киты дышат с помощью чего
Дыхало кита
На фото слева — дыхало горбатого кита (Megaptera novaeangliae), кит плывет влево. Дыхало кита гомологично ноздрям наземных млекопитающих, но находится не на кончике морды, а на верхушке головы (можно сказать, что у кита «ноздри на макушке»).
Для чего это нужно, легко понять: когда кит выныривает на поверхность, гораздо удобнее дышать через отверстие в той части тела, которая естественным образом торчит над водой, чем специально высовывать из воды кончик носа. У большинства китообразных сросшиеся шейные позвонки, и поднимать над водой переднюю часть головы им не очень удобно.
У дальних предков китообразных и даже у ранних представителей этой группы носовые отверстия находились там, где положено, — на кончике морды. Однако по мере приспособления к водному образу жизни ноздри стали постепенно «переезжать» назад и вверх. Для этого китам пришлось очень сильно изменить форму костей черепа: предчелюстная и челюстная кости существенно удлинились, а носовая и лобная сплющились.
Вид сверху на череп дельфина афалины (Tursiops truncatus, вверху) и череп серой лисицы (Urocyon cinereoargenteus, внизу). У дельфина удлинены предчелюстная (Premaxilla) и челюстная (Maxilla) кости, а носовая (Nasal) и лобная (Frontal) сплющены по сравнению с костями лисицы. Изображение с сайта digimorph.org
Промежуточную стадию перемещения ноздрей можно наблюдать на примере археоцетов — вымершей группы ранних китообразных. Например, у древнего кита базилозавра носовые отверстия находились примерно посередине верхней челюсти.
Череп базилозавра. Видно, что носовые отверстия находятся не на кончике морды, как у наземных млекопитающих, но еще не достигли расположения, характерного для современных китообразных. Фото с сайта en.wikipedia.org
У китообразных развился целый ряд адаптаций, предотвращающих попадание воды в дыхательный тракт. Когда кит или дельфин ныряет, его ноздри закрываются специальным клапаном. У двух доживших до нашего времени групп китообразных — усатых и зубатых китов — дыхало устроено немного по-разному: у усатых китов оно открывается наружу двумя раздельными отверстиями (это видно на фото горбатого кита), а у зубатых эти отверстия срослись в одно общее.
Дыхало косатки (Orcinus orca) с одним отверстием, как у всех зубатых китов. Фото © Ольга Филатова, остров Беринга, 2012 год
Впрочем, ниже, под дыхалом, носовой проход делится на два отдельных канала, которые играют важнейшую роль в жизни зубатых китов: в них расположены так называемые «вокальные губы» — мышечные складки, используемые для издавания звуков. В каждом из двух каналов носового прохода имеется по паре вокальных губ, что позволяет издавать два разных звука одновременно. У дельфинов одна пара вокальных губ несколько крупнее другой, и считается, что правая пара (более крупная) используется для издавания щелчков, а левая — для свистов. Чтобы заставить вокальные губы вибрировать, дельфины пользуются тем же, чем и мы, — потоком воздуха, но чтобы воздух не заканчивался и можно было подольше кричать под водой, они не выдыхают его наружу, а перегоняют между воздушными мешками, расположенными над и под вокальными губами.
Ниже вокальных губ и воздушных мешков носовые проходы сливаются в одну общую дыхательную трубку. Как и у всех млекопитающих, дыхательный тракт у китообразных пересекается с пищеварительным в той области, которая примерно соответствует нашей гортани. У наземных зверей специальный хрящ — надгортанник — перекрывает вход в трахею, препятствуя попаданию в нее пищи при глотании. У зубатых китов хрящи гортани срослись в трубку, которая проходит сквозь пищевод и заходит в верхний носовой проход. Благодаря этому дыхательный тракт оказывается полностью изолирован от пищеварительного: пища проходит справа и слева от хрящевой трубки, по которой воздух поступает в легкие, поэтому дельфин может одновременно есть и дышать.
Строение дыхательного тракта дельфина. Зеленой стрелкой показан поток воздуха. Blowhole — дыхало, palatopharangeal muscle — нёбно-глоточная мышца, esophagus — пищевод, trachea — трахея, larynx — гортань, epiglottic spout — надгортанник. Рисунок © Stephen Dawson с сайта hakaimagazine.com
У усатых китов всё устроено несколько проще: их гортань ближе по строению к гортани наземных млекопитающих, что позволяет им, например, выдувать пузыри воздуха через рот, создавая знаменитую «пузырьковую сеть» (см. Bubble net feeding) для ловли рыбы. Впрочем, у дельфинов хрящевая трубка не прирастает к верхнему носовому проходу и в некоторых случаях может извлекаться из него, обеспечивая связь между дыхательным трактом и ртом. Например, известен случай, когда дельфин научился дышать через рот, что было связано, по-видимому, с каким-то повреждением дыхала.
Новозеландский дельфин Гектора (Cephalorhynchus hectori), научившийся дышать ртом
Фото © Ольга Титова, остров Беринга, 2013 год.
Как дышат киты?
киты дышат через легкие, поэтому они обычно поднимаются на поверхность океана, чтобы получить воздух. Важно отметить, что поскольку киты живут в океанах, многие люди считают их рыбой.
Существует около 80 видов китов, которые подразделяются на два подотряда с учетом анатомии вида: усатый кит и зубатый кит..
С другой стороны, зубы меньше и имеют зубы. У этих китов есть только дыра для дыхания. Некоторые ученые считают, что зубатые киты превратили один из их дыхалец в систему эхолокации.
Дыхальца и дыхание
Эти дыхальца действуют как путь к трахее, позволяя воздуху проходить к легким.
Расположение их дыхалец позволяет китам дышать практически без напряжения, потому что они могут отдыхать на поверхности океана и захватывать кислород, необходимый для жизни.
Когда киты плавают под водой, мышцы вокруг дыхания сокращаются, чтобы предотвратить попадание воды в легкие.
Следует отметить, что киты не могут дышать через рот, так как трахея этих животных не связана с их пищеводом. Это разделение важно, поскольку наличие отдельных проходов для приема пищи и дыхания предотвращает блокирование дыхательной системы остатками пищи..
Кроме того, это разделение позволяет китам питаться под водой, не беспокоясь о том, что их легкие наполняются водой..
Легкие китов
Чтобы выжить под водой, киты разработали специальные легкие, которые позволяют им вдыхать дополнительный кислород и переносить его в кровеносные сосуды, где он может использоваться организмом..
По мнению некоторых исследователей, киты могут использовать до 90% кислорода, который они вдыхают, по сравнению с людьми, которые используют только около 15% вдыхаемого кислорода.
Что касается времени, когда киты могут задерживать дыхание, это зависит от вида и размера..
Некоторые могут задерживать воздух в легких в течение нескольких минут, 5 или 7, поэтому они должны постоянно подниматься на поверхность. Другие виды могут задерживать дыхание на 100 минут или даже дольше.
Методы экономии кислорода
Меньше усилий, больше кислорода
При плавании киты прилагают минимум усилий. Когда они погружаются, кровь транспортируется только в те части тела, которые нуждаются в кислороде: сердце, мозг и мышцы, которые они используют даром; таким образом, они дольше сохраняют кислород.
брадикардия
Киты снижают частоту сердечных сокращений, процесс, известный как брадикардия, чтобы уменьшить количество потребляемого кислорода.
Высокая устойчивость к углекислому газу (CO2)
Киты имеют высокую толерантность к углекислому газу (CO2), намного выше, чем у любого другого млекопитающего; это позволяет им погрузиться в океан на долгое время.
Дышать совестью
Киты считаются сознательными передышками, поскольку они стараются как можно меньше плавать и охотиться, чтобы сохранить кислород.
Во время перерыва половина мозга китов спит, в то время как другая половина остается настороже, чтобы действовать быстро, если им нужен кислород или им нужно бежать от хищников..
В этом смысле киты редко достигают состояния глубокого сна, характеризующегося быстрым движением глаз (MOR).
Дыхательный процесс
Название
Первым делом следует дать ответ на вопрос, который волнует многих. И звучит он так: «Кит – это рыба или млекопитающее?» Правильным является второй из предложенных вариантов.
Кит – это крупное морское млекопитающее, которое не имеет отношения ни к морским свиньям, ни к дельфинам. Хотя те включаются в отряд Cetacea (китообразные). Вообще, с названиями получается очень интересная ситуация. Гринды и косатки, например, считаются китами. Хотя в соответствии со строгой официальной классификацией они являются дельфинами, о чём мало кто знает.
И доверять лучше строгой классификации, поскольку китами в старину называли левиафанов – морских многоголовых чудовищ, которые могли поглотить планету. Одним словом, занимательная история у названия.
Происхождение
Что ж, выше был дан ответ на вопрос «Кит – это рыба или млекопитающее?» Теперь можно поговорить о видах этих созданий.
Для начала стоит отметить, что все киты – потомки сухопутных млекопитающих. Причем тех, которые относились к отрядам парнокопытных! Это не выдумки, а научно доказанный факт, который был установлен после проведения молекулярно-генетических экспертиз. Есть даже монофилетическая группа (клада), объединяющая в себе китов, бегемотов и всех парнокопытных. Все они – китопарнокопытные. Если верить исследованиям, то киты и бегемоты произошли от одного и того же существа, которое обитало на нашей планете порядка 54 миллионов лет тому назад.
Отряды
Итак, теперь – про виды китов. А точнее, про подотряды. Первый вид – усатые киты. Они являются самыми крупными из современных млекопитающих. Их физиологической особенностью являются усы с фильтрообразной структурой.
Второй вид – зубатые киты. Плотоядные, быстрые создания. Они превосходят беззубых китов. По размерам с ними может сравниться только кашалот. И их особенностью, как уже можно было догадаться, является наличие зубов.
И третий вид – древние киты. Те, которых уже не существует. Они относятся к парафилетической группе животных, от которых потом произошли современные виды китов.
Анатомические особенности
Теперь стоит рассмотреть описание кита с физиологической точки зрения. Это животное является млекопитающим, причём теплокровным. Соответственно, каждый кит дышит с помощью лёгких, а их детёнышей самки кормят молоком. И волосяной покров у этих созданий имеется, пусть и редуцированный.
Поскольку эти млекопитающие подвержены солнечному воздействию, их кожа имеет защиту от ультрафиолетовых лучей. Правда, у каждого вида она выражается по-разному. Синий кит, например, может увеличивать содержание в своей коже особых пигментов, поглощающих излучение (говоря простым языком, он «загорает»). Кашалот защищается от кислородных радикалов путём запуска «стрессового ответа». Финвал практикует оба метода.
Кстати, свою теплокровность эти создания поддерживают благодаря наличию толстого жирового слоя под шкурой. Именно он защищает внутренние органы морских животных от переохлаждения.
Процесс поглощения кислорода
Интересно поговорить и о том, как дышат киты. Эти млекопитающие могут находиться под водой минимум 2 минуты и максимум 40. Правда, есть и рекордсмен, и им является кашалот, который способен пробыть под водой 1.5 часа.
Наружные ноздри этих существ находятся в верхней части головы. У них есть особые клапаны, которые рефлекторно закрывают дыхательные пути, когда кит погружается в воду. В момент выныривания они открываются. Важно знать, что воздухоносный ход не соединяется с пищеводом. Так что кит поглощает воздух безопасно, без вреда для себя. Даже если в его ротовой полости есть вода. И к слову, говоря о том, как дышат киты, стоит отметить, что делают они это быстро. Скорости способствуют укороченные бронхи и трахея. Кстати, лёгкие у них очень мощные. За один вдох кит обновляет воздух на 90 %. А человек – всего на 15 %.
Стоит отметить, что через ноздри (именуемые ещё дыхалом) в момент выныривания выходит столб конденсированного пара. Тот самый фонтан, являющийся визитной карточкой китов. Это происходит из-за того, что кит выдыхает из себя тёплый воздух, который соприкасается с наружным (холодным). Так что фонтан – результат температурного воздействия. Столб пара у разных китов отличается по высоте и форме. Наиболее впечатляют «фонтаны» крупных млекопитающих. Они выходят из их дыхала с такой огромной мощностью, что сопровождается процесс громким трубным звуком. В хорошую погоду его можно услышать с берега.
Пару слов стоит рассказать и о том, чем питаются киты. Рацион у животных разнообразный. Зубатые киты, например, употребляют рыбу, головоногих (кальмаров, каракатиц) и в некоторых случаях млекопитающих.
Усатые представители питаются планктоном. Они поглощают огромный объём рачков, фильтруя его из воды или с помощью уса. Мелкими рыбками эти животные тоже могут питаться.
Самое интересное то, что зимой киты почти не едят. И по этой причине летом они беспрерывно поглощают пищу. Такой подход помогает им скопить толстый слой жира.
Еды, кстати, им нужно много. Крупные киты потребляют в сутки порядка трёх тонн пищи.
Яркий представитель
Особого внимания заслуживает синий кит. Это самое крупное животное из всех когда-либо существовавших на нашей планете. В длину он достигает 33 метров, а весит порядка 150 тонн.
К слову, синий кит – это представитель подотряда усатых. Питается планктоном. У него отлично развит цедильный аппарат, за счёт которого он фильтрует поглощаемую массу внутрь.
Есть три подвида этого животного. Существует карликовый, южный и северный кит. Последние два обитают в холодных кругополярных водах. Карликовый встречается в тропических морях.
Считается, что живут синие киты порядка 110 лет. Во всяком случае столько было самой взрослой особи, встречавшейся людям.
К сожалению, синий кит – это не такой уж и часто встречающийся морской обитатель. В XX веке на этих животных была открыта бесконтрольная охота. К середине прошлого столетия во всем мире осталось всего 5 тысяч особей. Люди совершили ужасный поступок, истребив их. Были приняты экстренные охранные меры. На данный момент число особей увеличилось вдвое, но синие киты по-прежнему находятся в зоне риска.
Белуха
Это представитель зубатых китов семейства нарваловых. Белуха не очень велика. Её масса достигает всего 2 тонн, а длина – 6 метров. У белух великолепный слух, острое восприятие любых звуков, а также способность к эхолокации. К тому же это социальные существа – известны случаи, в которых эти киты спасали человека. В океанариумах они уживаются прекрасно, со временем привыкают к людям, и даже привязываются к работникам.
Рацион у них разнообразный. Белухи едят треску, камбалу, сельдь, моллюсков, водоросли, креветок, миногу, медуз-ребровиков, горбушу, бычков, морских собачек, раков и многих других морских обитателей, годящихся в пищу.
Эти создания, как и многие другие, тоже страдали из-за человеческой жестокости. Китобои легко их загоняли на отмели, и белухи в прямом смысле слова разбивались. Но на данный момент этот вид постепенно восстанавливает свою численность. Остаётся надеяться, что люди ничего не испортят.
Существуют ещё десятки других представителей китообразных, и все по-своему особенны и интересны. И хочется надеяться, что каждый вид, который нам известен, сохранится. Морской мир не должен потерять ни одного из них, поскольку каждый из них – это настоящее чудо и природная ценность.
Чем дышит кит? Внешний вид и строение кита
Кого вы представляете, когда слышите о китах? Кто-то подумает об огромном голубом гиганте, самом мощном морском животном. А кто-то вспомнит о касатках из-за знаменитого фильма «Освободите Вилли». Но какого бы морского жителя вы не представили, всегда возникает вопрос: а чем дышит кит? Как он может находиться длительное время под водой? Попробуем ответить на эти вопросы.
Киты – огромные млекопитающие, которые распространены по всему миру. Эти гиганты обитают во всех океанах, причем как в тёплых, так и в холодных. Особенностью их внешности являются грандиозные размеры. Так, голубой кит является самым крупным видом китообразных. Он может достигать в длину более 30 метров и весить при этом до 150 тонн. Но есть и небольшие виды, размеры которых не превышают 2 метров.
Еще одна отличительная особенность состоит в том, что кит – животное теплокровное, в отличие от всех остальных обитателей мирового океана. Это объясняет то, что он может жить во всех морях, независимо от температуры окружающей среды. Огромный жировой слой, который у некоторых китов достигает 1 метра, защищает животное от переохлаждения. Интересно, что в хвостовой части жира нет, и этим объясняется то, что кит не перегревается, находясь в теплых тропических водах.
Уникален также и мозг животных. Наиболее всего развит у китообразных слух. Всем известен факт, что песни китов можно услышать на расстоянии в десятки километров. Также у них превосходная эхолокация, благодаря которой гиганты великолепно общаются, а также охотятся и передвигаются в толще воды. Зрение у них тоже развито отлично. При помощи защитной жидкости, вырабатываемой определенными железами, кит способен четко видеть под водой. Все остальные органы чувств развиты довольно слабо. Система органов дыхания имеет свои особенности: легкие кита не связаны с гортанью. Таким образом, при вдохе не заглатывается вода. Носовые отверстия, расположенные на макушке головы, связаны непосредственно с легкими. Но чем дышит кит под водой? Ответ прост: как и все млекопитающие, под водой он задерживает дыхание. Его ноздри закрываются при погружении подобно клапанам. Мозг подает команду всему организму включить своего рода экономный режим, в результате чего кислород поступает только к сердцу и мозгу. Это позволяет китам погружаться на глубину до 2000 метров.
Этот отряд китообразных является самым крупным из всех существующих. К нему относятся: синий кит, финвал, сейвал, горбач, или горбатый кит, серый и гренландский киты, а также малый полосатик. У всех этих животных одна особенность строения – у них нет зубов, а вместо них имеются роговые пластины, которые называются китовыми усами. Именно от этой особенности отряд и получил свое название.
Усатые киты питаются мелким планктоном или рыбешкой, которая попадается на их пути. Интересен способ питания этих животных. Кит раскрывает огромную пасть и заглатывает мелочь вместе с огромным количеством воды. Затем при помощи гигантского языка он как поршнем выталкивает наружу воду, а попавшаяся пища остается в пределах пасти, не проходя через усы. Таким способом кит поглощает за день до 6 тонн планктона.
Как всем понятно, этот отряд имеет острые зубы. У каждого отдельного вида они отличаются размером и формой. К этой категории относятся кашалоты, касатки и дельфины. Различаются они вкусовыми предпочтениями. Дельфины, например, любят поохотиться за рыбой, а касатки предпочитают в своем рационе тюленей и морских котиков. Кашалоты же по большей степени охотятся на кальмаров и каракатиц, при этом они ныряют на очень большие глубины.
Все зубатые киты являются великолепными охотниками. Часто касатки, которых еще называют китами-убийцами, могут нападать на крупных усатых китов. Излюбленным их лакомством являются огромные языки, вся остальная часть кита их мало интересует. Так как усатые киты по большей степени являются одиночными животными, а зубатые – стайными, часто происходят случаи нападения.
Так как кит – животное теплокровное, то и детеныши появляются на свет полностью сформированными, как и у всех млекопитающих. Чем дышит кит при появлении на свет? Малыш рождается хвостом вперед и благодаря заботливой маме свой первый вдох делает сразу после рождения. Самка подталкивает его на поверхность, чтобы система органов дыхания заработала в полной мере, и раскрылись легкие, прямо как у человека.
Уникален также и способ общения китов. Эти существа способны исполнять мелодии. Часто их пение настолько гармонично и красиво, что способно успокоить и даже усыпить человека. Следует отметить, что поют не все гиганты. Особенно этими способностями обладают горбатые киты, которых даже называют поющими. Почему они издают такие звуки, до сих пор не известно. Предположительно это брачные песни, но они могут меняться от сезона к сезону. Кит дышит легкими. Это удивительное морское существо, у которого есть еще множество непонятных для нас загадок. До середины 20 века китов просто уничтожали для нужд человечества, и сегодня множество из них находится под охраной.
Оставляйте свои комментарии и задавайте вопросы. Коту не с кем это обсудить. 
Фонтаны китов (как киты дышат)
Ноздри, или наружные носовые отверстия кита, идеально приспособлены для морской жизни. Каждое дыхало снабжено клапаном – мощной мышцей, автоматически плотно закрывающей отверстия при нырянии. В обычном состоянии дыхало закрыто, и животное произвольным движением открывает его для вдоха. Смена воздуха у кита происходит за несколько секунд; кит выпускает его под таким давлением, что воздух успевает охладиться и сконденсироваться, поэтому фонтан и становится видимым. Дыхательная и пищеварительная системы кита разделены, так что вода из полости рта не может попасть в лёгкие (иначе бы он утонул).
У каждого вида свой фонтан, отличающийся размером и формой:
— Серые киты дают струи, которые сливаются в закруглённый вертикальный гейзер;
— У голубых китов фонтан грушевидный,
— У кашалотов взлетает под углом к поверхности,
— А у гладких китов приобретает У-образную форму.
— У мелких животных, как, например, у морской свиньи, выпускаемая струйка почти не видна.
Во время плавания киты задерживают выдох (дыхательная пауза), давая фонтаны со значительными промежутками. Такой тип дыхания называется дыханием с закрытыми дыхалами. Количество газа, выталкиваемого после дыхательной паузы, возрастает по мере увеличения размеров кита. Та же закономерность наблюдается и у других умеющих нырять млекопитающих. Сосудистая система во время дыхательной паузы обеспечивает значительный приток крови к важнейшим областям тела. Эта способность выражена у китов значительно больше, чем у наземных млекопитающих.