Загадка дыхания дельфинов. Как спит дельфин: интересные факты и фото Как дышат дельфины под водой во время
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.
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.
Дельфины - это удивительные творения, которые относятся к теплокровным млекопитающим животным из отряда китообразных. По праву им присвоено звание самых загадочных существ нашей планеты. Прозвище «Люди моря» свидетельствует о том, что их умственный потенциал велик настолько, что их принято считать самыми умными и сообразительными животными в мире.
Спят ли дельфины?
Сон необходим всем представителям млекопитающий, дельфины не исключение. Однако, сон у этих животных необычный. Множество проведенных наблюдений и исследования биоэлектрической активности мозга позволили представить картину того, как в действительности спят эти удивительные животные.
Чтобы не стать жертвами кровожадных хищников или не утонуть во время сна, эти морские обитатели спят, так сказать, наполовину. Одно полушарие головного мозга отдыхает во время сна, а второе полноценно работает, контролируя все происходящее вокруг, а также отвечая за дыхательную функцию. Собственно, вот почему они спят с одним открытым глазом, когда активно правое полушарие, то левый глаз будет закрытым и наоборот. Подобный сон, как правило, занимает от шести до семи часов в сутки, а с пробуждением животного оба его полушария начинают работать в полноценном режиме.
Как спят дельфины
Несмотря на необычность «половинчатого» сна, морской обитатель проходит через все существующие фазы сна, и при этом обеспечен полноценным отдыхом во время всего сна. Ученые довольно продолжительное время наблюдали за «Людьми моря» и выявили определенные закономерности:
- животные спят практически у самой поверхности воды или на малой глубине;
- из-за высокого содержания в теле жировых тканей, крайне медленно идут ко дну;
- находясь в фазе глубокого сна , дельфин ударяет своим хвостом по воде, чтобы всплыть и черпает воздух на поверхности, после чего снова медленно уходит на глубину.
Как дышат дельфины во время сна?
Во время вынырывания на поверхность морской обитатель ощущает смену окружающей среды и раскрывает свою ноздрю. Дышат они довольно быстро. Благодаря своим физиологическим особенностям, эти животные могут одновременно вдыхать и выдыхать. Во время пребывания под водой, дыхало млекопитающего остается надежно закрытым клапаном.
Новорожденные дельфины не спят в течение первого месяца своей жизни!
В результате исследований было установлено, что новорождённые детеныши дельфинов и китов на протяжении первого месяца своей жизни не засыпают вообще. Помимо этого, крохи требуют такой же активности и от своих матерей в течение всего этого времени. Это удивительное открытие было сделано учеными Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Детеныши дельфинов пребывают в постоянном движении и всплывают на поверхность с интервалом в среднем 30 секунд. И лишь спустя месяц у малышей начинают появляться непродолжительные периоды сна, которые с течением времени все больше приближаются к норме представителя взрослого млекопитающего животного.
Американские ученые полагают, что подобное поведение существенно снижает вероятность быть съеденными хищниками, а также высокая активность позволяет сохранять стабильную и оптимальную температуру тела. В связи с этим возникло множество новых вопросов, касаемо наличия резерва в организме дельфинов, который позволяет им в течение продолжительного времени обходиться без сна, не подвергаясь при этом истощению.
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.
Дельфины — одни из самых загадочных живых существ. Они живут в воде, но это не рыбы, а млекопитающие из отряда китообразных, которым для дыхания необходим воздух. Для того, чтобы дельфины могли жить в море, природа снабдила их удивительной системой дыхания.
Факт 1. Дельфины, как и все китообразные, обладают большой кислородной емкостью крови. Гемоглобин, содержащийся в их крови, обладает способностью отлично связывать кислород. А в их мышечной ткани много специального вещества — миоглобина, кислород-связывающего белка скелетных мышц и мышцы сердца. Он активно отдает кислород тканям.
Факт 2. Находясь под водой, дельфины очень экономно расходуют кислород, запасенный в крови. Например, в мышцы кислород практически не поступает, зато сердце и головной мозг, самые важные органы, исправно им снабжаются.
Факт 3. Эти млекопитающие обладают особой системой дыхания. Перед тем как погрузиться под воду, они совершают на поверхности комплекс вдохов и выдохов, что позволяет им эффективно пополнить запас кислорода и на длительное время скрыться под воду. Если дельфинам не нужно долго быть под водой, они, не замедляя скорости плавания, высовывают морду и за секунду делают глоток воздуха. Такого запаса им хватает на 7-15 минут. Для сравнения, человек, задержав дыхание, может находиться под водой в среднем около 1 минуты.
Факт 4. У дельфинов отлично развиты легкие. Они очень упругие и эластичные, ткань легких может быстро сжиматься и расширяться. Это позволяет млекопитающим, обитающим в воде, всего за один вдох обновлять до 90% воздуха в легких. Для сравнения, человек за один вдох способен обновить всего 15% своего кислородного запаса.
Факт 5. Дельфины дышат с помощью одного носового отверстия, напоминающего человеческую ноздрю. Так называемое дыхало расположено на верхней части головы. Таким образом, когда дельфин поднимается, оно первым оказывается на поверхности.
Факт 6. Если человек дышит непроизвольно, то для дельфина дыхание — волевой процесс, контролируемый мозгом. Поэтому дельфины никогда не спят «полностью». Когда одно полушарие мозга спит, другое бодрствует и контролирует процесс дыхания.
Факт 7. Во время родов самка дельфина находится около поверхности воды для того, чтобы в самый ответственный момент высоко подпрыгнуть и дать возможность новорожденному сделать глоток кислорода. Поэтому первое, что видит дельфиненок в своей жизни — вовсе не водная гладь, а воздушный простор.
Факт 8. Дельфинам, наверное, просто незнакомо такое явление, как насморк. Благодаря тому, что они обитают в морской воде, насыщенной полезными минералами, их система дыхания каждый день полностью промывается самым естественным образом. Поэтому дельфины всегда дышат легко и свободно, наполняя свой организм практически неограниченной энергией!