приверженцы многолетних семейных отношений, впрочем, как и определенной гнездовой территории, на которой они живут и которую защищают в течение долгого времени. Так, на небольшом острове у берегов Уэльса ученые обнаружили скальный уступ, где птицы гнездились, по крайней мере, с 1243 года.

Сокол-сапсан в полете

Очень любопытно брачное поведение этих птиц. Чаще всего к месту будущего гнездовья прилетает самец. Чтобы обратить внимание самки, он совершает разнообразные фигуры «высшего пилотажа»: кружится по спирали, внезапно ныряет или кувыркается. Когда самке самец понравится, она садится от него на небольшом расстоянии. Когда же пара сформируется окончательно, сидящие рядом птицы внимательно рассматривают друг друга, чистят партнерам перья или обгрызают ногти. Помимо этого, в брачный период самец часто кормит самку, на лету передавая ей пойманную им добычу. Принимает же ее самка в воздухе, переворачиваясь вверх ногами.

Другой птицей-рекордсменом является иглохвостый стриж: средняя скорость полета этой птицы – 120–180 километров в час. На отдельных же участках полета птица развивает скорость до 300 километров в час. Такая же невероятная скорость полета и у черного стрижа.

А вообще черный стриж – это поистине феномен в мире птиц. Так, в случае голодания температура тела у этих птиц иногда опускается до 20 градусов, хотя стрижи, как известно, теплокровные организмы. При этом взрослые особи и птенцы даже могут впадать в оцепенение.

В то время как у других насекомоядных птиц птенцы исключительно чувствительны к недостатку пищи и гибнут после однодневной, в крайнем случае, двухдневной голодовки, птенцы стрижей могут прожить без еды и девять, и даже двенадцать дней. А вот взрослые стрижи такого длительного перерыва в питании выдержать не могут и погибают значительно раньше.

Но бывает, что стрижи совсем по-иному реагируют на недолговременные неблагоприятные условия. Так, когда появляется дефицит в кормах во время насиживания, стрижи выбрасывают свои яйца из гнезд, причем независимо от того, насколько далеко зашло развитие зародыша. Да и длительность насиживания у стрижей тоже весьма изменчива: она колеблется между 16 и 22 днями.

В своем поведении стрижи перевернули с ног на голову еще одну хорошо известную в орнитологии закономерность: у них, в отличие от большинства птиц, у которых с продвижением на север число яиц в кладке увеличивается, наоборот – уменьшается.

Еще одно устоявшееся мнение поколебали эти удивительные птицы. Их птенцы могут летать и самостоятельно кормиться сразу же после вылета из гнезда. Поэтому у них отсутствует период «семейной» жизни после гнездового периода. Случается, что молодые стрижи, как только покинут «родительский дом», сразу же оставляют и свою гнездовую территорию. Но бывает и так, что оба родителя или один из них покидают птенцов, когда они еще находятся в гнезде. Следовательно, в обоих случаях «детишки» начинают свою самостоятельную жизнь без родительской помощи…

Миниатюрная птичка колибри тоже развивает огромную скорость в полете – на коротких отрезках до 100 километров в час. Да и вообще этих изящных пичуг, без всякого сомнения, можно назвать одними из лучших летунов в мире пернатых. Они могут без труда перемещаться вперед, назад, вверх, вниз, в стороны, способны неподвижно зависать в воздухе, а также взлетать и приземляться вертикально.

Когда колибри замирает в воздухе, её крылья, как и у многих насекомых, описывают восьмёрку. Такая траектория позволяет птице оставаться практически неподвижной, а также поддерживать в равновесии ее тельце в то время, когда она принимает вертикальное положение.

Кроме того, чтобы зависнуть в воздухе, птице необходимо совершать крыльями около 50–80 взмахов в секунду! Во время же любовных игр частота взмахов может достигать рекордной величины – 200 в секунду.

Такие особенности летательного аппарата позволяют колибри почти мгновенно достигать максимальной скорости после вылета из гнезда, а также почти сразу же останавливаться во время приземления на тонкую веточку.

Чем же обусловлены столь удивительные летательные способности колибри?

Во-первых, скелет этих птиц имеет особое, характерное только для них, строение. Так, большинство костей колибри пористые, хотя некоторые – кости крыла и лап – полые. Плечевая кость и предплечье – прямые и короткие, а локтевые и запястные суставы вообще не двигаются, благодаря чему конструкция крыла приобретает жесткость. Такая конструкция плечевого пояса обеспечивает быстрые и резкие взмахи, предотвращая сгибания крыльев.

Во-вторых, несмотря на свои миниатюрные размеры, колибри имеют довольно массивные мышцы крыла: они составляют почти половину массы ее тела.

Благодаря такой конструкции летательного аппарата колибри может мгновенно менять угол крыла, совершая уникальные перемещения в воздухе, которые не под силу любой другой птице.

Дыхательная система колибри тоже имеет ряд оригинальных конструктивных особенностей, позволяющих им спокойно порхать в воздухе. Например, она объединяет 9 воздушных мешков, соединенных дыхательными трубками с легкими. Когда колибри находится в движении, грудные мышцы выталкивают воздух сначала в эти мешки, а уже из них – в легкие, создавая, таким образом, максимальный приток воздуха, когда птица наиболее активна и особенно нуждается в кислороде.

Другие птицы тоже демонстрируют высокие скоростные результаты, но тем не менее сапсану, стрижу или колибри они уступают. Так, сизый голубь летит со скоростью 73 километра в час, дрозд-рябинник – 70, клест и обыкновенная галка – 60, черный дрозд – 53 километра в час.

У зяблика, чижа, чирка-свистунка, серого журавля, озерной чайки, обыкновенной кряквы – скорость 50 километров в час, а у воробья – 39.

Очень серьезную конкуренцию птицам в скорости полета составляют насекомые – единственные представители беспозвоночных, имеющие крылья и освоившие воздушную среду.

Имеются надежные данные относительно скорости полета саранчи Schistocerca gregaria – 33 километра в час и хлопковой совки Helicoverpa zea – 28 километров в час.

В то же время некоторые авторы указывают, что максимальная скорость полета стрекозы достигает 57 километров в час, а другие – что в момент преследования добычи эти хищницы совершают броски со скоростью 100 километров в час. Правда, эти данные научного подтверждения пока не получили.

А вот то, что некоторые бражники из чешуекрылых насекомых развивают скорость до 50 километров в час, известно точно. Эти насекомые имеют заостренные крылья, обтекаемое тело и мощную крыльевую мускулатуру. Если сопоставить скорость полета и размеры тела насекомого, то его относительная скорость будет в 5 раз выше, чем у современного реактивного самолета. Бражники способны зависать в воздухе, и, подобно колибри, высасывать длинным хоботком нектар из цветов, не присаживаясь на них. Во время полета потребление кислорода у бабочек возрастает в 150 раз по сравнению с состоянием покоя.

Однако самым скоростным насекомым считается слепень. Этот крупный (до 3 сантиметров в длину) представитель семейства мух, широко распространенный во многих заболоченных местах, обычно носится в воздухе со скоростью 22,4 километра в час. Но иногда он ускоряется и до 60 километров в час.

Возможно, что многие насекомые летают и быстрее, но проверенных данных на их счет нет. Например, в некоторых источниках говорится, что скорость совки ипсилон Agrotis ipsilon может достигать 97 и даже 113 километров в час. Впрочем, цифра эта вызывает серьезные сомнения, поскольку даже насекомые, известные своими летными качествами, имеют значительно меньшие скорости. В частности: у шершня она равняется 25,2 километра в час, у пчелы – 22,4, у саранчи – 16, у комнатной мухи – 6,4 и т. д.