Загадка дыхания дельфинов. Как дельфины спят? Правда и выдумки о сне дельфинов Как дышат дельфины под водой во время
Дельфины это уникальные животные обитающие на морях и океанах. Они являются дальними сородичами китообразных морских животных, только они относятся к семейству дельфиновых.
Благодаря своей весьма изящной форме и гладкой поверхности тела, дельфин способен развить скорость около 50 км/ч, что является очень высокой скоростью.
Люди и дельфины
Ни для кого не секрет, что дельфины считаются самыми умными морскими млекопитающим. Свой ум и сообразительность дельфины проявляли в тех случаях, когда это требовала ситуация, например, при спасении людей, которые потерпели кораблекрушение и не давая человеку погибнуть в море.
Поэтому, большинство ученых которые изучают жизнь и поведение дельфинов полагают, что у дельфинов очень высоко развит ум и интеллект. И умнее дельфинов только люди.
Стоит отметить тот факт, что дельфины имеют родственную связь с самыми опасными и огромными представителями океана, китами и касатками.
Достоверно известно, что в природе существует порядка 50 различных видов дельфинов. Однако самую большую популярность и известность вида имеет дельфин афалина.
Именно дельфин алафина люди чаще всего упоминают в беседах. При этом, данный вид животных из-за своей сообразительности и ума можно быстро их приручить.
Поэтому, именно афалины чаще всего снимают для различных кинофильмов, а так же этот вид дельфинов оказывает хорошее воздействие на детей, которые имеют различные заболевания неврологического характера.
Дельфин – описание и фотографии. Как выглядит дельфин?
Многие люди считают, что дельфин это рыба, но это совершенно неверная позиция, потому как дельфин это морское млекопитающее.
Практически все виды дельфинов имеют удлинённое и гладкое тело, длина некоторых особей может достигать около 5 метров, при этом голова животного воедино соединена с телом и имеет небольшой размер, в конце головы имеется пасть в виде клюва.
В пасти дельфина располагаются от 75 до 100 небольших зубов, имеющих форму конуса, при этом практически все зубы имеют небольшой уклон во внутрь пасти, это необходимо для того, чтобы пойманная рыбешка не ускользнула из пасти дельфина.
Практически все виды дельфинов имеют спинной плавник, который выступает над водой. Более того, по этому плавнику можно определить какой вид дельфина находится в воде.
Как дышат дельфины?
Поскольку дельфины считаются дальними сородичами китов, то они так же способны находиться под водой длительное время, так как дыхательные пути животного закрыты.
Однако, дельфины периодически все-таки всплывают на поверхность, чтобы сделать несколько вдохов.
Есть ли уши у дельфина?
Физиологически от природы у дельфина не имеется ушей, однако это не означает о том, что они не имеют слуха. Он безусловно имеется.
Но работа органов слуха дельфинов работает немного по другому принципу, не такому как у многих млекопитающих животных.
У дельфина все звуки и изначально принимает внутреннее ухо, далее сигнал поступает в так называемые воздушные подушки, которые расположены в лобной части головы животного.
Однако, у дельфинов очень хорошо развита эхолокация, которая дает возможность точно и без ошибок определять расстояние до различных объектов, определять их размеры, а так же свое место расположение.
Следует отметить, что дельфин способен улавливать самые ультра тонкие звуки на расстоянии десятки километров.
Как спят дельфины?
Что касается сна этих животных, то здесь имеется один весьма интересный факт. Дело в том, что физиологически дельфины не могут впадать в сон полноценно. Тем не менее они все таки отдыхают.
Процесс этот выглядит следующим образом, дельфины в полуотключенном состоянии находятся в воде и лишь иногда всплывают на поверхность для дыхания.
В процессе бодрствования дельфины отключают по очереди левое и правое полушарие мозга. Таким образом одна часть мозга находится в работе, а другая часть полностью погружена в спячку.
Где обитают дельфины?
Дельфины приспособлены жить практически в любой части земного шара, за исключением пожалуй Арктики и Антарктики.
Однако, основные места обитания это моря и океаны, так же возможно обитание дельфинов в пресноводных амазонских водах, где обитает речной амазонский дельфин.
Эти животные предпочитают простор и легко могут преодолевать довольно большие расстояния.
Язык дельфинов
Как правило, все виды дельфинов живут в больших стаях, где может быть от 10 до 120 животных, что дает им надежную защиту от многочисленных врагов.
Стоит отметить, что внутри каждой стаи не бывает никаких конфликтов за лидерство и прочее. Между собой дельфины общаются исключительно используя различные сигналы и звуки.
При этом само общение может состоять из: свиста, щебета, лая, щёлканья. При этом частота голосов дельфина может иметь диапазон от низкочастотного до ультразвукового сигнала.
Однако дельфины способны связывать между собой различные сигналы и звуки в необходимую информацию, которую они способны передавать на очень большие расстояния.
Чем питаются дельфины?
Основу меню в рационе питания дельфинов является только рыба, однако наиболее лакомая для их рыба это анчоусы и сардина.
Но дельфины охотятся стаей сообща, они используют свои определенные звуки заставляют всю рыбу сбиться в один большой косяк. После чего дельфины по очереди атакуют косяк с рыбой. Это весьма эффективный способ охоты за добычей.
Размножение дельфинов, детеныши дельфинов
Дельфины в отличие от многих других млекопитающих животных не имеют определенного брачного периода, поэтому они могут размножаться практически в любую пору. Спаривание с самкой занимается вожак стаи.
Период беременности самки может длиться около 5 месяцев, как правило, она протекает весьма затруднительно. В таком положении самка теряет свою ловкость и скорость, она становится медлительной и неуклюжей, в результате чего она становится легкой добычей для врагов.
Самка дельфина способна воспроизвести одного дельфина за два года.
При рождении маленький дельфиненок имеет длину около 0,5 метра, его рождение происходит на плаву и уже с первых секунд жизни малыш способен плыть вместе с матерью.
Малыши дельфина питаются в основном молоком матери, в результате этого они весьма стремительно набирают вес и рост. Малыш будет питаться молоком до того, как ему исполнится полтора года, именно в этот период малыш начнет питаться рыбой самостоятельно.
Все заботы по воспитанию малышей берут на себя матери, а вот самцы участия в этом не принимают.
Фото дельфинов
Величина тела дельфина около 160-260 см. Самцы, примерно, на 10 см длиннее самок. Дельфины очень стройные, в отличие от других представителей китообразных, а клюв у них длинный. Зубы острые и многочисленные толщиной 2-З мм. Сверху и снизу по 40-55 пар. На нёбе находится два продольных желоба. Цвет кожи спины и всех плавников темный, почти черный, и лишь брюхо белое.
Обитают дельфины в воде, но они не рыбы. Это млекопитающие и им жизненно необходим воздух. Дышат дельфины легкими, а не жабрами. Под водой дельфины могут находиться в среднем около 3-5 минут, после чего возникает необходимость вынырнуть и произвести дыхательный акт. Долгое время ученые не могли решить вопрос о том, как дельфин спит. Ведь в море легко можно утонуть, или оказаться жертвой других хищников. Но оказалось, что сон дельфина на сон обыкновенных животных совсем не похож. Во время сна дельфина одно полушарие отдыхает, а другое - бодрствует. Так, дельфин, полноценно отдыхая, постоянно контролирует ситуацию.
Дельфины способны издавать около десяти разных звуков, похожих на свист, лай, щелканье и др. Диапазон звуковых частот дельфинов находится между 3000 и 200000 Гц. Поэтому они могут общаться на обычных, и даже на ультразвуковых волнах. Когда дельфины начинают лаять - они сердиты. Протяжный унылый свист, который переходит в высокий и мелодичный - означает, что дельфины зовут на помощь.
У дельфинов уникальный слух, действующий по принципу эхолокатора. Дальность предмета, его форму, размеры дельфины могут определять по отраженным звукам. В окружающем пространстве дельфины ориентируются за счет слуха гораздо больше, чем за счет своего зрения. И это полностью оправданно, так как видимость в воде не очень высока.
Средняя крейсерская скорость дельфинов 35 км/ч, а когда они оседлывают корабельные волны возле носа скоростного судна, то достигают скорости даже более 60 км/ч. Прыгают они "свечкой" высотой до 5 м, а длиной до 9 м.
Питаются дельфины стайной рыбой, головоногими моллюсками и реже ракообразными. На протяжении дня взрослый дельфин съедает до 30 килограмм живой рыбы. Такое количество пищи необходимо для того, чтобы в любой воде, и даже очень холодной, поддерживать постоянной температуру тела, которая у них достаточно высокая, ведь дельфины теплокровные млекопитающие.
Живут дельфины стаями. Дельфинята рождаются примерно раз в два года. Во время родов дельфиниха старается высоко выпрыгнуть из воды, чтобы малыш смог сделать свой первый вдох. Дельфины являются очень трогательными родителями, опекающими своих малышей около пяти лет. Но, даже, достигнув половой зрелости, детеныши по-прежнему остаются сильно привязанными к матери, и стараются следовать за ней повсюду. Живут дельфины почти 30 лет.
Подобно всем млекопитающим, дельфины дышат воздухом. Воздух входит и выходит в основном через дыхало, расположенное в верхней части головы. Мы не видели ни одного животного, которое дышало бы ртом. Однако мы получили данные, что дельфины могут выпускать воздух из легких через рот и даже издавать при этом звуки ртом в воздушной среде.
Путь воздуха от дыхала к легким довольно сложен. Дыхало расположено непосредственно перед лбом животного. Впереди дыхала находится большой лобный выступ, лежащий на верхней челюсти и состоящий из сети коллагеновых волокон, заполненной жировой тканью.
Таким образом, истинный лоб животного скрыт за дыхалом и расположен далеко позади выступающего внешнего «лба». (Ф. Дж. Вуд высказал предположение, что лобный выступ может функционировать как звуковая линза.)
Дыхало дельфина соответствует носу человека, с той разницей, что оно сдвинуто по направлению ко лбу и повернуто отверстием вверх. У края дыхала имеется язык ("носовой" клапан) и своя передняя наружная «губа», движением которых животное управляет примерно так же, как мы управляем движениями наших губ и языка. В самом дыхале ниже первых двух воздушных мешков, над нижними воздушными мешками, расположены две внутренние «губы», регулирующие просвет дыхательных путей; особенно широко они открыты во время выдоха и вдоха. Функция воздушных мешков и «губ», по-видимому, состоит в том, чтобы:
1) собирать воду, входящую через открытое дыхало в конце вдоха,
2) изгонять эту воду при закрытых нижележащих сфинктерах,
3) хранить запас воздуха и перегонять его из мешка в мешок, чтобы издавать звуки в воде или в воздушиой среде.
Когда животное хочет издать звуки в воздушной среде, оно может выдуть воздух через дыхало, пропуская его между «языком» и наружной «губой». Оно может также открыть наружный клапан дыхала и «губу» и использовать внутренние «губы» - при этом возникают громкие звуки, напоминающие вой сирены и крики толпы на стадионе. Очевидно, оно может также использовать мешки и «губы» для свиста.
Во время вдоха и выдоха вся эта система широко открыта выше того места, где воздухоносные пути разделяются надвое костной перегородкой. Во время вдоха носоглоточный сфинктер, по-видимому, удерживает гортань (однако это еще не доказано).
Сама гортань открывается, а черпаловидные хрящи отходят друг от друга. Тем самым создается канал для прохождения воздуха через глотку в трахею. Черпаловидные хрящи гортани могут перекрывать воздухоносные пути, отделяя трахею от верхнего носового хода.
Гортань может быть полностью отделена и от носоглотки при помощи мышц глотки, прикрепляющихся к подъязычной кости. При этом она будет опускаться и изгонять воду из верхних отделов бронхиального дерева и трахеи в рот. Однако обычно при дыхании и фонации гортань соединяется с носоглоткой.
Что происходит с гортанью во время глотания, пока не известно. Считают, что ее продолжает удерживать носоглоточный сфинктер. Я же предполагаю, что гортань освобождается из сфинктера и лежит, уплощенная, на дне глотки в течение всего акта глотания. Черпаловидные хрящи очень велики и имеют длинные отростки, которые соприкасаются друг с другом по средней линии. Может быть, именно эти отростки черпаловидных хрящей обусловливают короткие звуки дельфиньего сонара, напоминающие скрип двери, а также «человекоподобные» звуки. Однако это еще надлежит выяснить.
Трахея у дельфина широкая и короткая; трубка от респиратора (диаметром 2,8 сантиметра) как раз соответствует ее диаметру. Мы установили, что длина трахеи составляет всего лишь 5 сантиметров и что она делится на три (или даже на четыре) крупных бронха, которые почти сразу разветвляются на более мелкие. Стенки трахеи и бронхов (за исключением бронхиол) снабжены хрящевыми кольцами. Когда режешь легкие ножом, чувствуешь довольно-таки сильное сопротивление этой хрящевой ткани. Альвеолы у дельфина гораздо крупнее, чем у человека, имеют в диаметре 1–3 миллиметра и хорошо видны невооруженным глазом. По-видимому, вся дыхательная система приспособлена для чрезвычайно быстрого опорожнения и наполнения легких. Активная фаза дыхательного акта длится всего лишь 0,3 секунды. За этот короткий промежуток времени животное выдыхает, а затем вдыхает 5-10 литров воздуха.
При прохождении воздуха через дыхательную систему во время активной фазы, очевидно, возникает очень много завихрений, что обеспечивает полное перемешива ние газов, возможно даже в альвеолах. Между активными фазами существует довольно большой промежуток времени, в течение которого в крупных альвеолах жи вотного происходит обмен газов путем диффузии. Обычно этот промежуток составляет приблизительно 20 секунд.
Ученые неспроста называют интеллектуалами моря. И дело совсем не в том, что мозг весит больше, чем мозг человека. Ученые определили – дельфины придумывают себе , знают, как зовут сородичей. Более того, они способны разговаривать о ком-то третьем, называя его по имени. На никто, кроме человека такими возможностями не обладает.
Кроме того, исследования показали, что язык дельфинов, как и человеческий, подразделяется на звуки, слоги, слова, предложения простые и сложные и абзацы.
В том, что касается , дельфины намного превосходят людей. Они могут вести диалог, будучи в километре друг от друга. А в случае необходимости способны услышать другого и за 20 км.
Тело дельфина чрезвычайно функционально. Передние плавники выполняют функции руля, а задний действует как гребной винт. Они способны развивать скорость 60-65 км/час.
Парадокс Грея, и не только
.
С высокими скоростными возможностями дельфинов связан известный «парадокс Грея».
Профессор Грей, специалист по биомеханике, подсчитал: чтобы развивать столь значительные скорости при том сопротивлении, которое вода оказывает любому движущемуся предмету, дельфины должны быть раз в 7 сильнее.
Объяснить парадокс Грея попытался Макс Камерон. Он считал, что все дело в эластичной коже дельфина. Известно, что все объекты при движении в воде, создают вихревые потоки, на погашение которых уходит много энергии.
Дельфин не создает вихревых потоков, он как бы ввинчивается в воду. А его кожа обладает уникальными свойствами - она саморегулируется, и может в любой момент изменять свою упругость на каком либо участке тела. При взаимодействии с водой эти свойства способствуют приглушению турбулентности непосредственно рядом с телом животного.
Позже профессор Хагивара, сотрудник Киотского Института Технологий, выяснил, что весь наружный слой кожи дельфинов полностью обновляется каждые два часа. Проведенные испытания позволили установить, что частицы сбрасываемого слоя кожи разрушают образующиеся вихревые потоки и приглушают турбулентность воды. Но даже это не способно однозначно объяснить, почему дельфины способны развивать такую высокую скорость.
В конце концов, выяснилось, что Грей все же ошибался, и дельфины сильнее, чем он думал. Например, у бутылконосого дельфина удар хвоста в 10 раз мощнее, чем это предполагалось ранее.
Дельфины могут также, довольно глубоко нырять. Тренированная атлантическая афалина способна погружаться на глубину до 300м и оставаться под водой в течение 12-15 минут.
Как же животное, которое дышит кислородом, может обходиться без него столь долго? Оказывается, ткани тела дельфина способны накапливать кислород. В случае необходимости, организм животного использует эти ранее накопленные запасы.
Любое живое существо нуждается в отдыхе для восстановления сил организма. Так задумано самой природой. Сон необходим всем - птицам, млекопитающим, любым животным высшего порядка, к которым относимся и мы - люди. Мы с вами привыкли ассоциировать сон с состоянием полного расслабления и неподвижности. Именно так спят практически все представители высокоорганизованной сауны.
Для львов характерно спать на спине большую часть суток. Слонам в Африке свойственно дремать стоя на протяжении двух-трех часов. Длинноногие жирафы для отдыха сворачиваются калачиком.
Но как спит дельфин? Ведь никто и никогда не видел его неподвижным. Эти удивительные животные всегда перемещаются в водном пространстве с необычайной легкостью и грацией. Создается впечатление, что они бодрствуют круглосуточно, и сонное состояние им не свойственно в принципе.
Но данное предположение неверно, что наконец-то доказано современными научными исследованиями.
Как устроено дыхание у дельфинов?
Мы, люди, над своим дыханием вряд ли когда-либо задумываемся - для нас этот процесс является естественным. Но у дельфинов все немного сложнее. Через каждые 5 или 10 минут любой из дельфинов нуждается во всплытии на поверхность для пополнения кислородного запаса, что предполагает слаженность работы мышц и головного мозга.
Все давно знают что дельфин - не рыба, а самое настоящее млекопитающее. Причем они считаются вторичноводными млекопитающими. То есть предки их первоначально существовали в водной стихии, но с течением времени освоили сушу и смогли дышать при помощи легких. Причины, по которым подобные животные возвращаются в водную стихию, ученым неизвестны.
Такие млекопитающие, не в пример рыбам, не имеют органов или приспособлений, позволяющих дышать под водой. То есть жабрами они не обладают. Чтобы запастись воздухом для дыхания, дельфину необходимо всплыть на поверхность.
Органы дыхания дельфинов
Следовательно, ведя жизнь морского обитателя, дельфин продолжает дышать легкими. У него имеется специальный клапан, который дельфин открывает, приближаясь к водной поверхности. Совершив выдох и вдох, животное закрывает клапан и уносит свежую порцию кислорода под воду. Данный процесс достаточно сложен для организма и практически невозможен в сонном состоянии.
Впрочем, полученной порции воздуха хватает, как было сказано выше, на целых пять-десять минут. Многие годы биологов занимал вполне очевидный вопрос - как спит дельфин в таком режиме, ведь промежутки времени через которые это млекопитающее должно всплывать, чтобы получить порцию атмосферного кислорода, достаточно коротки.
Вопросы, вопросы...
Было выдвинуто множество версий. Самая экстремальная из них утверждала, что дельфины и вовсе не нуждаются во сне, то есть никогда не пребывают в данном состоянии. По другой теории, им присущ кратковременный отдых между всплытиями на поверхность.
А спят ли дельфины вообще? Долгое время этих животных считали сомнамбулами, отдыхающими в состоянии напряжения мышц и с открытыми глазами. Полагали также, что им свойственны периоды сна в короткие промежутки между вдохом и выдохом, а пробуждаются они от химических изменений состава припасенной порции кислорода.
Часть ученых приписывали дельфинам автоматизм действий, словно лунатикам. Чтобы определить истинное положение дел, были организованы исследования, в которых предполагалась регистрация биотоков дельфиньего мозга.
Как спит дельфин - слово науке
Процедура эта весьма непростая. Животных потребовалось поместить в бассейн, в мозг им вживляли электроды. Запись подаваемых сигналов осуществлялась при помощи радиоволн, что давало возможность дельфинам вести привычный образ жизни.
Работа велась на черноморской биостанции исследователями из Академии Наук. Чтобы узнать, наконец, как спят дельфины, советские ученые А. Я. Супин и Л. М. Мухаметов, представители ИЭМЭЖ (Института эволюционной морфологии и экологии животных) организовали наблюдение за млекопитающими, которое осуществлялось как в вольерах, так и в открытом бассейне.
Для вживления в мозг электродов выбрали несколько экземпляров афалин и азовок. Животным дали возможность привычно резвиться, во время чего с помощью радиосигнала велась запись электроэнцефалограммы мозга. Полученный рисунок давал возможность проследить за активностью каждого из его полушарий.
Что же получилось?
Итогами исследования ученые были просто-напросто шокированы. Выяснилось, что полное погружение в сон дельфинам не свойственно. То есть мозг их остается активным непрерывно. Открытием стало то, что его полушария в буквальном смысле спят по очереди. Каждое из них получает порцию полноценного нормального сна в течение примерно 6 часов на протяжении суток. С интервалом в час или полтора происходит замена, когда в сон погружается противоположное полушарие.
Интереснее всего то, что во время такого сна дельфин может вести себя, как ни в чём ни бывало - плавать, охотиться и так далее. Так что определить невооруженным глазом, спит в настоящий момент данная особь или нет, сторонним наблюдателям вряд ли представляется возможным.
Как спит дельфин - глаза открыты или нет?
Почти все, и люди, и животные, во сне глаза закрывают. А как обстоит дело с дельфинами? В полном соответствии с поочередными бодрствованиями каждого из полушарий! То есть, один глаз у спящего дельфина всегда закрыт.
Почему дельфины спят с одним открытым глазом? Ещё до исследования многие обращали внимание на то, что один глаз у дельфинов часто бывает закрыт, но связать это со сном никто прежде не догадывался. Таким образом, в результате исследования родилась самая настоящая научная сенсация.
Оказывается, природой дельфинам была подарена поистине волшебная возможность одновременного отдыха и бодрствования. То есть полного и глубокого сна, как у других млекопитающих - с отключением обоих полушарий мозга - у дельфинов никогда не происходит.
Как это выглядит
Теперь мы с вами понимаем, как спит дельфин. Каждое из полушарий поочередно несет свою вахту. Затем они меняются местами. Активное полушарие погружается в сон, противоположное начинает бодрствовать. Когда же стадия сна у дельфина проходит, оба полушария включается в работу.
Данный эволюционный механизм предусмотрен природой с целью выживания вида. Постоянно бодрствующее одно из полушарий решает вопрос доставки к мозгу кислорода и предупреждает опасность захлебнуться.