Киты - они самые большие

Киты и китообразные (латинское название Cetacea) относятся к отряду млекопитающих, эти животные полностью приспособились к жизни под водой. Часто китообразных и парнокопытных относят к внесистематической группе китопарнокопытных. Китообразные являются самыми большими животными из всех живых существ живших на Земле.

Слово "кит" так же как и научное название cetus произошли от греческого ketos что в переводе означает морское чудовище.

Китообразные, в частности киты, имеют самые большие размеры среди животных - голубой (синий) кит имеет длину тела 25 м (самый большой 33м), а вес — 90-120 т. Самые маленькие китообразные это белобрюхий дельфин и дельфин Гектора, они относятся к роду пёстрых дельфинов (Cephalorhynchys): длина их тела не превышает 120 см, а масса — 45 кг.

На сегодняшний день науке известно три подотряда китообразных, они объединяют 127 вымерших родов и 38 живущих: древние киты (археоцеты), усатые киты (мистакоцеты) и зубатые киты (одоноцеты). Живущие два подотряда сильно различаются между собой по внешнему и внутреннему строению, а также по биологии. У беззубых китов вместо зубов ряд свисающий с верхней челюсти роговых пластинок, которые называют «китовый ус», с помощью которых они фильтруют из воды пишу, по большей части морской планктон.

Отряд китообразных состоит из высокоспециализированных млекопитающих, которые приспособились к постоянной жизни в воде. Внешним видом китообразные сильно напоминают рыб, но внутренне стоение у них кардинально отличаются. Китообразные теплокровны, они дышат лёгкими, на коже есть незначительный волосяной покров, плод развивается как и у животных - внутриутробно, а вскармливание детёнышей происходит через молоко, есть много других признаков, объединяющих их с остальными млекопитающими.

У китообразных веретенообразное обтекаемое тело (торпедовидной или каплевидной формы) и гладкая кожа без шерсти. Так как китообразные часто плавают в холодных водах то у них слой жира очень толстый, он защищает китов от переохлаждения. За многие годы эволюции передние конечности преобразовались в ласты, а задние совсем атрофированы. На конце хвоста большой горизонтальный плавник.

Такое обтекаемое тело дает им наименьшее сопротивление воды при быстром плавании. Этому же способствуют исчезновение волосяного покрова и ушных раковин. Кожа у китообразных отличается большой упругостью, эластичностью и водостойкостью, что уменьшает трение при быстром плавании. Голова обычно массивная; заканчивается тупо, заострена или вытянута в «клюв» (рострум). Видимого шейного перехвата практически нет, голова сразу 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, то есть через них в первую очередь уходит избыток тепла.

Кожных желез, как у наземных животных, у китообразных нет, исключение составляют 2 молочные железы (соски), которые расположены в задней половине тела. Молочные железы помещаются в продольных кожных карманах по бокам мочеполовой щели и наружу выступают только когда у самки есть детеныш. Под кожей находится слой жировой ткани (ворвани) толщиной от 2,5 до 30 см. Подкожный жир кроме защиты тела от переохлаждения, служит для удержания в организме воды, которая иначе диффундировала бы в окружающую среду, а также является энергетическим запасом на время зимнего периода (в это время они сильно голодают). Температура тела, за счёт хорошей изоляции жировой прослойкой, колеблется в пределах от 35 до 40 °C.

У усатых китов на морде растут отдельные щетинковидные волоски, похожие на вибриссы наземных млекопитающих - это органы 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. Некоторые китообразные меняют цвет тела с возрастом.
Структура скелета китов

Китообразные имеют губчатый скелет. 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, крестцовый отдел позвоночника и таз, как правило, утрачены. Грудной плавник поддерживает очень короткая плечевая кость, две кости предплечья и многочисленные кости кисти, иногда слитые в лопастеподобную структуру.

Череп китов приспособлен к специфическому, специально приспособленными для жизни в воде, 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. В эмбриональном состоянии у всех китов имеются зубы, но у усатых китов они атрофируются не прорезываясь, и заменяются бахромчатыми роговыми пластинами - китовым усом. 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 у китообразных хорошо развит, мягкие губы отсутствуют, слюнных желез нет или они рудиментарные. Они заглатывают добычу целиком, не пережёвывая. Желудок сложный, многокамерный, способен растягиваться и вмещать до 1,5 т пищи (голубой кит). Первый отдел желудка безжелезистый, 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 двураздельный или трёхраздельный. Пилорический отдел представляет расширенную переднюю часть двенадцатиперстной кишки. Для лучшего измельчения пищи киты заглатывают булыжники и гальку. Длина кишечника превышает длину тела: от 4-5 раз у гангского дельфина и бутылконосов до 15-16 раз у кашалота и даже до 32 раз у дельфина Ла-Платы.
Органы дыхания и кровообращения

Наружных ноздрей у усатых китов 2, а у зубатых 1. Они расположены в верхней части головы и имеют особые клапаны, которые рефлекторно закрывают дыхательные пути когда кит ныряет и отпирают 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 %, в сравнении у человека только на 15 %. Число альвеол больше и размеры их крупнее, чем у наземных млекопитающих.

Китообразные способны находиться под водой от 2 до 40 минут (разные виды), а чемпионом в этой области является кашалот, он может обходиться без воздуха 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 в состояние кислородосохранения. Слабая чувствительность дыхательного центра мозга к накоплению в крови углекислоты позволяет китообразным значительно удлинять дыхательную паузу.
Органы чувств

Хоть масса головного мозга у китообразных и самая большая среди млекопитающих (у кашалота 7,8-9,2 кг), но в процентном соотношении 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 полностью отсутствуют у зубатых китов, или имеются в зачаточном состоянии у усатых китов. Есть предположение что вкус развит довольно слабо и с помощью него 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, которые живут 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 глаза 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 у усатых китов, а у зубатых китов - внутрь. 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 120—140 кГц, то есть от инфразвука до ультразвука. Наиболее остр слух у зубатых китов, а у усатых китов он хуже по сравнению с наземными млекопитающими.

Китообразные издают звуковые сигналы в тех же частотах, которые воспринимают сами. Поскольку голосовые связки у них отсутствуют, звуки производятся в результате вибрации «звуковых губ» используемые зубатыми китами, а у усатых китов с помощью гортани и глотки. 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.
Образ жизни

Распространены китообразные во всех океанах и в большинстве морей. 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, держащиеся группами от нескольких до сотен и тысяч голов. Питание, как правило, специализированное; среди китов встречаются планктофаги, теутофаги, ихтиофаги и сакрофаги. Косатки — единственные китообразные, регулярно поедающие не только рыб и беспозвоночных, но и теплокровных животных - птиц, тюленей, др. китов. Некоторые виды плавают очень быстро, например 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 щенки 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, а 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 (голубой 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. Живут китообразные до 50, а мелкие виды — до 30 лет. Врагов, помимо человека и косатки, практически не имеют. Остатки дельфинов находили в желудках тигровых и гренландских акул. Почти 100 % особей заражены эндо- и эктопаразитами, среди которых китовые вши, усоногие ракообразные.
Человек и кит

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 сырьем 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.

Такое многочисленное истребление китов очень пагубным образом сказалось на их численности, 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.