Ник Пайенсон - Наблюдая за китами [Прошлое, настоящее и будущее загадочных гигантов]

Мы с Джереми хватались за каждую возможность, как будто она была последней, и ныряли в этот жуткий театр разделочных ножей и стальных тросов, чтобы сфотографировать расположение конкретной мышцы или взять образец. Каждый раз мы намечали себе только один объект: то складчатый горловой мешок, то строение нёба. Каждая туша, поднятая на платформу, давала новую возможность сделать открытие: в 20 метрах кита нет ничего неинтересного . Крупные киты не похожи на небольших дельфинов, которых можно вскрыть контролируемым образом в лаборатории с помощью обычных инструментов. Почти каждый раз, когда мы вскрывали финвала в Хваль-фьорде, у нас была возможность ответить на какой-нибудь базовый вопрос о внутреннем строении этих огромных животных, ведь у сравнительных биологов вроде нас никогда не было на это ни времени, ни возможности.

Многое из того, что мы обрабатывали и наблюдали, никогда даже не упоминалось в опубликованной литературе [207] Подробнейшие материалы по исследованию анатомии китов на материалах китобойного промысла, в том числе с объяснением механизма регуляции различных органов, приводились в монографиях советских исследователей С. К. Клумова, С. Е. Клейненберга, А. Г. Томилина, В. А. Земского, М. В. Ивашина, А. В. Яблокова, В. М. Бельковича, А. А. Берзина и др. К сожалению, из-за языкового барьера их труды остались практически неизвестными для западных ученых. — Прим. науч. ред. . Лучшим монографиям об анатомии китов уже более 100 лет, и по ним можно лишь приблизительно ориентироваться в строении лежащего перед вами гиганта [208] H. von W. Schulte, «Anatomy of a Foetus of Balaenoptera borealis », Memoirs of the American Museum of Natural History (New Series) 1, part 6 (1916): 389–502. . Разглядывая, как мышцы соединяются с костями или как нервы проходят под жировой тканью, мы щелкали фотоаппаратами или строчили в заляпанных китовым жиром блокнотах. Каждая страница таких изображений, измерений и заметок чуть приподнимала завесу тайны над строением этих животных. Отложив на минуту китовые челюсти и головы, мы наугад заглядывали в грудную полость финвала и часто в буквальном смысле нащупывали вопросы, для ответа на которые каждый раз пришлось бы писать диссертацию. К примеру, легкие кита занимают верхнюю часть грудной клетки, как пузырь верхнюю часть бутылки вина. Какой объем воздуха необходим, чтобы наполнить эти легкие? Как быстро они наполняются? [209] Marina A. Piscitelli et al., «Lung Size and Thoracic Morphology in Shallow- and Deep-Diving Cetaceans», Journal of Morphology 271, no. 6 (2010): 654–73. Ответы до сих пор не найдены, а ведь от этого зависит, как долго кит может находиться под водой, сделав один вдох, от чего, в свою очередь, зависит то, как долго он может кормиться [210] A. Acevedo-Gutierrez, D. A. Croll, and B. R. Tershy, «High Feeding Costs Limit Dive Time in the Largest Whales», Journal of Experimental Biology 205, no. 12 (2002): 1747–53. .

Или взять сердце — почему кровь, поступающая в мозг кита, проходит не через сонную артерию, как у любого другого млекопитающего, а через так называемое чудесное сплетение — сеть мелких сосудов, расположенных в шейных позвонках? [211] M. A. Lillie et al., «Cardiovascular Design in Fin Whales: High-Stiffness Arteries Protect Against Adverse Pressure Gradients at Depth», Journal of Experimental Biology 216, no. 14 (2013): 2548–63. А почему диафрагма кита — мышечный слой, отделяющий грудную полость от желудочной, — ориентирована диагонально относительно тела?

Мы делали поперечные срезы ласт или хвостовых плавников и находили артерии, заключенные в розетку вен, — классический признак противоточной системы обмена [212] Per Fredrik Scholander and William E. Schevill, «Counter-Current Vascular Heat Exchange in the Fins of Whales», Journal of Applied Physiology 8, no. 3 (1955): 279–82; Knut Schmidt-Nielsen, «Countercurrent Systems in Animals», Scientific American 244, no. 5 (1981): 118–29. . Этот биологический механизм широко распространен среди животных, особенно океанических: пингвинов, марлинов, тунцов и китов. По сути, это большая центральная артерия с окружающими ее более мелкими венами, которая позволяет возвращать из конечностей кровь, остывшую во время глубокого погружения (или просто плавания в полярных водах) и нагревать ее артериальной кровью из сердца. Насколько плотными были эти устройства в каждой конкретной части плавника? [213] John E. Heyning and James G. Mead, «Thermoregulation in the Mouths of Feeding Gray Whales», Science 278, no. 5340 (1997): 1138–40. Как они различались у разных особей или у разных видов? Было ли у больших китов больше розеток? Никто этого не знал.

Нашим главным врагом было время: каждый раз у нас было всего несколько часов, чтобы исследовать какую-то часть тела, а потом все попадало в котел. Приходилось каждый раз решать, что сегодня исследовать, откуда брать образцы — не самый простой выбор, когда взбираешься на гору перекатывающейся плоти, чтобы изучать анатомию кита у себя под ногами.

Однажды в конце первого сезона, уже к вечеру, взяв образцы с двух туш, мы с Джереми рассматривали нижние челюсти кита. Обычно их отделяют от черепа в самом начале разделки и оттаскивают к краю платформы металлическими тросами. В челюстях мало мяса и много кости, так что для китобойной компании они не представляют интереса. Но они были важны для нас: наконец-то кости, которые измеряли в Смитсоновском институте, мы могли видеть вместе с плотью, с мышцами, которые крепят их к черепу, и студенистой тканью челюстных суставов.

Челюсти помогают понять, как киты стали такими большими. Именно они определяют, сколько пищи может заглотить кит, а это ключевой фактор не только для достижения большого размера тела, но и для того, чтобы поддерживать его. Стоит отметить, что челюсти усатого кита несколько отличаются от челюстей большинства млекопитающих, у которых правая и левая половины челюсти имеют L-образную форму и соединены жестким хрящом или костью. Челюсти зубатых китов образуют букву V (иногда Y), соединяясь в конце. Там, где они крепятся к черепу, они тонкие и пустые внутри — чтобы там могли разместиться жировые подушки, соединяющие челюсти с ушами и помогающие зубатым китам слышать высокочастотные звуки при эхолокации.

У усатых китов челюсти такие же простые, похожие на бревна, только без зубов. На конце подбородка, где соединяются правая и левая половины, имеется ровная поверхность и небольшая щель — кончик челюстей может немного расходиться, что дает челюстям усатых китов гибкость, почти как у змей, при открывании и закрывании пасти. У усатых китов челюсти служат в первую очередь для кормления, а не эхолокации. Там, где они прикрепляются к черепу, их шаровидные концы покрыты мышечными волокнами, способными выдержать огромное напряжение и крутящий момент. Эта масса мышечных волокон позволяет челюстям полосатика быстро открыться и закрыться в течение одного рывка вверх [214] Paul F. Brodie, «Feeding Mechanics of Rorquals Balaenoptera sp». . Мы с Джереми решили, что, пожалуй, стоит изучить эти челюстные суставы, почти не описанные в анатомической литературе. Мы надеялись придумать какой-нибудь способ взятия образцов для оценки эластичности или определения их микроскопической структуры на гистологическом срезе в лаборатории Боба.