Семейство китообразных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Работа посвящена одним из самых необычных, интересных и загадочных представителям класса млекопитающих - отряду Китообразных. Они обладают целым рядом очень интересных адаптивных признаков, поражают своими размерами и способностями.

Китообразные -- самые крупные из млекопитающих, а некоторые из китов -- самые крупные из когда-либо живших на Земле животных вся жизнь которых -- не только питание, но и размножение -- проходит в воде. Произошли они от примитивных хищных около 60 миллионов лет назад. Так как их предки жили на суше, то китообразные называются "вторичноводными животными".Это выражается в том, что, не уступая рыбам (а кое в чем и превосходя их) по одним приспособлениям к жизни в водной среде, киты по другим так и остались "сухопутными", к примеру, они дышат только атмосферным воздухом, поэтому под водой долго находиться не могут.

Цель работы - сделать краткий обзор семейства и представителей отряда Китообразные, включающий характеристику особенностей организации и поведенческую специфику тех или иных видов.

Самые мелкие представители отряда имеют длину тела чуть больше метра, вес около 30 кг, а самые крупные киты превышают 30 м в длину и вест около 150 т. Тело вытянутое, обтекаемой формы, голова "сидит" прямо на туловище и потому почти неподвижна. Задних конечности отсутствуют, передние превращены в плавники и утратили значение органа передвижения, при плавании служат только "рулями глубины". Основной движитель -- мощная хвостовая лопасть без собственного скелета, лежащая в горизонтальной плоскости (у рыб хвост вертикальный). Небольшой бесскелетный плавник обычно имеется и на спине. Пищеварительный тракт устроен сложно: желудок с многочисленными камерами (от 4 до 14), что позволяет наиболее полно усваивать непережеванную во рту пищу. Защитой от охлаждения в воде служит толстый слой подкожного жира; нет кожных (сальных, потовых и других) желез. Структура кожи уникальна: ее верхний слой очень мягок и предназначен гасить вихревые потоки, возникающие при движении в воде, поэтому киты могут развивать высокую скорость с меньшими, чем рыбы, энергетическими затратами. Органом дыхания служат легкие, ноздри ("дыхало") расположены на макушке, при выныривании животного они первыми показываются на поверхности, а при нырянии "запираются" накрепко особыми кожными складками. Гортань, благодаря особому строению хрящей отделена от пищевода. Обоняние у китов не развито, зрение очень слабое, но слух хороший: у многих китов развиты звуковые формы общения с себе подобными.

Отряд включает 12-14 семейств и около 80 видов (из них 6 семейств и без малого 30 видов встречаются в фауне России), делится на две группы (подотряды) -- зубатые и усатые киты. Зубатые киты несколько мельче усатых, их основная отличительная особенность, отраженная в названии, -- наличие зубов. Зубы небольшие, простого строения, их число варьирует: у некоторых дельфинов рот буквально напичкан зубами, их бывает более 240, а у ремнезубов их число сокращается до 2. В любом случае зубатые киты ни рвать, ни жевать зубами не могут: они им служат исключительно для того, чтобы схватить добычу. У усатых китов зубы полностью отсутствуют, вместо них в ротовой полости имеется особое образование -- так называемый "китовый ус", давший этим животным такое странное название. Ус этот представляет собой множество роговых пластин с бахромчатым краем, они свисают с нёба и образуют особый цедильный аппарат. У зубатых китов череп асимметричен, дыхало одинарное; у усатых правая и левая стороны черепа одинаковы, в дыхало открываются два носовых отверстия. Половые различия в размерах у зубатых и усатых китов противоположны: у первых крупнее самцы, у вторых -- самки. Китообразные морские животные, распространенные всесветно; некоторые дельфины живут в крупнейших реках Америки (Амазонка, Ла-Плата) и Азии (Янцзы, Инд). Они могут нырять на значительную глубину (кашалоты -- до 1 км), находится под водой 30-40 мин (возможно, и больше). Однако, в отличие от людей, киты кессонной болезнью не страдают, поскольку под водой не дышат.

Питаются киты сообразно устройству их ротового аппарата. Зубатые киты -- активно охотятся хватая мелких рыбешек, головоногих моллюсков, реже среди них попадаются настоящие грозные хищники. Усатые киты -- "пастбищные животные", пищей им служат мелкие планктонные организмы, главным образом рачки. Плавая в местах, где на огромной площади собираются мириады рачков, набирают в огромную открытую пасть массу воды с планктоном. Затем рот захлопывается, вода языком выдавливают изо рта через цедилку из пластин уса, а все съедобное, что оседает на бахроме, отправляется в глотку.

Обитание в воде наложило глубокий отпечаток и на размножение китообразных. При рождении кит попадает в воду и взрослые животные выносят его на поверхность, для того чтобы он смог делать первый вдох. В дальнейшем китенок передвигается в воде и выныривает на поверхность для дыхания совершенно самостоятельно. При рождении у него практически те же пропорции тела, что и у взрослых: ведь для того, чтобы плавать с родителями, детеныш должен обладать сходными гидродинамическими характеристиками тела. Материнское молоко очень питательное (35-55% жира у разных видов), но сам китенок сосать не способен (отсутствуют мягкие губы): молоко впрыскивается в рот сокращением особого кольцевого мускула у основания соска, который он захватывает кончиком рта. Кормление молоком очень частое, каждый полчаса-час.

В жизни китов есть много загадочного, некоторые особенности их биологии только-только открываться человеку. Выяснилось, что правое и левое полушария мозга у дельфинов бодрствуют "по очереди": когда одно полушарие погружается в сон, другое остается активным, это позволяет животному постоянно контролировать свое положение в воде, дыхание. Предполагается, что китообразные способны использовать ультразвуковую эхолокацию для ориентировки, а инфразвук -- для общения между собой на сверхдальних расстояниях. Много интересного ученые узнали и об очень высоких умственных способностях дельфинов: по многим особенностям поведения и отношения к человеку ничуть не уступают высшим приматам -- нашим ближайшим родственникам.

Древнейшее семейство усатых китов (Cetoteriidae), включавшее не менее 20 видов, жило в олигоцене. От него ответвились три современные семейства - серые киты (Eschrichtiidae), гладкие киты(Balaenidae) и полосатиковые(Balaenopteridae).

Из зубатых китов самая древняя группа - сквалодонты (Squalodontidae). Они имели симметричный череп, носовые отверстия открывались на конце рыла, а зубы сохраняли примитивные черты строения. От сквалодонтов в олигоцене и миоцене отделились 4 современных семейства: кашалоты, клюворылые, речные дельфины и морские дельфины с тремя подсемействами (дельфиновые, белуховые и морские свиньи).

Чтобы развились столь глубокие и разносторонние приспособления к водному образу жизни, потребовалась длительная эволюция отряда - с начала третичного периода. Остатки таза, задних конечностей и одиночные волоски на морде дают повод искать прародителей китов среди четвероногих наземных млекопитающих.

Цитогенетически, по хромосомному составу, включающему 42-44 хромосомы, китообразные более однородны, чем другие отряды млекопитающих, связанных с водной средой. Это дает основание считать, что ныне живущие подотряды китообразных генетически близки и произошли от одного и того же корня.

Наука еще не сказала кто же из млекопитающих был предком китов: слишком мало собрано ископаемых остатков. Возможно, это были примитивные креодонтные хищники, может быть, копытные, но более всего вероятно - древние насекомоядные, от которых ответвились и китоообразные, и хищные, и копытные. У каждой из этих концепций есть свои аргументы. Одни ученые считают предками китообразных копытных, так как у тех и других многокамерный желудок, многодольчатые почки, двурогая матка, сходен химический состав крови и имеются общие черты в строении половой системы (плацента, устройство и положение пениса, а также кратковременность копуляции), в структуре молекулы инсулина и миоглобина и в показателях реакции осаждения белков крови.

Другие исследователи разыскивают предков китоообразных среди креодонтных хищников, исходя из строения черепа и особенностей зубной системы. Примитивные китообразные имели гетеродонтные (различные по форме) зубы, сагиттальные и затылочные гребни и скуловые отростки черепа, в какой-то мере сходные с таковыми креодонтных хищников (гиенодонты).

Основываясь на анализе ископаемых остатков современные палеонтологи больше склоняются к мнению, что древние китообразные были связаны с очень ранними плацентарными, то есть древнейшими насекомоядными, и, вероятно, зародились в позднемеловое время еще до ответвления от них отрядов копытных и хищных.

70 млн. лет назад наземные предки китообразных переселились в воду. В новой среде за долгую эволюцию в корне менялось их строение и образ жизни. Выделяются следующие наиболее важные изменения, которые в итоге позволили им распространиться по всему Мировому океану:

- высокоразвитый головной мозг и мощная кора больших полушарий, ставшая тончайшим инструментом приспособительной деятельности и сложных поведенческих реакций в новой среде;

-совершенная эхолокация как главный способ пространственной ориентации в водной толще;

-комплекс морфофизиологических адаптаций, обеспечивший создание резервов кислорода, необходимых для продолжительного и глубинного погружения китообразных;

-комплекс преобразований в органах дыхания;

-прогрессивное развитие лактации и повышение энергетической ценности молока;

-перестройка органов питании;

-преобразование в органах передвижения.

Впервые за китообразными наблюдал еще Аристотель, когда выходил в море с китобоями, это было более двух тысяч лет тому.

Классификация

Все китообразные делят на 2 подотряда: беззубые (усатые) киты (Mysticeti) и зубатые киты (Odontoceti), которые резко различаются между собой внешним обликом, внутренним строением и биологией. Оба подотряда произошли от китов вымершей группы Archaeoceti. Зубатые киты считаются менее специализированными; к ним, в частности, относятся кашалоты, косатки, дельфины и морские свиньи. Всего в отряде китообразных 38 родов, объединяющих более 80 видов. Ископаемых форм китообразных насчитывают до 127 родов.

Отряд Cetacea

Подотряд Беззубые киты (Mysticeti)

Семейство Гладкие киты (Balaenidae); Гренландские киты (Balaena), Гренландский кит, Balaena mysticetus; Южные киты (Eubalaena), 3 вида.

Семейство Полосатиковые (Balaenopteridae), подсемейство Balaenopterinae, Полосатики (Balaenoptera) ,8 видов. Подсемейство Megapterinae, Горбатые киты (Megaptera), Горбатый кит (Megaptera novaeangliae)

Семейство Серые киты (Eschrichtiidae), Серые киты (Eschrichtius), Серый кит (Eschrichtius robustus).

Семейство Neobalaenidae, Карликовые гладкие киты (Caperea), Карликовый гладкий кит (Caperea marginata).

Подотряд Зубатые киты (Odontoceti)

Семейство Дельфиновые (Delphinidae), многочисленные виды, включает дельфинов-белобочек, афалин, гринд, косаток.

Семейство Нарваловые (Monodontidae): Белухи (Delphinapterus), Белуха (Delphinapterus leucas)(рис.10); Единороги (Monodon), Нарвал (Monodon monoceros).

Семейство Морские свиньи (Phocoenidae): Беспёрые морские свиньи (Neophocaena), Беспёрая морская свинья (Neophocaena phocaenoides), Морские свиньи (Phocoena), 4 вида; Белокрылые морские свиньи (Phocoenoides); Белокрылая морская свинья (Phocoenoides dalli).

Семейство Кашалотовые (Physeteridae): Кашалоты (Physeter), Кашалот (Physeter macrocephalus).

Семейство Карликовые кашалоты (Kogiidae), иногда включается в семейство кашалотовых: Карликовые кашалоты (Kogia), Карликовый кашалот (Kogia breviceps), Кашалот-малютка (Kogia simus).

Надсемейство Речные дельфины (Platanistoidea)

Семейство Iniidae: Инии (Inia), Амазонский дельфин (Inia geoffrensis).

Семейство Lipotidae: Речные дельфины Lipotes, Китайский речной дельфин (Lipotes vexillifer).

Семейство Pontoporiidae: Дельфины Ла-Платы (Pontoporia), Ла-платский дельфин (Pontoporia blainvillei).

Семейство Platanistidae: Гангские дельфины (Platanista), Гангский дельфин (Platanista gangetica), иногда подразделяется на 2 вида.

Семейство Клюворылые (Ziphidae): Плавуны, берардиусы (Berardius), 2 вида; Бутылконосы (Hyperoodon), 2 вида, Лонгмановские киты (Indopacetus), Лонгмановский кит (Indopacetus pacificus); Ремнезубы (Mesoplodon), 14 видов; Тасманийские клюворылы (Tasmacetus), Тасманийский клюворыл (Tasmacetus shepherdi), Клюворылы, клюворылые дельфины (Ziphius), Клюворыл (Ziphius cavirostris).

Китообразные распространены во всех океанах и в большинстве морей Земного шара. Факторы, определяющие размещение этих животных, -- наличие пищи и температура воды. Некоторые виды распространены широко и встречаются как в теплых, так и в холодных морях (некоторые виды из семейства дельфинов), другие имеют меньший ареал (серые киты обитают в субтропических, умеренных и холодных водах северной половины Тихого океана и в Чукотском море), ареал третьих еще более ограничен (нарвал не покидает вод Арктики), наконец, ареал речных, озерных и эстуарных форм совсем незначителен.

Большинство видов -- стадные животные; держатся группами от нескольких голов до сотен и тысяч особей. Встречаются как возле побережий, так и в открытом море. Представители некоторых видов способны подниматься вверх по крупным рекам, впадающим в море, а отдельные виды постоянно живут в реках. У большинства китов питание специализировано, и среди них встречаются планктофаги, теутофаги, ихтиофаги и сакрофаги. Кормятся массовой или штучной добычей. Среди китообразных есть быстрые пловцы (косатки, многие дельфины) и относительно медленно передвигающиеся (серые киты). Большинство китов постоянно держатся в поверхностных водах. Некоторые, например кашалот, могут нырять на значительную глубину. Численность различных видов китообразных неодинакова. Многие из них весьма многочисленны и могут встречаться тысячными стадами (дельфин-белобочка), другие, напротив, очень редки и встречи с ними отмечены всего несколько раз (некоторые представители рода ремнезубов, карликовый кашалот).

Чрезмерно интенсивный промысел пагубным образом сказывается на численности китов, заметно снижая ее, и в некоторых случаях может угрожать полным уничтожением этих животных. Так, ничтожная в настоящее время численность гренландских китов -- следствие хищнического выбоя этих многочисленных когда-то животных.

В результате приспособления к сезонным условиям питания и размножения у китов образовалось несколько биологических групп. Одни виды стали совершать строго регулярные миграции в пределах Северного или Южного полушария: на зиму (почти все усатые киты, часть клювокрылых и кашалоты) плывут в низкие широты для родов, а на лето -- в умеренные и высокие для нагула жира. (На полях нагула в Арктике и Антарктике планктонных организмов в 10--20 раз больше, чем в тропиках.) Другие виды (малые касатки, гринды, отчасти сейвалы, нарвалы и др.) стали перемещаться хотя и на значительные расстояния, по менее правильно и с нарушениями сезонных сроков. Третья группа (афалины, речные дельфины, серые дельфины и др.) перешла к сравнительно оседлому образу жизни: их кочевки проходят в пределах небольшой акватории.

Для большинства видов характерны периодические миграции. У некоторых видов протяженность миграционных путей относительно невелика (азовочерноморская морская свинья -- из Азовского моря в Черное и обратно); у других огромна (некоторые крупные киты -- от тропических вод до высоких широт).

Все китообразные на протяжении последних двухсот лет служили объектом активного промысла. Их добывали главным образом из-за жира и китового уса. После изобретения гарпунной пушки и развития особой отрасли -- морского китобойного промысла -- охота на морских зверей приобрела характер настоящй бойни. Особенно пострадали от него наиболее крупные китообразные -- кашалот, гренландский кит, финвал. Численность их сократилась в сотни и тысячи раз, многие виды оказались на грани вымирания. И только после того, как из-за катастрофического снижения численности промысел этих морских гигантов стал экономически невыгодным, были услышаны призывы о необходимости охраны китов. Начиная с середины нашего столетия заключались международные соглашения, вводились разного рода ограничения и запреты на промысел. В настоящее время удалось лишь остановить уничтожение китов, но роста их численности пока не наблюдается: наверное, нужен не один десяток лет для того, чтобы эти медленно размножающиеся животные пришли в себя от длительного истребления. Все усатые киты и некоторые виды зубатых китов включены в Красную книгу Междунароного Союза Охраны Природы, а также в Красную книгу Российской Федерации. Ниже приведен не самый полный список представителей отряда китообразных нуждающихся в защите.

Синий кит - самое крупное из всех животных, когда-либо существовавших на Земле. Самка всегда крупнее самца и достигает в длину 30 м при массе более 100 тонн. Окраска не синяя, а голубовато-серая с серебристо-серыми пятнами неправильной формы. Брюхо иногда бывает желтоватым из-за облепляющих его микроскопических водорослей. Питается планктонными ракообразными, поглощая за каждую "трапезу" до тонны корма. Синий кит распространен от Чукотского моря, Гренландии, Шпицбергена и Новой Земли до льдов Антарктики. Зимует в теплых водах: в северном полушарии - на широтах Южной Японии, Тайваня, Калифорнии, Мексики, Северной Африки, Карибского моря; в южном полушарии - на широтах Австралии, Перу, Эквадора, Южной Африки, Мадагаскара. Лето синий кит проводит в водах Антарктики, Северной Атлантики, Берингова и Чукотского морей.

Сейвал, или сайдяной (ивасевый) кит - имеет плотное тело, коротковатые грудные плавники, спинной плавник выдвинут вперед - к началу задней трети тела животного. Окраска спины темно-серая, боков - чуть светлая, на брюхе - непостоянная, варьирует от серой до частично белой. Сейвал распространен в теплых морях.

Малый полосатик по белому брюху и форме тела очень похож на детенышей финвалов, однако кажется толще и имеет другие пропорции тела. Четко отличается белыми, низкими (не выше 25 сантиметров) усовыми пластинами, по 270-330 в каждом ряду. Малый полосатик распространен от льдов Арктики до льдов Антарктики. Наиболее редок в тропическом поясе.

Гренландский, или полярный кит достигает размеров в 21 метр и массы до 150 тонн. Огромная его голова занимает треть тела и отделена от туловища хорошо заметной шеей. Общая окраска взрослых темная, иногда с белым горлом, у неполовозрелых - серовато-темная. Кожа на теле гладкая, без роговых наростов и шишек, раковинами усоногих раков не обрастает. Обитая в высоких широтах Арктики, гренландский кит великолепно ориентируется среди плавучих льдов и способен спиной пробивать «продухи» во льду толщиной 20-30 сантиметров. Когда-то в кругополярном ареале существовало три стада: шпицбергенское, западногренландское и берингово-чукотское. В настоящее время первые два стада почти полностью истреблены, а третье сохранилось лишь в ничтожном количестве. Киты держатся в одиночку и только очень редко собираются по нескольку особей вместе. Главной пищей им служат крошечные рачки, а иногда крылоногие моллюски.

Южный кит. Известны три подвида южного кита: бискайский (E.g. glacialis), обитающий в северной Атлантике, японский (E.g. japonica) из северной части Тихого океана и австралийский (E.g. australis) из Южного полушария. Некоторые зоологи считают их самостоятельными видами. Численность всех трех весьма мала из-за многовекового варварского промысла. Южный кит занесен в Красную Книгу России и в Международную Красную Книгу.

Нарвал, или единорог обладает необычным признаком - длинным (до 3 метров) бивнем цвета слоновой кости, винтообразно скрученным по часовой стрелке и торчащим вперед из левой половины верхней челюсти. Длина тела половозрелого нарвала 3,5-4,5 метра. Окраска взрослых особей темная, с многочисленными желтовато-белыми пятнами, но старые киты бывают и почти белого цвета. Морда округлая; спинного плавника нет. Нарвалы - обитатели Северного Ледовитого океана и северной части Атлантического, хотя известны случаи, когда они доплывали до берегов Англии и Голландии.

Клюворыл в длину не превышает 8 метров. В отличие от других видов имеет короткий и конический клюв, низкий и покатый "лоб", короткий разрез рта. Окраска тела изменчива, но преобладает серая, светлеющая на брюхе и (у старых особей) на голове. По телу разбросаны белые неправильные пятна в поперечнике от 2 до 5--8 сантиметров и длинные полоски. Клюворыл распространен во всех умеренных и теплых водах мирового океана, от широты Шетландских и Прибыловых островов до Южной Африки, Патагонии, Тасмании, Новой Зеландии, но всюду немногочислен.

Тасманов клюворыл, об этом виде практически ничего не известно, за исключением того, что у него около 90 функциональных зубов, из которых два передних на нижней челюсти луковицеобразно вздутые. В настоящее время известно 8 находок этого кита (6 в районах Новой Зеландии, 1 в водах Аргентины и 1 в Чили). Это редчайший вид семейства с почти неизученной биологией.

Плавун северный, достигает длины тела до 12,5 метров у самок и до 11 метров у самцов. Масса северного плавуна 8 - 10 тонн. На небольшой голове характерный высокий сферический "лоб" и сильно вытянутый цилиндрический клюв. Верхняя челюсть в области клюва чуть уже и короче нижней, на которой две пары сильно уплощенных (лишь у молодых особей - конических) зубов.Окраска тела темно-бурая, едва светлеющая книзу, иногда с белыми отметинами. Живут эти киты в северной части Тихого океана от мыса Наварин, полуострова Аляска и Британской Колумбии до широты Южной Японии и Калифорнии. Бывают в Охотском море и у Курильских островов, реже - в Японском и Беринговом морях. Главная пища плавунов - головоногие моллюски, а также придонная рыба (скаты и их яйца, морские ерши, подонемы, тресковые), крабы и крупные раки.

Высоколобый бутылконос обычно встречается в Северной Атлантике от Девисова пролива, Гренландского и Баренцева морей, до широты Северо Западной Африки и средней части США. Есть в Средиземном море, редок в Балтийском и Белом морях. Величина самцов до 9,4 метров, самок -- до 8,7 метров. Окраска более или менее однотонная, несколько светлеющая с возрастом, особенно на голове. Рыло впереди высокого "лба" заостренно суживается. "Лоб" с возрастом увеличивается и отвесно, а иногда даже нависая, опускается к основанию клюва. Бутылконосы живут стаями. Своим питанием и поведением напоминают северного плавуна, которого замещают в Северной Атлантике.

Близкий вид, плосколобый бутылконос распространен в южном полушарии от льдов Антарктики, Южной Георгии, Южных Оркнейских и Фолклендских островов до широты Австралии, Новой Зеландии и Аргентины. Его челюстныегребни и "лоб" ниже, а клюв короче, чем у высоколобого бутылконоса.

В ходе эволюции у китообразных, передвигающихся в плотной водной среде, образовались легко обтекаемая форма тела, упругий кожный покров, способный задерживать появление турбулентных пульсаций в пограничном слое воды, сформировался особый локомоторный орган - хвостовой плавник - эффективный машущий движитель. приводимый в движение сильной мускулатурой.

Однако проблема передвижения китообразных с высокой скоростью была решена природой только тогда, когда появились два важнейших приспособления - саморегуляция гидроупругости плавников и самонастройка кожи к быстрому плаванию путем демпфирования. Саморегуляция плавников - не известное ранее явление - была открыта советскими учеными в 1968 году на основа разносторонних исследование проведенных на пяти видах дельфинов. Эти исследователи установили, что у китообразных происходит автоматическое (рефлекторное) регулирование упругости плавников, особенно хвостового, в зависимости от скорости плаванья при помощи специфических комплексных артерио-венозных сосудов, общего распределительного узла кровеносной системы и особой структуры покровных тканей хвостового плавника, включающих покрытие из сухожильных тяжей. Саморегуляция гидроупругости плавников позволяет китообразным двигаться с огромно скоростью и догонять морских, скоростных рыб и головоногих моллюсков, обеспечивает высокую маневренность, возможность совершать высокие прыжки, внезапные рывки, мгновенные остановки при стремительном ходе и т.п. Экстремальный режим плаванья китообразных создал необходимость изменения и регулирования упругих свойств плавников, и прежде всего хвостового плавника.

Строение мозга китообразных подтверждает мнение о том, что киты являются наиболее атипичными и специализированными представителями млекопитающих.

Для всех видов дельфинов показано, что они для ориентировки пользуются принципом эхолокации посредством ультразвукового сонара. Соответственно этим наблюдениям в их мозге выделяются сильно развитые слуховые нервы, трапециевидное тело, медиальное коленчатое тело. Все эти образования являются центральными образованиям слухового анализатора.

Уже макроскопически заметные количественные различия отдельных отрезков акустической системы у разных видов китов, по видимому, связаны с установленными биоакустическими различиями сонограмм.

В мозговом стволе китов продолговатый мозг, мост, средний мозг обнаруживаются на типичных для них местах. Нижние оливы у всех китов развиты очень сильно. У большинства видов китообразных мозжечок развит сильнее, чем у наземных млекопитающих. У дельфинов мозжечок почти совсем прикрывается большим передним мозгом. По относительному весу мозжечка речные дельфины выделяются среди остальных зубатых китов - 6,7-11,8 % общего веса мозга; у остальных - 15-19%. Кора полушарий богата бороздами и хорошо выражена.

Китообразные издают многочисленные и разнообразные звуки, которые в описательном плане могут быть охарактеризованы, как рев, стон, мычание, визг, треск, трель, скрип, удар, грохот, выстрел и т.д. К настоящему времени можно считать установленным, что все виды китообразных издают звуки, но полнота их изученности у разных видов, родов и семейств неодинакова. Лучше всего исследованы сигналы дельфинов.

Звуки зубатых китов охватывают необычайно широкий спектр частот - от нескольких герц до почти трехсот килогерц, эти сигналы можно разделить на импульсные и непрерывные. Импульсные сигналы (щелчки) состоят из отдельных посылок широкой полосы (с максимумом интенсивности от 20 до 50 Кгц) с очень крутым передним фронтом, длительностью порядка 0,1 мсек. Частота посылок таких импульсов в секунду может изменяться от единиц до сотен, и на слух они сливаются в щебет, скрип, лай. Длительность каждого сигнала может изменяться от щелчка к щелчку и обычно уменьшается при возрастании числа импульсов в секунду, а так же в бассейне по сравнению с морем.

Сигнал типа щелчка у зубатых китов по своей спектральной композиции может быть описан, как белый шум, поскольку в нем присутствуют частоты очень широкого диапазона. Полоса частот в щелчке варьирует у животного в зависимости от обстоятельств. Для распознавания обычно используют более высокие частоты, а для ориентации - более низкие и продолжительные (в несколько миллисекунд). Эти сигналы могут возбуждать сильное эхо. У афалины щелчки двойные, каждый длительностью 0,4-0,7 мсек. и с интервалом около 1 мсек, косатка излучает серии щелчков, по 10-15 в каждой, с малой частотой повторения. Типичная серия начинается с более высоких частот и заканчивается низкими (500-350 Гц). Продолжительность отдельного щелчка косатки 10-35 мсек. Импульсные сигналы обычно сопутствуют локации.

Другой большой класс звуков китов представляют сигналы, называемые непрерывными. Часть их воспринимаются на слух. как свисты, почти монохроматические, амплитудно- и частотно-модулированные, длительностью 0,1-3,6 секунд, частого 4-30 Кгц. Другие звуки этого класса имеют более сложный спектральный состав и воспринимаются как рев, вой, трубные звуки и т.п. Для них характерна комплексность свиста и импульсов. Свисты обычно относят к коммуникативным сигналам, хотя и не исключено их использование и для локации.

В 1957 году зоологи из США, описывая новый вид, морской . свиньи из Калифорнии, заметили, что лобная поверхность ее черепа подобна форме параболического зеркала, а мягкие части над челюстными костями напоминают линзу. Возникла мысль, что голова морской ^г свиньи может концентрировать звуки, излученные воздушными мешками, как рефлектор и фокусирующий аппарат. Так зародилась гипотеза звукового прожектора и акустической линзы дельфинов, красиво объясняющая точность, прицельностъ и дальность эхолокации. В дальнейшей разработке этой гипотезы принимали участие как американские, так и советские ученые.

Тот факт, что эхолоцирующий дельфин, приближаясь к добыче, покачивает головой-, как бы нацеливаясь на рыбу своим звуковым лучом, указывает, что звуковые волны дельфины посылают направленно.

Наши исследователи показали, что череп и мягкие ткани головы дельфинов действительно концентрируют звуковые колебания и играют роль акустического прожектора и звуковой линзы. Испытания показали, как изменяется направленность звуков, формируемая черепом и целой головой дельфина в зависимости от частоты акустического изучения. Оказалось, что с увеличением частоты от 10 до 180 Кгц направленность звуков, обусловливаемая вогнутой передней поверхностью мозговой части черепа и мягкими тканями голова, четко возрастает, и звуковое поле суживается.

Основную роль концентратора звука выполняет череп, а дополнительную - мягкие ткани головы.

Зубатые киты - это адаптивно измененные локаторщики, чей череп с мягкими частями, звукосигнальный аппарат и орган слуха приспособились для генерации звуков, их посылки, восприятия эха и анализа. Все это наложило глубоки отпечаток на особенности биологии, анатомии и физиологии группы.

Пищеварительная система млекопитающих - одна из наиболее доступных для убедительной функциональной трактовки, строение ее у китообразных имеет глубокие черты сходства с таковой у других млекопитающих, но в то же время показывает некоторые важные, глубокие отличия, в разной степени характерные для разных представителей отряда китообразных.

Ротовое отверстие ограничено со стороны верхней челюсти плотными складками кожного покрова, лишенными собственной мускулатуры и покрытыми многослойным ороговевшим эпителием. Таким образом, можно сказать, что у китообразных нет типичных губ, характерных для млекопитающих, равно как нет и щек. Однако с анатомической точки зрения эти плотные кожные складки являются губами, определяющими границы ротовой полости.

Большая поверхность ротовой полости лишена каких бы то ни было желез. Язык менее подвижный, чем у наземных млекопитающих.

У китообразных функции ротовой полости как переднего отдела пищеварительного тракта многообразны. Добыча у зубатых китов схватывается, умерщвляется и удерживается зубами и твердыми губами. Ориентация добычи и начало проталкивания ее в глотку осуществляется разнообразными движениями языка. В аборальной части ротовой полости дельфинов проталкивается пища и начинает обволакиваться секретом слизисто-белковых желез, что облегчает ее дальнейшее проталкивание.

Со дна глотки, там, где у наземных животных находится вход в гортань, у зубатых китов поднимаются два черпаловидных хряща и надгортанник, образуя твердую хрящевую трубку, перегораживающую полость глотки в ее центральное части поперек, тем самым разделяя пути пищи и воздуха.

Для всех китообразных характерно сложное многокамерное строение желудка. Общее число отделов желудка колеблется от трех до тринадцати у разных видов китообразных. Первый отдел желудка служит в основном для механической обработки пищи. Однако механическая обработка пищи не была бы так эффективна, если бы в этом не участвовал секрет желудка из второго отдела.

Интересно, что в начале желудка китообразных нет кардиального сфинктера, препятствующего у многих млекопитающих выбрасыванию пищи в пищевод. Очевидно, киты способны легко извергать из желудка остатки пищи. Прямые наблюдения в природе и в неволе подтверждают, что испуганный зверь может срыгивать пищу.

В строении тонкого и толстого кишечника особенностью является отсутствие у большинства дельфинов слепой, кишки. Также у дельфинов отсутствует желчный пузырь.

Хотя в самых общих чертах кровеносная система китообразных не отличается от таково наземных млекопитающих, имеется некоторые важные особенности, так или иначе связанные с адаптацией к водному образу жизни. К таким особенностям относится первую очередь мощное развитие артериальной и венозной чудесной сети, которая располагается в основании черепа и грудной области. Долгое время функциональное значение этого образования оставалось неясным (широко распространено было предположение о роли ее в качестве депо крови). Сейчас известно, что в той или иной степени чудесная сеть хорошо развита у всех млекопитающих, ведущих водный образ жизни. Одной из функций этой структуры является регуляция пульсирующего давления в кровеносной системе, развивающегося в результате задержки дыхания у китообразных. Прижизненная ангиография показала, что мозг дельфинов (исследована афалина) снабжается кровью не прямо из сонных артерий (как это обычно происходит у млекопитающих), а исключительно через околопозвоночную чудесную сеть.Общее количество крови в организме китообразных колеблется у разных видов. Так, у обыкновенного дельфина кровь составляет 8-9% общего веса тела. Исследования показали, что между близкими формами существуют определенные различил в количестве крови в организме, совпадающие с различиями в активности животного: чем более подвижный образ жизни свойствен виду, тем относительно большее количество крови у него (у афалины - 71мл/кг веса тела, у короткоголового дельфина - 108мл/кг, у дельфина Далля - 143мл/кг).

Одной из основных особенностей кровеносной системы китообразных считается высокое содержание мышечного гемоглобина. Как показано для обыкновенного дельфина, по концентрации гемоглобина отдельные группы мышц значительно различаются: в мышцах сердца и головы концентрация гемоглобина минимальная - 1200 мг/%, что все же превышает в несколько раз эти величины для наземных млекопитающих, а в спинных и брюшных мышцах - максимальная (до 3500 мг/%). Оказывается, у дельфинов на долю мышц приходится примерно такое же количество гемоглобина, какое содержится в крови, этим китообразные значительно отличаются от наземных млекопитающих, у которых на долю мышечного гемоглобина приходится 15-25% всего гемоглобина.

Вероятно, одной из самых интересных общебиологических особенностей китообразных является выработка глубоких специальных приспособлений- для регуляции кровообращения в условиях постоянного и чрезвычайно резкого изменения внешнего давления.

Зубатые киты - крайне специализированная группа млекопитающих, порвавших с сушей, но сохранивших легочный тип дыхания. Водный образ жизни вызвал у них определенные адаптивные изменения в респираторной системе, так как защита дыхательных путей и легких от попадания воды приобретает для них жизненно важное значение. Исследования, проведенные на одном из представителей черноморской фауны - дельфине афалине, свидетельствуют о наличии определенных изменений в строении трахеи, бронхов и легких, обеспечивающих их адекватное функционирование, в основное они важны при погружении животного на значительную глубину или при большой скорости плаванья. Магистральные воздухоносные пути китообразных по сравнению с наземными млекопитающими обнаруживают существенные адаптивные изменения, оптимально способствующие быстрому обмену воздуха. Кольцеобразные хрящи образуют каркас стенок трахей и бронхов вплоть до самых мелких воздухоносных путей, предохраняющих паренхиму легких от перепадов давления в момент погружения животного. В .формировании воздухоносных путей, кроме того, принимает участие пластическая ткань, представленная плотными слоями продольно расположенных эластических волокон, лежащих непосредственно под слизистой.

На всем своем протяжении трахея граничит с довольно плотными образованьями, местами сдавливается ими, но не спадается. Постоянный просвет трахеи обеспечивается системой хрящевых колец, соединенными между собой плотной соединительной тканью. Хрящевые кольца полностью замкнутые, спереди назад черепицеобразно накладываются одно на другое. При необходимости это допускает некоторое растяжение трахеи в длину. Нередко несколько соседних колец на каком-то участке срастается. Конфигурация колец различна. Особенно заметны сочетания колец различной конфигурации в местах бифуркации трахеи и отхождения трахеального бронха. В месте соединения трахеи с гортанью многие хрящевые кольца, как правило, сливаются.

Воздухоносные пути дельфина афалины представляют собой сложно организованную систему приспособлений, обеспечивающих нормальное {функционированием организма этих животных при различных режимах плаванья и в состоянии покоя. Представленные нами результаты морфологических исследовали свидетельствуют; т о наличии ряда особенности- трахеи, то выражается, в частности, в замкнутости хрящевых колец трахеи и бронхов, круговых связок, состоящих из грубой волокнистой соединительной ткани и труднорастяжимых, что также способствует прочности конструкции дыхательного горла. Указанные особенности в строении трахеи имеют четко выраженный адаптивный характер, так как животное осуществляет захват и проглатывание добычи целиком во время нахождения под поверхностью воды. Естественно при том предположить, что прохождение по пищеводу объекта питания (чаще всего рыбы) значительно деформировало бы трахею с мягкой мембранозной частью, создавая тем; самым определенные трудности в осуществлении дельфином акта выдоха-вдоха, следующего нередко тотчас после проглатывания пищи.

Вдох - выдох у китообразных происходит очень быстро, взрывообразно, у дельфинов обычно он завершается в 0,3-0,7сек. Координация акта дыхания у дельфинов очень точная и регулируется непосредственно центральной нервной системой, а не является безусловные рефлекторным действием, Это подтверждается прямыми экспериментам, при которых, введение даже сравнительно небольших доз наркотиков (10 мг на 1 кг веса животного) приводило к полному нарушению дыхательной ритмики, захлебыванию и смерти животного.

Дельфин может спать с одним открытым глазом, что прямо связывается с необходимостью постоянного нервного контроля дыхательного акта.

Поток воздуха, вырывающийся из легких китообразных, в момент выдоха увлекает за собой капельки воды, находящиеся вокруг дыхала. Известны настоящие чисто водяные фонтаны, которые наблюдались как у дельфинов в неволе, так и в природе у разных видов дельфинов.

Абсолютная частота дыхания также значительно различается у разных видов китообразных. Считается, что в среднее дельфины делают около 3-8 вдохов-выдохов в минуту в перерывы между продолжительными ныряньями. Но если распределить эти акты равномерно на достаточно длительное отрезке времени, то окажется, что частота дыхания китообразных составляет 1-5 раз в минуту (у наземных млекопитающих частота дыхания составляет от 70-100 у мелких грызунов, до 20 у собаки, 15 у человека, 3 у слона).

Единое наружное дыхательное отверстие зубатых китообразных у поверхности замыкается плотными кожно-мышечными складками. Воздух, заключенный в надчерепных мешках, при увеличении гидростатического давления давит на клапаны, закрывающие вход в костные отверстия. Тот факт, что гортанно-глоточный сфинктер временно замкнут, не вызывает сомнения по той простой причине, что киты, проглатывающие пищу под водой раскрывают рот на любой глубине, а следовательно, в ротовой полости и глотке давление устанавливается равные наружному гидростатическому. Следующие клапаны обнаруживаются по воздухоносному пути лишь в конце проводящих - начале респираторных отделов легких. В полости гортани и крупных бронхов давление, очевидно, сохранится близким, к атмосферному, что будет обеспечено, в частности, прочностью стенок трахеи и бронхов, вплоть до мельчайших, в которых находятся замкнутые хрящевые кольца.

В отличие от проводящих отделов в респираторных отделах давление будет по величине приближаться к гидростатическому, то есть наружному давлению воды на все тело кита. Роль сильных мышечных сфинктеров может заключаться в том, чтобы при погружении дельфина на глубину и при увеличении давления в альвеолах препятствовать выходу воздуха из респираторных отделов в полость крупных бронхов и обеспечивать тем самым нормальное протекание всех газообменных процессов. Строение грудной ^: клетки у дельфинов отличается не только сокращением числа стернальных ребер, но и развитием чрезвычайно короткой и непропорционально маленькой, (в одних случаях) или чрезвычайно расчлененной и подвижной (в других случаях) грудной кости. Все эти особенности свидетельствуют о большой сжимаемости и подвижности грудной клетки китообразных.

В связи со значительной подвижностью грудной клетки необходимо остановиться на возможности существования у китов своеобразного типа дыхания, ведущее значение при котором имеет акт выдоха, обеспечиваемый сильной мускулатурой грудной клетки и огромной по площади диафрагмой.

Таким- образом, анализ процессов, происходящих в дыхательной систем зобатых китов при нырянии, показывает, что легкие, как и другие внутренние органы, испытывают давление, равное гидростатическому и составляющее иногда многие десятки атмосфер. Система органов дыхания у китообразных весьма специфична.

Большинство китообразных размножается через 2 года. Беременность у разных видов продолжается от 10 до 16 месяцев. Далеко мигрирующие виды (полосатики) родят главным образом зимой в относительно теплых водах, а не совершающие больших миграций (дельфины) -- летом, но в обоих случаях при благоприятных температурных условиях. Во время гона наблюдаются драки между самцами, после чего на теле остаются следы зубов (зубатые киты). Единственный хорошо развитый детеныш рождается очень крупным (от 1 4 до 1.> длины тела матери).

Роды китообразных происходят под водой, Первый дыхательный акт детеныш совершает в момент своего первого выныривания на поверхность как безусловный рефлекс, при котором раздражителем служит ощущение смены среды (вода -- воздух). Плод выходит хвостом вперед. Пуповина рвется у самого брюха, где она менее прочная. Малыш кормится очень жирным молоком (до 54%, т. е. в 10 раз питательнее коровьего!)от 4 месяцев (мелкие дельфины) до 1 года (кашалоты), а в неволе даже до 21--23 месяцев (афалины). Молоко потребляют небольшими порциями, но очень часто (дельфины через каждые 15--30 мин). Детеныш кончиком рта плотно захватывает сосок, и молоко впрыскивается ему в рот под давлением особых мышц.

С первого дня сосунок плавает совсем рядом с самкой; оказывается, это позволяет ему экономить силы и плыть пассивно, используя давление гидродинамического поля вокруг родителя, который как бы буксирует своего детеныша. С возрастом такая привычка ослабевает и исчезает. Детеныш растет очень , быстро и за лактационный период у усатых китов увеличивается почти вдвое, , а у зубатых китов на 1/3 первоначального размера. Ко времени перехода на самостоятельное питание у одних резко увеличивается китовый ус. а у других прорезаются зубы.

Половое созревание длится 3-- 6 лет. Но замедленный рост тела продолжается еще долго после того. Когда скелет полностью окостеневает все эпифизы, позвоночника срастаются с телами позвонков, наступает физическая зрелость. Процесс окостенения позвоночника начинается с обоих концов, притом с хвостового идет быстрее, чем с головного, и заканчивается в грудном отделе.

Живут киты до 50 лет, мелкие -- до 30. Возраст усатых китов определяется несколькими способами: подсчитывают рубцы, остающиеся от беременностей на поверхности яичников, или сезонные слои к ушных пробках; устанавливают на неровной поверхности усовых пластин цедильного аппарата число ежегодных приростов («периодических шагов»); определяют количество концентрических годовых слоев на сечении роговых трубочек в усовой пластинке, в которые заходят сосочки - пульпы с кровеносными сосудами. У зубатых китов подсчитывают число дентиновых слоев на поперечных и продольных срезах зубов.

Болезни и многочисленные паразиты сокращают продолжительность жизни китообразных. В неволе дельфины гибнут от острых воспалений печени, язвы желудка, эмфиземы и абсцессов легких, гнойной пневмонии, рожистых воспалений, стафилококковой инфекции, инфарктов и инсультов, злокачественных опухолей (в том числе опухолей мозга), цирроза печени, дерматомикозов, искривлений позвоночника и многих других болезней. Список гельминтов у китообразных превышает полторы сотни видов, из них трематод 26, цестод 41, нематод 65 и скребней 20.

У китов нет волосяного покрова, однако у них, как у сухопутных млекопитающих, бывают вши. Именно так в 19 веке китобои прозвали ракообразных паразитов из семейства Cyamidae, которые сосуществовали с морскими гигантами на протяжении тысячелетий.

Китовые вши имеют плоское тело и, как правило, не превышают 2,5 см в длину. В процессе эволюции их ноги приобрели заостренную форму, что позволяет им держаться на кожном покрове хозяина. На теле кита они проводят всю свою жизнь, перебираясь с матери на детеныша и с особи на другую особь, находящуюся с ней в близком контакте.

Эти паразиты прикрепляются к тем местам тела кита, где они будут защищены от водных потоков. Например, они селятся в половых складках и естественных отверстиях, на ранах и коже вокруг глаз, а также мозолях кита. Там они будут питаться наросшими на кожный покров водорослями или шелушащейся кожей. Во время такой трапезы китовые вши могут вызвать лишь незначительные повреждения кожного покрова, которые не приведут к серьезным заболеваниям млекопитающего. Почти для каждого вида китов характерен определенный вид вшей, которые не живут на китах другого вида. Кроме того, некоторые вши предпочитают жить и питаться только на какой-то определенной части тела кита. Например, вши Cyamus ovalis обычно селятся на мозолях и на шелушащейся коже головы кита. Вши С.gracilis живут во впадинах на теле, а C. erraticus находят убежище в половых органах кита. Поскольку китовые вши живут в колониях, на одном ките может жить около 7500 этих паразитов одновременно.

В 1972 году США приняли Акт по Защите Морских Млекопитающих, который запретил добычу и импорт морских млекопитающих и изготавливаемых из них продуктов, за исключением особых случаев, таких как охота для обеспечения нужд коренных народов, например эскимосов и алеутов, а также изготовление ими предметов народного промысла. В том же году Конференция Объединенных Наций по вопросам Человека и Окружающей Среды предложила ввести 10-летний мораторий на добычу китов. Эта инициатива не была поддержана Международной Китобойной Комиссией, но непрекращающееся давление со стороны общественности и природоохранных организаций, а также высказываемая многими учеными озабоченность по поводу трудностей в оценке размеров популяций и максимально допустимых объемов добычи в конце концов возымели эффект. 23 июля 1982 года члены МКК проголосовали за принятие моратория на весь коммерческий китобойный промысел, начиная с сезона 1985-86 гг.

В результате того, что большинство стран-членов Международной Китобойной Комиссии в 1980-х и 1990-х годах встали на защиту оставшихся китов, страны, желавшие продолжить китобойный промысел в Северной Атлантике, то есть Норвегия, Фарерские острова, Исландия, Гренландия и часть Канады, создали отдельную контролирующую организацию, получившую название Комиссии по Морским Млекопитающим Северной Атлантики.

Норвегия зарегистрировала протест против моратория МКК, и поэтому не связана им. В 1993 году Норвегия возобновила коммерческий промысел, после пятилетнего периода, когда лишь небольшое количество китов добывалось в научных целях. Норвегия добывает только малых полосатиков в северо-восточной Атлантике. Объемы добычи варьировали от 218 китов в 1995 году до 646 в 2003 году. (До моратория Норвегия добывала около 2000 малых полосатиков в год). Норвегия экспортирует ограниченное количество китового мяса на Фарерские острова и в Исландию. В течение нескольких лет производились попытки экспортировать мясо в Японию, но они были прекращены под давлением законных протестов, а также из-за опасений самих японцев о влиянии на их здоровье загрязнений в мясе китов из Северной Атлантики. На Фарерских островах ежегодно добывается около 950 гринд. От случая к случаю добывают и других китообразных, например высоколобого бутылконоса и атлантического белобокого дельфина.

В отличие от Норвегии, Исландия не подавала протест против моратория МКК. В 1986-1989 гг. здесь добывали около 60 китов в год «в научных целях». Однако, под давлением стран-противников китобойного промысла, считавших «научный промысел» нарушением моратория, Исландия полностью прекратила промысел в 1989 г. После отказа МКК в 1991 году принять рекомендацию Научного Комитета по разрешению устойчивого коммерческого промысла, Исландия вышла из МКК в 1992 году. В 2002 году Исландия вновь вступила в МКК с оговоркой к мораторию. Однако страны-противники китобойного промысла не признают эту оговорку. В 2003 году Исландия возобновила научный промысел. Она запросила у МКК разрешения добывать 100 малых полосатиков, 100 финвалов и 50 сейвалов ежегодно в течение 2003-2004 гг. для изучения взаимодействия китов и рыбы - серьезный аргумент для возобновления охоты, так как рыбаки считали, что киты едят слишком много рыбы. Однако никакого решения по этому вопросу так и не было принято. В рамках конвенции исландское правительство утвердило квоты на научный лов. В 2003 году, Исландия добыла 36 китов (квота - 38). В 2004 - 25 китов (вся квота). В 2005 году квота выросла до 39 китов.

В 2006 году Исландия решила возобновить коммерческий промысел. Утверждена ежегодная квота в 30 малых полосатиков и 9 финвалов. Исландия нарушила мораторий МКК на коммерческий промысел 22 октября 2006 года, когда исландские китобои убили 60-тонную самку финвала.

Гренландские эскимосы убивают около 170 китов в год - третий по объему промысел в мире после Норвегии и Японии, которые добывают по 600 и более китов ежегодно. МКК считает западное и восточное побережье Гренландии районами обитания двух различных популяций, и выделяет отдельные квоты для каждого. На гораздо более населенном западном побережье добывается около 90% китов. Как правило, на западном побережье ежегодно добывается около 150 малых полосатиков и 10 финвалов, а на восточном - около 10 малых полосатиков.