ХРАНИТЕЛИ
Научная классификация
Царство: Животные
Тип: Хордовые
Класс: Млекопитающие
Отряд: Китообразные
Подотряд: Зубатые киты
Семейство: Дельфиновые
Латинское название
Delphinidae Gray
Роды
Дельфины-белобочки
Афалины
Серые дельфины
Косатки
Карликовые косатки
Длинноклювые дельфины
Продельфины
Гринды
Пёстрые дельфины
Малайзийские дельфины
Короткоголовые дельфины
Китовидные дельфины
Беспёрые морские свиньи
Иравадийские дельфины
Бесклювые дельфины
Малые косатки
Горбатые дельфины
Крупнозубые дельфины
Общее описание
Дельфины характеризуются присутствием в обеих челюстях довольно значительного числа однородных конических зубов; оба носовых отверстия соединены обыкновенно в одно поперечное отверстие полулунной формы. Голова относительно небольшая, часто с заостренной мордой; тело вытянутое; есть спинной плавник. Очень подвижные и ловкие, прожорливые хищники, живущие в основном общественно; водятся во всех морях, поднимаются даже высоко в реки. Питаются главным образом рыбой, моллюсками, ракообразными; иногда нападают и на своих сородичей. Отличаются также любознательностью и традиционно хорошим отношением к человеку.
У одних дельфинов рыло вытянуто вперед в виде клюва (роды Platanista, Inia, Delphinus); y других голова спереди округленная, без клювовидного рыла (Phocaena, Orca (Косатка), Globicephalus (Гринда), Delphinapterus (Белуха)).
Дельфины плавают исключительно быстро, стайки дельфинов часто следуют за пароходами и кораблями. Дельфин был любим и популярен с древности: существует множество поэтических сказаний и поверий (предание об Арионе) о дельфинах и их скульптурные изображения.
Дельфин известен человеку со времен глубокой древности. Однако до сих пор он остается для нас существом во многих отношениях еще загадочным. Одна из удивительных загадок дельфина - наличие у него способности к эхолокации - была раскрыта совсем недавно. Это открытие послужило толчком к более пристальному изучению дельфина и многих его ближайших сородичей из отряда китообразных.
В последнее время значительно усилился интерес человека к Мировому океану, который занимает 4/5 всей поверхности Земли. Морские пучины таят в себе несметные богатства: неисчеслимые запасы пищи, нефти, золота и других полезных ископаемых. Человека привлекают морские растения, животные, а главное - возможность обитания самого человека в подводном мире. Французский акванавт Жак-Ив Кусто был одним из первых, кто прекрасно доказал эту возможность.
Но, собираясь в дальний путь, ищут надежных попутчиков. Дельфин - властелин океана. Он обладает необыкновенным умом, силой, подвижностью и к тому же быстро обучается выполнять любые задания. Можно ли желать для нас более подходящего помощника в освоении океана?
Все это заставило человека взглянуть на дельфинов иными глазами. Вот здесь то и обнаружилось, что зверь этот полон для нас загадок.
Загадочно прежде всего само происхождение дельфина. Зоологи называют их вторичноводными животными. Жизнь, как считает наука, зародилась в океане. Лишь много миллионов лет спустя первые живые существа вроде вылавливаемых еще и ныне древних рыб латимерий вышли на сушу, чтобы начать ее завоевание. При этом некоторые из видов, освоив новый наземный образ жизни, то есть приобретя лапы, шерсть, способность дышать легкими, рожать живых детенышей и вскармливать их молоком, почему-то вновь решили вернуться в океан. Таких животных и называют вторичноводными (дельфины, киты, тюлени, моржи, морские котики и др.).
В мировом океане обитает около полусотни разных видов дельфинов. Вместе с китами они составляют отряд китообразных. Лишь формой тела да тем, что живут в воде, китообразные напоминают рыб. Во всем же остальном - это настоящие млекопитающие. Они теплокровны, дышат легкими, рождают живых детенышей и выкармливают их молоком.
Не менее 70 миллионов лет назад наземные предки китообразных перешли жить в воду и в конце концов полностью утратили связь с сушей. У них появилась торпедообразная, легко обтекаемая форма тела, так как при передвижении в новой среде сопротивление увеличилось в 800 раз! Строение тела и образ жизни неузнаваемо преобразились. Передние ноги превратились в уплощенные и жесткие грудные плавники: это своеобразные рули высоты, поворота и торможения, используемые для балансирования. Задние ноги исчезли, как и поддерживающий их таз и крестцовый отдел позвоночника. От таза сохранились лишь маленькие косточки в мускулатуре по обе стороны гибкого позвоночника.
Но кто же из наземных животных был предком дельфинов? Среди ученых имеются на этот счет лишь догадки, поскольку дельфины сильно изменили свой облик, став больше похожими на рыб, чем на наземных зверей. Дельфины, как и все китообразные, рожают живых детенышей и вскармливают их молоком. Значит, предки их были млекопитающими. Зубастая пасть и способ питания дельфинов, казалось бы, свидетельствует о том, что они ведут происхождение от хищных или, как некоторые считают, от каких-то древних насекомоядных. Но вот по строению глаза, желудка и некоторым особенностям поведения они оказываются ближе к парнокопытным. Не правда ли, трудно представить, что они родственники наших коров или коз? Решение проблемы осложняется многообразием облика и образа жизни китообразных; кроме нескольких десятков видов дельфинов, в отряд китообразных входят еще косатки - настоящие морские тигры, кашалот - обладатель уникальной “гидроакустической пушки” и секретов глубоководного ныряния и, наконец, исполины моря - усатые киты.
Авторитетные советские ученые В. М. Белькович, С. Е. Клейнберг и А.В. Яблоков считают, что зубатые и усатые киты произошли от разных предков: зубатые - от хищных, а усатые - от копытных вместе с сиреновыми. Знаменитый представитель сиреновых - стеллерова корова, к сожалению, полностью истребленная, имела хвост как у кита, а на передних ластах - маленькие копытца. По биохимическому составу плазмы крови усатые киты как будто подтверждают свое родство с копытными, но не более. Одним словом, “происхождение китообразных, - как пишет американский специалист по дельфинам Ф. Г. Вуд, - остается для нас тайной, скрытой в глубине геологических эпох”.
Удивительно необъяснимое дружелюбие дельфина по отношению к человеку. Огромная раскрытая зубастая пасть (у афалины 88 зубов типа тигриных клыков) невольно вызывает у новичка законное чувство опасения. Но не бойтесь прыгнуть в воду в гущу этих добродушных зверей: они не только не принесут вам вреда, но могут даже спасти, если вы вдруг начнете тонуть. При отлове любого дикого зверя, особенно из хищных, человек справедливо опасаетсяего клыков и когтей. А вот при отлове дельфинов ( сегодня он производится только для научных целей) ситуация нередко складывается наоборот: человек бросается в гущу мечущихся зверей, подтянутых аломаном к борту судна, и начинает их всячески успокаивать, например поглаживать. Это приводит к желаемому результату и предотвращает их возможные травмы, запутывание в сети и т.п. Удивительна терпеливость этих животных и к всевозможным экспериментальным воздействиям вплоть до хирургических операций, переносимых без каких бы то ни было признаков агрессивности к человеку, причиняющему зверю боль. А ведь в природе дельфины умеют постоять за себя даже против таких страшных хищников, как акулы. Не загадка ли это?
Интеллект
Размер мозга дельфинов в соотношении с размером их тела гораздо больше, чем у наших ближайших родственников – шимпанзе, – а их поведение указывает на высокую степень умственного развития.
Мозг взрослого дельфина весит около 1700 граммов, а у человека - 1400. У дельфина в два раза больше извилин в коре головного мозга.
По последним научным данным когнитивной этологии, зоопсихологии, дельфины не только имеют «словарный запас» до 14000 звуковых сигналов, который позволяет им общаться между собой, но и имеют самосознание, «социальное сознание» (social cognition) и эмоциональное сочувствие, готовность помочь новорожденным и больным, выталкивая их на поверхность воды.
Сигналы
Дельфины имеют систему звуковых сигналов. Сигналы двух типов: эхолокационные (сонарные), служат животным для исследования обстановки, обнаружения препятствий, добычи и «щебеты» или «свист», для коммуникации с сородичами, также выражающие эмоциональное состояние дельфина.
Сигналы испускаются на очень высоких, ультразвуковых частотах, не доступные человеческому слуху. Звуковое восприятие людей находится в полосе частот до 20 кГц ( музыканты могут различать до 40 кГц), дельфины используют частоту - до 300 кГц!
Сегодня в «речи» дельфинов ученые уже насчитали 186 разных «свистов». У них примерно столько же уровней организации звуков, сколько и у человека: шесть, т.е. звук, слог, слово, фраза, абзац, контекст, есть свои диалекты.
В 2006 году коллектив британских исследователей из Сент-Эндрюсского университета провел ряд экспериментов, результаты которых позволяют предположить, что дельфины способны к присваиванию и распознаванию имён
В настоящее время ряд ученых работают над расшифровкой сложных сигналов при помощи прибора CymaScope, сконструированного в этих целях британским инженером-акустиком Джоном Стюартом Рейдом (John Stuart Reid).
Дельфинов используют в пет-терапии для лечения людей при помощи ультразвукового сонара.
Чтобы увидеть предмет в темноте, мы включаем лампу или фонарь и освещаем его. Примерно так же поступают дельфины, только используют для этого не свет, а звук. Звук позволяет дельфинам оставаться зрячими на большой глубине и даже в мутной воде.
Давно известно, что всю совокупность отраженных звуковых сигналов дельфины воспринимают не как набор звуков, каждый из которых нужно проанализировать в отдельности, а как графическое изображение. То есть, включая свой “звуковой фонарик”, они получают не звуковой хаос, а четкие очертания окружающих предметов.
Недавно американские исследователи Джек и Донна Кассевиц (Jack Kassewitz, Donna Brewer Kassewitz) выяснили, что те сигналы, которые дельфины используют не для эхолокации, а для общения между собой, тоже воспринимаются ими не как линейная последовательность звуков, а как графическая модель, своего рода иероглиф.
Джек записывает сигналы, издаваемые дельфинами в самых разнообразных ситуациях. Он ищет закономерности. Быть может, важным шагом на этом пути окажется оригинальная технология превращения звука в картинки.
Недавно Кассевиц договорился с британским инженером-акустиком Джоном Стюартом Рейдом (John Stuart Reid) об использовании для расшифровки сигналов дельфинов необычного прибора CymaScope. Данный прибор является единственным в мире серийным аппаратом, способным визуализировать звуковое поле.
С точки зрения Джона, распространяющийся звук следует рассматривать не просто как волны, а как расширяющийся “голографический” пузырь. С голографией тут аналогия такая: каждая молекула газа или жидкости, до которой дошли колебания, сама является источником волн и “содержит” всю информацию о звуке. То есть, поместив в эту точку микрофон, можно восстановить полную пространственную картину распространения звуковых колебаний. Для звуков с частотой 20 Гц – 20 кГц этот голографический пузырь имеет приблизительно сферическую форму, а вот на более высоких частотах превращается в конус или луч звукового “прожектора”, при помощи которого дельфины обнаруживают объекты в воде. Но тот же самый звуковой луч может служить у дельфинов и средством связи. Всё зависит от характеристик издаваемых щелчков и свистов. Уже ясно, что какая-то их часть нужна для локации, некоторые из них являются чем-то вроде имён, но отдельная категория – это слова языка. Причём язык этот дельфины воспринимают не совсем так, как мы. Они скорее видят его слова как картинки, полагает американский биолог.
Однако последовавшие за этим открытием публикации о том, что у дельфинов обнаружена письменность, вряд ли можно воспринимать всерьез. Ведь письменность - это возможность отображать и хранить информацию, записанную при помощи условных символов на внешних носителях (начиная от петроглифов на камнях и заканчивая файлами в компьютерах). Что касается дельфинов, речь не может идти о каких-либо иных носителях информации, кроме их собственного мозга. То есть в вопросах хранения накопленной информации дельфины могут полагаться только на собственную память.
Однако, в связи с этим можно выдвинуть гипотезу, что память дельфинов устроена не совсем так, как память человека, а скорее так, как устроена память компьютера. То есть хранящиеся в ней “файлы” не стираются с течением времени, а хранятся на протяжение всей жизни дельфина, и что эта “база данных” пополняется из поколения в поколение. Такое устройство памяти дало бы возможность дельфинам создавать собственный информационный фонд, не используя никаких внешних носителей информации. То есть мозг каждого дельфина являлся бы частью их общей “библиотеки”, в которой могло бы храниться все от “сказок, легенд и преданий древних дельфинов” до “последних дельфиньих новостей”.
Конечно, это всего лишь довольно фантастическая гипотеза, пока не подкрепленная никакими фактами. Однако ужасно хотелось бы, чтобы это было именно так! Представляете, сколько интересного могли бы нам рассказать дельфины, когда нам удалось бы наконец расшифровать их язык!
Физиология
Период беременности дельфинов — 10—18 месяцев. Самка дельфина обычно приносит одного детёныша в 50-60 см длиной и некоторое время заботливо его охраняет. Растут дельфины, по-видимому, медленно, и продолжительность их жизни должна быть довольно значительна (20-30 лет). В некоторых случаях учёные наблюдали, что детёныши совсем не спят первый месяц жизни, вынуждая и самок быть активными всё это время. В 1970-х гг. группа учёных Утришской морской станции ИПЭЭ открыла у дельфинов необычный характер сна. В отличие от других изученных на тот момент млекопитающих, в состоянии медленного сна у них попеременно находится только одно из двух полушарий мозга. Пожалуй, главная причина этого — в том, что дельфины вынуждены время от времени подниматься к поверхности воды для дыхания.
Необъяснимой долго оставалась большая скорость движения дельфинов - до 40 км в час, - которую они в своей родной стихии, обгоняя подчас многие быстроходные суда. Известный специалист по биомеханике профессор Грей подсчитал, что что при том огромном сопротивлении, которое оказывает вода движущемуся в ней физическому телу, дельфин должен был бы обладать как минимум в 7 раз более мощной мускулатурой, чтобы развить в воде такую скорость. Попытка объяснить это противоречие, получившее известность как “парадокс Грея”, была принята еще Максом Крамером, показавшим, что все дело здесь заключается, по-видимому, в очень эластичной коже дельфина, которая предотвращает турбулентность обтекающего его тело водного потока. Все корабли при своем движении в воде создают вихри, на что уходит много энергии. Дельфин не создает завихрений. Он как бы ввинчивается в воду своим хорошо обтекаемым сигарообразным телом, легко проскальзывая между ее слоями. При этом кожа его, каким-то образом взаимодействуя с водой, предотвращает турбулентные завихрения и кавитацию, обеспечивает максимальную ламинарность обтекания. Мечта кораблестроителей - создать покрытие для кораблей наподобие эластичной кожи дельфина: ведь это сулит увеличение скорости судов при той же их мощности. Но в чем же секрет дельфиньей кожи? Совсем недавно группа советских ученых - В. Е. Соколов, В.В. Бабенко, Л.Ф. Козлов, С. В. Першин, А. Г. Томилин, О. Б. Чернышов - получила диплом на открытие, объясняющее роль живой дельфиньей кожи в обеспечении быстроходности дельфина.
Очередной рекорд дельфины держат по способности нырять на большие глубины до 300 м и без всяких признаков кессонной болезни. Известно, что давление воды с глубиной возрастает примерно на 1 атм через каждые 10 м. Поэтому у водолазов при глубоководных погружениях в крови расстворяется большое количество компонентов дыхательной смеси из числа инертных газов (азот и др.), не поглощаемых организмом и проникающих в кровь из легких. При быстром возвращении водолаза на поверхность растворенные в крови газы не успевают выводиться из организма, отчего кровь человека “закипает” от множества пузырьков, как “закипает” шампанское при откупоривании бутылки. Достаточно одному из пузырьков закупорить ответственный кровеносный сосуд, питающий важный участок мозга, - и исход кессонной болезни может быть роковым для водолаза.
Как удается дельфину не заболеть кессонной болезнью, стремительно вынырнув с большой глубины? Как ему удается не дышать под водой так долго? Но эти “достижения” дельфинов ничто в сравнении с рекордами их ближайшего родственника - кашалота. В поисках глубоководных кальмаров, которыми кормится, он заныривает в морскую пучину на целый километр! На этих глубинах не раз находили трупы кашалотов, запутавшихся в разорванных ими межконтинентальных телефонных кабелях, проложенных по дну океана. По-видимому, кашалоты принимали их за щупальца кальмаров и, вступив с ними в “схватку”, погибали, плененные кольцами металлических “щупалец”.
На глубине 1000 м на на каждый квадратный сантиметр поверхности погруженного в воду тела действует сила в 100 кг. Окажись там человек-ныряльщик без всяких защитных приспособлений ( то есть в условиях кашалота), он был бы немедленно убит этим чудовищным давлением, получив смертельную баротравму, как говорят водолазы.
Не удивительно ли, что кашалот способен выдерживать такое чудовищное давление! Не менее удивительно, что кашалот проводит на таких фантастических глубинах до полутора и более часов. Задержка дыхания всего лишь на одну минуту под силу далеко не каждому из нас. Профессиональные ныряльщики - искатели жемчуга - способны находиться под водой не более 8 мин. Как же дельфину и тем более кашалоту удается не задохнуться от недостатка кислорода, находясь под водой столь длительный срок - от 15 мин до 1,5 ч?
Американский физиолог Риджуэй и другие показали, что эритроциты китообразных обладают свойством связывать кислород в значительно больших объемах, чем у наземных зверей. А главное, оказалось, что свойством аккумулировать (запасать) кислород обладают у китообразных не только эритроциты, но и все мышцы тела, точнее, мышечный белок - миоглобин, аналогичный в этом смысле гемоглобину эритроцитов. После каждого глубоководного заныривания кашалот долго лежит на поверхности, чтобы как следует отдышаться и хорошо запастись кислородом впрок для очередного посещения своей глубоководной столовой.
Что касается кессонной болезни, то ее отсутствие у дельфинов и кашалотов, как считается, связано с тем что под воду они ныряют со сравнительно небольшим запасом воздуха в легких в отличие от водолаза-глубоководника, который дышит под водой сжатым воздухом, специально доставляемым в его дыхательные пути. Поэтому считается, что в крови дельфинов и кашалотов растворяется мало азота и при быстром выныривании “эффект шампанского” не возникает. Имеются, однако, данные, что профессиональные ныряльщики за жемчугом нередко заболевают кессонной болезнью, известной у них под термином “таравана”.
Таким образом, надо сказать, что многие раскрытые наукой приспособления китообразных не могут все же полностью объяснить удивительной способности этих животных к глубоководному погружению.
Проблема пресной воды - очередная загадка дельфинов. Все живущие на земле гибнут от отсутствия пресной воды гораздо раньше, чем от голода. Как же обходится без воды дельфин? Может быть, он, как считают некоторые, довольствуется пресной водой, получаемой им из рыбы? Не исключена такая возможность, что сильно развитая почка дельфина действует как опреснитель морской воды. Американцы Х. Коломб, С. Риджуэй и В. Эванс обнаружили, что в выдыхаемом воздухе у дельфинов содержится значительно меньше водяных паров, чем в выдыхаемом воздухе у наземных животных и даже менее, чем их содержится во вдыхаемом дельфинами воздухе. Это, безусловно, можно рассматривать как пример жесткой экономии пресной воды организмом дельфина, но вряд ли можно считать, что дельфин довольствуется таким способом пополнения запасов воды для нужд своего организма.
Как мы видим, дельфин задал человеку много любопытных вопросов, ответы на которые сулят быть не только интересными для науки, но и практически полезными.
