Страница:
Гораздо больше узкоспециализированных видов. Иногда в пищу используются на первый взгляд странные и малосъедобные вещи: древесина, шерсть, перья, рыбья чешуя или воск.
Иногда вкусы у животных одного и того же вида могут быть весьма несхожими. Среди комаров кровопийцами являются самки, которым необходимы белки для производства потомства. Самцы довольствуются растительной пищей.
Чаще всего вкусы с возрастом меняются. Особенно разительна эволюция пищевых привычек у африканских медоуказчиков. Эти забавные птички собственных гнезд не вьют, а подбрасывают яйца в чужие семьи, как это делают наши кукушки. Приемные родители кормят будущего медоуказчика, как и своих детей, насекомыми. Когда же птенчик подрастет и станет самостоятельным, он начинает разыскивать разоренные пчелиные гнезда и лакомиться… воском!
Как и почему пробуждается у него страсть к воску, сказать трудно, приемные родители его этому, конечно, не учат. Перейдя целиком на питание за счет пчел, медоуказчик ищет и неповрежденные ульи, а так как ему одному с пчелиной семьей не справиться, прибегает к помощи более сильных грабителей, громким щебетанием оповещая местных жителей или, на худой конец, барсуков-медоедов о своей находке.
Среди странных пищевых склонностей наиболее отвратительная – каннибализм. К нам это слово перешло из испанского языка и в переводе означает «людоедство». Когда его применяют в отношении животных, имеют в виду случаи пожирания себе подобных.
Интересная и наиболее безобидная форма каннибализма встречается у птичьих клещей, переносчиков опасного заболевания – птичьего спирохетоза. Личинки этих клещей, нимфы и взрослые насекомые, когда попадают на птицу, не всегда впиваются в ее тело. Если их оказывается много, то среди них всегда находятся каннибалы, которые стараются отыскать пьющую кровь самку или нимфу и присосаться к ней. Иногда в тело каннибала впивается другой каннибал, а в него, в свою очередь, третий и так до пяти особей, сосущих друг из друга птичью кровь или гемолимфу своей жертвы, которая, кстати сказать, на нападение никак не реагирует.
Цепочка жрущих друг друга паразитов не распадается до тех пор, пока все они не наедятся досыта. Клещи, подвергшиеся нападению своих собратьев, остаются живы и нормально развиваются.
Среди других животных с экзотическими вкусами нельзя не рассказать о копрофагах. Они приносят немалую пользу. («Копрос» по-гречески значит «навоз», «фагос» – «пожирающий»; соответственно «копрофаги» – «животные, питающиеся экскрементами».)
Для многих животных копрофагия – явление временное. Например, у псовых в ранний период воспитания щенков родители поедают их кал. Это, безусловно, гигиеническая процедура, обеспечивающая чистоту логова.
Очень интересны случаи копрофагии у ульевого вредителя – личинки пчелиной моли, которая обычно питается воском. Но если прожорливым существам удается полностью разорить улей, сожрав весь воск, приходится поедать собственные экскременты, которые к тому времени скапливаются в избытке. Самое удивительное, что и новые выделения тоже годятся в пищу. Так на собственных экскрементах, поедая их, выделяя и снова поедая, может вырасти не одно поколение пчелиной моли. Этот своеобразный круговорот длится иногда 7–8 лет.
Объяснение странному способу пополнения энергетических ресурсов, имеющему что-то общее с вечным двигателем, просто. Воск – очень трудно перевариваемое вещество. Даже в кишечнике пчелиной моли, которая приспособилась к питанию исключительно им, воск полностью никогда не переваривается. Этим и объясняется эффективность многократной переработки собственных экскрементов.
Немало на Земле и постоянных копрофагов. Некоторые виды жуков, клещей и червей питаются только навозом. Среди них есть очень узкие специалисты, поедающие лишь коровий, лошадиный или, наконец, только заячий помет. Особенно интересны жуки-навозники. Наши жуки роют под кучами навоза норки, которые потом набивают запасом пищи для будущих личинок.
Скарабеи вызывают удивление тем, что скатывают из навоза довольно большие шары, во много раз превосходящие размером самих жуков. Недаром еще древние египтяне считали скарабеев священными и поклонялись их скульптурным изображениям. Каждый священный бык – апис, живущий в мемфисском храме, должен был иметь на своем теле изображение этого природного ассенизатора.
Рыжие лесные муравьи едят почти исключительно выделения тлей, которые содержат сахар и другие питательные вещества. Муравьи не просто собирают экскременты, они защищают тлей от врагов, разводят их, пасут. Осенью муравьи разыскивают зимние яйца тлей и прячут в муравейник, а весной, с наступлением тепла, маленькие труженики вытаскивают молодых тлей на травку и пасут своих коровок, каждый раз унося их вечером «домой», пока ночи не станут достаточно теплыми. Некоторые виды муравьев разводят корневую (живущую на корнях) тлю, сооружая для нее из земли миниатюрные хлевики. За год один муравейник собирает около ста килограммов экскрементов тлей.
Некоторые животные бывают копрофагами только в «детском» возрасте. Очаровательные зверьки, как две капли воды похожие на плюшевых мишек, живут в эвкалиптовых лесах Австралии. Коала – сумчатое животное, но выводковая сумка у него открывается не вперед, как у кенгуру, а назад. Первое время после рождения детеныши питаются молоком, а затем экскрементами матери, представляющими собой богатую пептонами кашицу из переваренных листьев эвкалипта. Благодаря тому, что выводковые сумки открываются назад, малышам очень удобно подхватывать свою пищу прямо на лету, зверьки ведь постоянно обитают на высоких деревьях и на землю никогда не спускаются.
Ну, а как обстоит дело у нас, у людей? Может, вы думаете, что от употребления в пищу таких странных вещей человека оберегает его природное эстетическое чувство? Ничуть не бывало. Вспомните о меде. Этот вкусный и очень широко распространенный продукт питания имеет довольно неэстетичное происхождение. Исходным сырьем для него служит цветочный нектар, который проходит предварительную переработку в зобиках пчел-сборщиц, где тростниковый сахар частично переводится в плодовый и виноградный и затем срыгивается в сотовые ячейки. Так создается цветочный мед.
Еще менее эстетично происхождение падевого меда, в огромных количествах собираемого в ФРГ. Сырьем для него служат те же экскременты тлей, которыми питаются рыжие муравьи. Между тем здесь падевый мед считается излюбленным лакомством.
Если отвлечься от экзотичности вкусов копрофагов, придется признать, что это очень полезные животные. Они не только очищают нашу планету, но и, что, пожалуй, еще важнее, не дают выпасть из круговорота веществ ценным органическим соединениям.
Видимо, раньше на земле копрофагов было меньше. Во всяком случае, со своей работой они явно не справлялись. Примерно 7–8 миллионов лет назад в Европе жили гигантские хищные рептилии – ихтиозавры. Они были такие большие, их было так много и царство их длилось так долго, что в некоторых местностях ихтиозавры оставили весьма весомые следы своего существования в виде огромных скоплений навоза.
Говорят, время все облагораживает. Это до некоторой степени верно. Обыкновенная сосновая смола, пролежавшая в земле всего несколько миллионов лет, окаменела и превратилась в благородный янтарь. В течение тысячелетий навоз ихтиозавров тоже окаменел, что его, безусловно, облагородило: у него исчез неприятный запах. Наибольшие скопления копролитов (так назван был окаменевший навоз) обнаружены в Англии близ Йоркшира и в ФРГ. Там их издавна добывают и с успехом используют. В мелко размолотом виде копролиты оказались прекрасным удобрением.
Как ни странно, это не единственное использование копролитов. Благодаря тому, что в них в большом количестве находятся крепко сцементированные между собой сепии (чернильные мешки ископаемых моллюсков), рыбья чешуя и непереваренные кости, отшлифованная поверхность копролитов имеет красивый рисунок. Вот почему ископаемый навоз ихтиозавров используется на различные мелкие поделки, брошки, бусы и другие женские украшения.
Поистине история иногда делает забавные повороты, а причуды женской моды не имеют предела.
Ползающие зубы
Тысячелетняя тайна раскрыта
Иногда вкусы у животных одного и того же вида могут быть весьма несхожими. Среди комаров кровопийцами являются самки, которым необходимы белки для производства потомства. Самцы довольствуются растительной пищей.
Чаще всего вкусы с возрастом меняются. Особенно разительна эволюция пищевых привычек у африканских медоуказчиков. Эти забавные птички собственных гнезд не вьют, а подбрасывают яйца в чужие семьи, как это делают наши кукушки. Приемные родители кормят будущего медоуказчика, как и своих детей, насекомыми. Когда же птенчик подрастет и станет самостоятельным, он начинает разыскивать разоренные пчелиные гнезда и лакомиться… воском!
Как и почему пробуждается у него страсть к воску, сказать трудно, приемные родители его этому, конечно, не учат. Перейдя целиком на питание за счет пчел, медоуказчик ищет и неповрежденные ульи, а так как ему одному с пчелиной семьей не справиться, прибегает к помощи более сильных грабителей, громким щебетанием оповещая местных жителей или, на худой конец, барсуков-медоедов о своей находке.
Среди странных пищевых склонностей наиболее отвратительная – каннибализм. К нам это слово перешло из испанского языка и в переводе означает «людоедство». Когда его применяют в отношении животных, имеют в виду случаи пожирания себе подобных.
Интересная и наиболее безобидная форма каннибализма встречается у птичьих клещей, переносчиков опасного заболевания – птичьего спирохетоза. Личинки этих клещей, нимфы и взрослые насекомые, когда попадают на птицу, не всегда впиваются в ее тело. Если их оказывается много, то среди них всегда находятся каннибалы, которые стараются отыскать пьющую кровь самку или нимфу и присосаться к ней. Иногда в тело каннибала впивается другой каннибал, а в него, в свою очередь, третий и так до пяти особей, сосущих друг из друга птичью кровь или гемолимфу своей жертвы, которая, кстати сказать, на нападение никак не реагирует.
Цепочка жрущих друг друга паразитов не распадается до тех пор, пока все они не наедятся досыта. Клещи, подвергшиеся нападению своих собратьев, остаются живы и нормально развиваются.
Среди других животных с экзотическими вкусами нельзя не рассказать о копрофагах. Они приносят немалую пользу. («Копрос» по-гречески значит «навоз», «фагос» – «пожирающий»; соответственно «копрофаги» – «животные, питающиеся экскрементами».)
Для многих животных копрофагия – явление временное. Например, у псовых в ранний период воспитания щенков родители поедают их кал. Это, безусловно, гигиеническая процедура, обеспечивающая чистоту логова.
Очень интересны случаи копрофагии у ульевого вредителя – личинки пчелиной моли, которая обычно питается воском. Но если прожорливым существам удается полностью разорить улей, сожрав весь воск, приходится поедать собственные экскременты, которые к тому времени скапливаются в избытке. Самое удивительное, что и новые выделения тоже годятся в пищу. Так на собственных экскрементах, поедая их, выделяя и снова поедая, может вырасти не одно поколение пчелиной моли. Этот своеобразный круговорот длится иногда 7–8 лет.
Объяснение странному способу пополнения энергетических ресурсов, имеющему что-то общее с вечным двигателем, просто. Воск – очень трудно перевариваемое вещество. Даже в кишечнике пчелиной моли, которая приспособилась к питанию исключительно им, воск полностью никогда не переваривается. Этим и объясняется эффективность многократной переработки собственных экскрементов.
Немало на Земле и постоянных копрофагов. Некоторые виды жуков, клещей и червей питаются только навозом. Среди них есть очень узкие специалисты, поедающие лишь коровий, лошадиный или, наконец, только заячий помет. Особенно интересны жуки-навозники. Наши жуки роют под кучами навоза норки, которые потом набивают запасом пищи для будущих личинок.
Скарабеи вызывают удивление тем, что скатывают из навоза довольно большие шары, во много раз превосходящие размером самих жуков. Недаром еще древние египтяне считали скарабеев священными и поклонялись их скульптурным изображениям. Каждый священный бык – апис, живущий в мемфисском храме, должен был иметь на своем теле изображение этого природного ассенизатора.
Рыжие лесные муравьи едят почти исключительно выделения тлей, которые содержат сахар и другие питательные вещества. Муравьи не просто собирают экскременты, они защищают тлей от врагов, разводят их, пасут. Осенью муравьи разыскивают зимние яйца тлей и прячут в муравейник, а весной, с наступлением тепла, маленькие труженики вытаскивают молодых тлей на травку и пасут своих коровок, каждый раз унося их вечером «домой», пока ночи не станут достаточно теплыми. Некоторые виды муравьев разводят корневую (живущую на корнях) тлю, сооружая для нее из земли миниатюрные хлевики. За год один муравейник собирает около ста килограммов экскрементов тлей.
Некоторые животные бывают копрофагами только в «детском» возрасте. Очаровательные зверьки, как две капли воды похожие на плюшевых мишек, живут в эвкалиптовых лесах Австралии. Коала – сумчатое животное, но выводковая сумка у него открывается не вперед, как у кенгуру, а назад. Первое время после рождения детеныши питаются молоком, а затем экскрементами матери, представляющими собой богатую пептонами кашицу из переваренных листьев эвкалипта. Благодаря тому, что выводковые сумки открываются назад, малышам очень удобно подхватывать свою пищу прямо на лету, зверьки ведь постоянно обитают на высоких деревьях и на землю никогда не спускаются.
Ну, а как обстоит дело у нас, у людей? Может, вы думаете, что от употребления в пищу таких странных вещей человека оберегает его природное эстетическое чувство? Ничуть не бывало. Вспомните о меде. Этот вкусный и очень широко распространенный продукт питания имеет довольно неэстетичное происхождение. Исходным сырьем для него служит цветочный нектар, который проходит предварительную переработку в зобиках пчел-сборщиц, где тростниковый сахар частично переводится в плодовый и виноградный и затем срыгивается в сотовые ячейки. Так создается цветочный мед.
Еще менее эстетично происхождение падевого меда, в огромных количествах собираемого в ФРГ. Сырьем для него служат те же экскременты тлей, которыми питаются рыжие муравьи. Между тем здесь падевый мед считается излюбленным лакомством.
Если отвлечься от экзотичности вкусов копрофагов, придется признать, что это очень полезные животные. Они не только очищают нашу планету, но и, что, пожалуй, еще важнее, не дают выпасть из круговорота веществ ценным органическим соединениям.
Видимо, раньше на земле копрофагов было меньше. Во всяком случае, со своей работой они явно не справлялись. Примерно 7–8 миллионов лет назад в Европе жили гигантские хищные рептилии – ихтиозавры. Они были такие большие, их было так много и царство их длилось так долго, что в некоторых местностях ихтиозавры оставили весьма весомые следы своего существования в виде огромных скоплений навоза.
Говорят, время все облагораживает. Это до некоторой степени верно. Обыкновенная сосновая смола, пролежавшая в земле всего несколько миллионов лет, окаменела и превратилась в благородный янтарь. В течение тысячелетий навоз ихтиозавров тоже окаменел, что его, безусловно, облагородило: у него исчез неприятный запах. Наибольшие скопления копролитов (так назван был окаменевший навоз) обнаружены в Англии близ Йоркшира и в ФРГ. Там их издавна добывают и с успехом используют. В мелко размолотом виде копролиты оказались прекрасным удобрением.
Как ни странно, это не единственное использование копролитов. Благодаря тому, что в них в большом количестве находятся крепко сцементированные между собой сепии (чернильные мешки ископаемых моллюсков), рыбья чешуя и непереваренные кости, отшлифованная поверхность копролитов имеет красивый рисунок. Вот почему ископаемый навоз ихтиозавров используется на различные мелкие поделки, брошки, бусы и другие женские украшения.
Поистине история иногда делает забавные повороты, а причуды женской моды не имеют предела.
Ползающие зубы
Если бы вас попросили назвать самые важные органы тела, немногие вспомнили бы про зубы. А между тем они выполняют очень ответственную функцию. С помощью зубов зачастую убивается добыча, удерживается, а потом и измельчается пища. Поэтому-то потеря зубов для диких животных означает гибель. Даже для человека, который научился делать зубные протезы и ничем не ограничен в выборе пищи, отсутствие собственных зубов далеко не безразлично.
Зубы одинаково важны как для хищных, так и для травоядных животных. Известный индийский охотник Джим Корбетт описывает несколько случаев, когда потеря всего лишь одного клыка вынуждала тигра нападать на домашних животных и даже на людей, так как с крупными дикими копытными животными (его обычная пища) он уже справиться не мог.
Вероятно, наибольшую нагрузку зубам дают грызуны. При этом даже самые острые зубы, отлитые из самого твердого металла, могут быстро сноситься. Выход один – расти. И действительно, у грызунов передние зубы растут непрерывно, да так быстро, что если лишить животное твердой пищи и зубы перестанут снашиваться, то вырастут до невероятных размеров и сделают своего обладателя инвалидом. У крыс за месяц резцы отрастают на 3 сантиметра. К старости каждый зуб, если бы не стирался, достигал 70–100 сантиметров!
Продолжительность жизни слона лимитируется состоянием его зубов, так как на воле он питается растительным, подчас довольно жестким кормом, который перетирается мощными коренными зубами. Всего у слона две пары действующих зубов: одна – в верхней, другая – в нижней челюсти. Кроме того, в каждой челюсти есть по пять пар зубных зачатков. Когда наличные зубы снашиваются, они выпадают, а на смену вырастают новые, пока не износится шестая, последняя пара зубов. Питание слона постепенно ухудшается, и это приводит его к гибели.
Чрезвычайно важны зубы для хищных рыб.
У акул вся внутренняя поверхность челюстей усеяна зубами. Зубы расположены правильными шеренгами и загнуты остриями назад. Это позволяет рыбам крепко удерживать добычу. Конечно, больше всего работы падает на самые передние шеренги зубов, они изнашиваются быстрее всего. И акулам пришлось бы очень плохо, если бы их «передние» зубы не сменялись новыми. Ведь они у акул всю жизнь движутся. Пригнувшись, как солдаты во время атаки, развернутым строем шеренга за шеренгой медленно, но неуклонно ведут наступление, шаг за шагом продвигаясь вперед к краю челюсти. Передние шеренги старых, изношенных зубов постепенно вылезают изо рта наружу и, полюбовавшись на свет божий, выпадают, а их места занимают следующие. Поработав вволю и основательно поистершись, и эти, в свою очередь, лезут на волю, освобождая место следующим. И так всю жизнь. У некоторых вымерших ископаемых акул они не выпадали, и к старости у такой рыбы передняя часть рыла оказывалась сплошь усаженной зубами. Способность акульих зубов перемещаться дает возможность рыбам до глубокой старости сохранять в боевой готовности свое страшное оружие.
Если зубы предназначаются только для того, чтобы измельчать пищу, не обязательно им находиться во рту. Иногда даже выгодно, чтобы они покинули подготовительный цех и перебрались куда-нибудь подальше в следующие отделы. У карповых рыб рот беззубый, зато в глотку палец им лучше не совать, именно туда переместились зубы, и вся первичная обработка пищи производится там.
У некоторых хищных рыб и хищных морских черепах зубы ушли в пищевод. Это, собственно, не настоящие зубы, а очень острые и иногда достаточно большие шипы, которые нужны, чтобы живая добыча не могла вырваться из желудка и удрать. Густо усеянный шипами пищевод очень напоминает шкурку ежа или ехидны. Шипы все, как один, направлены своими остриями в сторону желудка, поэтому пища может двигаться только туда. Путь назад для нее накрепко закрыт.
Если нет собственных зубов, приходится пользоваться протезами. У птиц пища размельчается с помощью камешков. В толстостенном мускульном желудке, обладающем значительной силой, зерна, попавшие между камешками, легко перетираются, как в жерновах.
Камешки в птичьих желудках вещь обыденная. Кто не сталкивался с ней, потроша курицу? А между тем явление это во многом еще загадочно. Что заставляет птиц глотать камни, ведь не чувство же голода? Как узнают птицы, что камни в желудке поистерлись и их следует заменить новыми? Чем руководствуются они, выбирая из кучи песка лишь камешки, обладающие достаточной прочностью? Ответов на эти вопросы пока еще нет.
Глотают камешки не одни только птицы. Булыжники весом 350–500 граммов нередко находят в желудках китов, моржей и тюленей. Эти камни животные время от времени отрыгивают, и на лежбищах, где ластоногие проводят много времени, скапливается масса (целые россыпи) принесенных со дна моря камней. Можно подумать, что звери решили создать на берегу настоящий геологический музей.
Ученые пока еще не смогли точно установить, зачем морские млекопитающие загружают свой пищеварительный тракт столь необычными предметами. Возможно, камни, как и у птиц, помогают растирать твердые части пищи: раковины моллюсков и хитиновые панцири членистоногих. Может, служат лишь средством борьбы с кишечными паразитами, которые очень досаждают ластоногим.
Особенно часто камни заглатываются в те периоды, когда звери подолгу не едят. Отсюда возникло предположение, что поедание камней предохраняет желудок от атрофии (атрофия – это уменьшение в размере какого-либо органа или ткани, сопровождающееся утратой их функций), так сказать, дает ему работу, когда он оказывается не у дел.
Не исключено, однако, что у морских млекопитающих это никак не связано с процессами пищеварения. Некоторые ученые склоняются к мысли, что камни становятся необходимы, когда звери особенно хорошо питаются и сильно жиреют. Их средний удельный вес падает, и животным становится все трудней и трудней погружаться в воду. Возможно, чтобы увеличить свой вес, и приходится морским скитальцам брать «на борт» балласт – глотать всевозможные камни. Расчеты показывают, что количество балласта вполне достаточное, в желудке некоторых тюленей находили до 11 килограммов камней.
Далеко не во всех случаях зубы оказывались самым удачным инструментом, и тогда природа без сожаления заменяла их более совершенными техническими средствами. Многие переднежаберные улитки питаются моллюсками, причем довольно крупными, одетыми в крепкую раковину. Чтобы прогрызть ее при помощи терки, потребовались бы недели или даже месяцы, да и терка от такой работы быстро бы сносилась. Зубы этим улиткам заменяют слюна – четырехпроцентный раствор серной кислоты. И не считайте это чем-то особенным, ведь выделяют железистые клетки желудка человека соляную кислоту, почему же моллюскам не обзавестись серной?
Кислота, которой располагают улитки, настолько сильна, что слюна, попадая на мрамор, шипит и пузырится и легко растворяет раковины моллюсков. Нападая на свою жертву, улитки выделяют каплю слюны, которая разрыхляет небольшой участок раковины. Затем хищница расчищает отверстие при помощи терки и, засунув в него хоботок, поглощает теперь уже беззащитную жертву.
Не всегда достаточно измельчить пищу, чтобы она легко прошла в глотку. Поэтому в подготовительном цехе наряду с механическим отделом возникла химическая бригада – большие и малые слюнные железы. Слюна выполняет много важных функций, но, видимо, главная – смочить пищевой комок, без чего ему трудно протиснуться в пищевод. Кому довелось наблюдать наших европейских болотных черепах, мог легко убедиться, как важны слюни. У болотных черепах нет слюнных желез, ведь они поедают свою добычу в воде, обильно запивая каждый глоток. Зато на суше они беспомощны: сухая, ничем не смоченная пища никак не лезет им в глотку.
Слюна большинства животных содержит вещества (ферменты), которые оказывают первое химическое воздействие на поглощаемую пищу. Развивая впоследствии эти свойства, природа сделала слюну слегка ядовитой. Ведь на влажной оболочке рта, на остатках пищи, застрявшей между зубами, норовило поселиться множество микроорганизмов, большинство из которых вредны для организма.
Обычно, если природа затевает эксперименты с ядами, то не останавливается на полпути, а обязательно создает что-нибудь способное вызвать настоящий ужас. Пример тому ядовитые змеи, чьи укусы даже для человека могут быть смертельны.
Откуда же берется змеиный яд? Оказывается, это всего-навсего змеиные слюнки. Яд вырабатывается слегка измененными слюнными железами, но их проток открывается в канал, проходящий внутри зуба. Яд выделяется только во время укуса при надавливании на специальный мешочек, расположенный у основания зуба, и весь целиком попадает в рану.
Некоторые змеи сумели неплохо усовершенствовать свое грозное оружие. Кобры (розовая и зебра) и другие африканские змеи, видимо, чтобы мы не забыли, что яд – это всего лишь слюнки, научились неплохо плеваться. Ядовитые зубы у них устроены несколько иначе, чем у прочих собратьев. Канал, по которому выпрыскивается яд, открывается не на самом кончике зуба, а довольно далеко от него (видимо, так удобнее плеваться) и имеет воронкообразно расширяющееся отверстие. Вот почему при неглубоком укусе яд может в ранку и не попасть, зато при плевке он рассеивается на мелкие капельки и летит довольно широким конусом. Поэтому площадь поражения змеиного выстрела, как и у дробового ружья, по мере увеличения расстояния возрастает.
Плюются змеи виртуозно и на очень большое расстояние, почти на 4 метра. Такая дальнобойность объясняется тем, что во время плевка змеи объединяют силу давления яда в мешочке, где он хранится, с инерцией движения, делая с выпрыскиванием яда сильный бросок головой вперед. Если яд попадет в глаза, на слизистую оболочку носа или в рот мелким млекопитающим, они погибнут. Это оружие дальнего действия значительно эффективнее, чем у большинства ядовитых змей.
Слюнки ядовиты не только у змей. В Тихом океане в районе островов Фиджи, Новой Гвинеи и Самоа живут брюхоногие моллюски – конусы с длинными, до 15 сантиметров, и очень красивыми раковинами. Однако брать живых конусов в руки опасно, коварный моллюск непременно укусит острыми зубами терки. Яд конусов, особенно крупных, для человека смертелен.
Зубы одинаково важны как для хищных, так и для травоядных животных. Известный индийский охотник Джим Корбетт описывает несколько случаев, когда потеря всего лишь одного клыка вынуждала тигра нападать на домашних животных и даже на людей, так как с крупными дикими копытными животными (его обычная пища) он уже справиться не мог.
Вероятно, наибольшую нагрузку зубам дают грызуны. При этом даже самые острые зубы, отлитые из самого твердого металла, могут быстро сноситься. Выход один – расти. И действительно, у грызунов передние зубы растут непрерывно, да так быстро, что если лишить животное твердой пищи и зубы перестанут снашиваться, то вырастут до невероятных размеров и сделают своего обладателя инвалидом. У крыс за месяц резцы отрастают на 3 сантиметра. К старости каждый зуб, если бы не стирался, достигал 70–100 сантиметров!
Продолжительность жизни слона лимитируется состоянием его зубов, так как на воле он питается растительным, подчас довольно жестким кормом, который перетирается мощными коренными зубами. Всего у слона две пары действующих зубов: одна – в верхней, другая – в нижней челюсти. Кроме того, в каждой челюсти есть по пять пар зубных зачатков. Когда наличные зубы снашиваются, они выпадают, а на смену вырастают новые, пока не износится шестая, последняя пара зубов. Питание слона постепенно ухудшается, и это приводит его к гибели.
Чрезвычайно важны зубы для хищных рыб.
У акул вся внутренняя поверхность челюстей усеяна зубами. Зубы расположены правильными шеренгами и загнуты остриями назад. Это позволяет рыбам крепко удерживать добычу. Конечно, больше всего работы падает на самые передние шеренги зубов, они изнашиваются быстрее всего. И акулам пришлось бы очень плохо, если бы их «передние» зубы не сменялись новыми. Ведь они у акул всю жизнь движутся. Пригнувшись, как солдаты во время атаки, развернутым строем шеренга за шеренгой медленно, но неуклонно ведут наступление, шаг за шагом продвигаясь вперед к краю челюсти. Передние шеренги старых, изношенных зубов постепенно вылезают изо рта наружу и, полюбовавшись на свет божий, выпадают, а их места занимают следующие. Поработав вволю и основательно поистершись, и эти, в свою очередь, лезут на волю, освобождая место следующим. И так всю жизнь. У некоторых вымерших ископаемых акул они не выпадали, и к старости у такой рыбы передняя часть рыла оказывалась сплошь усаженной зубами. Способность акульих зубов перемещаться дает возможность рыбам до глубокой старости сохранять в боевой готовности свое страшное оружие.
Если зубы предназначаются только для того, чтобы измельчать пищу, не обязательно им находиться во рту. Иногда даже выгодно, чтобы они покинули подготовительный цех и перебрались куда-нибудь подальше в следующие отделы. У карповых рыб рот беззубый, зато в глотку палец им лучше не совать, именно туда переместились зубы, и вся первичная обработка пищи производится там.
У некоторых хищных рыб и хищных морских черепах зубы ушли в пищевод. Это, собственно, не настоящие зубы, а очень острые и иногда достаточно большие шипы, которые нужны, чтобы живая добыча не могла вырваться из желудка и удрать. Густо усеянный шипами пищевод очень напоминает шкурку ежа или ехидны. Шипы все, как один, направлены своими остриями в сторону желудка, поэтому пища может двигаться только туда. Путь назад для нее накрепко закрыт.
Если нет собственных зубов, приходится пользоваться протезами. У птиц пища размельчается с помощью камешков. В толстостенном мускульном желудке, обладающем значительной силой, зерна, попавшие между камешками, легко перетираются, как в жерновах.
Камешки в птичьих желудках вещь обыденная. Кто не сталкивался с ней, потроша курицу? А между тем явление это во многом еще загадочно. Что заставляет птиц глотать камни, ведь не чувство же голода? Как узнают птицы, что камни в желудке поистерлись и их следует заменить новыми? Чем руководствуются они, выбирая из кучи песка лишь камешки, обладающие достаточной прочностью? Ответов на эти вопросы пока еще нет.
Глотают камешки не одни только птицы. Булыжники весом 350–500 граммов нередко находят в желудках китов, моржей и тюленей. Эти камни животные время от времени отрыгивают, и на лежбищах, где ластоногие проводят много времени, скапливается масса (целые россыпи) принесенных со дна моря камней. Можно подумать, что звери решили создать на берегу настоящий геологический музей.
Ученые пока еще не смогли точно установить, зачем морские млекопитающие загружают свой пищеварительный тракт столь необычными предметами. Возможно, камни, как и у птиц, помогают растирать твердые части пищи: раковины моллюсков и хитиновые панцири членистоногих. Может, служат лишь средством борьбы с кишечными паразитами, которые очень досаждают ластоногим.
Особенно часто камни заглатываются в те периоды, когда звери подолгу не едят. Отсюда возникло предположение, что поедание камней предохраняет желудок от атрофии (атрофия – это уменьшение в размере какого-либо органа или ткани, сопровождающееся утратой их функций), так сказать, дает ему работу, когда он оказывается не у дел.
Не исключено, однако, что у морских млекопитающих это никак не связано с процессами пищеварения. Некоторые ученые склоняются к мысли, что камни становятся необходимы, когда звери особенно хорошо питаются и сильно жиреют. Их средний удельный вес падает, и животным становится все трудней и трудней погружаться в воду. Возможно, чтобы увеличить свой вес, и приходится морским скитальцам брать «на борт» балласт – глотать всевозможные камни. Расчеты показывают, что количество балласта вполне достаточное, в желудке некоторых тюленей находили до 11 килограммов камней.
Далеко не во всех случаях зубы оказывались самым удачным инструментом, и тогда природа без сожаления заменяла их более совершенными техническими средствами. Многие переднежаберные улитки питаются моллюсками, причем довольно крупными, одетыми в крепкую раковину. Чтобы прогрызть ее при помощи терки, потребовались бы недели или даже месяцы, да и терка от такой работы быстро бы сносилась. Зубы этим улиткам заменяют слюна – четырехпроцентный раствор серной кислоты. И не считайте это чем-то особенным, ведь выделяют железистые клетки желудка человека соляную кислоту, почему же моллюскам не обзавестись серной?
Кислота, которой располагают улитки, настолько сильна, что слюна, попадая на мрамор, шипит и пузырится и легко растворяет раковины моллюсков. Нападая на свою жертву, улитки выделяют каплю слюны, которая разрыхляет небольшой участок раковины. Затем хищница расчищает отверстие при помощи терки и, засунув в него хоботок, поглощает теперь уже беззащитную жертву.
Не всегда достаточно измельчить пищу, чтобы она легко прошла в глотку. Поэтому в подготовительном цехе наряду с механическим отделом возникла химическая бригада – большие и малые слюнные железы. Слюна выполняет много важных функций, но, видимо, главная – смочить пищевой комок, без чего ему трудно протиснуться в пищевод. Кому довелось наблюдать наших европейских болотных черепах, мог легко убедиться, как важны слюни. У болотных черепах нет слюнных желез, ведь они поедают свою добычу в воде, обильно запивая каждый глоток. Зато на суше они беспомощны: сухая, ничем не смоченная пища никак не лезет им в глотку.
Слюна большинства животных содержит вещества (ферменты), которые оказывают первое химическое воздействие на поглощаемую пищу. Развивая впоследствии эти свойства, природа сделала слюну слегка ядовитой. Ведь на влажной оболочке рта, на остатках пищи, застрявшей между зубами, норовило поселиться множество микроорганизмов, большинство из которых вредны для организма.
Обычно, если природа затевает эксперименты с ядами, то не останавливается на полпути, а обязательно создает что-нибудь способное вызвать настоящий ужас. Пример тому ядовитые змеи, чьи укусы даже для человека могут быть смертельны.
Откуда же берется змеиный яд? Оказывается, это всего-навсего змеиные слюнки. Яд вырабатывается слегка измененными слюнными железами, но их проток открывается в канал, проходящий внутри зуба. Яд выделяется только во время укуса при надавливании на специальный мешочек, расположенный у основания зуба, и весь целиком попадает в рану.
Некоторые змеи сумели неплохо усовершенствовать свое грозное оружие. Кобры (розовая и зебра) и другие африканские змеи, видимо, чтобы мы не забыли, что яд – это всего лишь слюнки, научились неплохо плеваться. Ядовитые зубы у них устроены несколько иначе, чем у прочих собратьев. Канал, по которому выпрыскивается яд, открывается не на самом кончике зуба, а довольно далеко от него (видимо, так удобнее плеваться) и имеет воронкообразно расширяющееся отверстие. Вот почему при неглубоком укусе яд может в ранку и не попасть, зато при плевке он рассеивается на мелкие капельки и летит довольно широким конусом. Поэтому площадь поражения змеиного выстрела, как и у дробового ружья, по мере увеличения расстояния возрастает.
Плюются змеи виртуозно и на очень большое расстояние, почти на 4 метра. Такая дальнобойность объясняется тем, что во время плевка змеи объединяют силу давления яда в мешочке, где он хранится, с инерцией движения, делая с выпрыскиванием яда сильный бросок головой вперед. Если яд попадет в глаза, на слизистую оболочку носа или в рот мелким млекопитающим, они погибнут. Это оружие дальнего действия значительно эффективнее, чем у большинства ядовитых змей.
Слюнки ядовиты не только у змей. В Тихом океане в районе островов Фиджи, Новой Гвинеи и Самоа живут брюхоногие моллюски – конусы с длинными, до 15 сантиметров, и очень красивыми раковинами. Однако брать живых конусов в руки опасно, коварный моллюск непременно укусит острыми зубами терки. Яд конусов, особенно крупных, для человека смертелен.
Тысячелетняя тайна раскрыта
Еще первобытные люди знали, что пища, попав в желудок человека и животных, переваривается. Свежуя туши убитых животных, они, конечно, заглядывали и в желудок. Ведь и теперь редкая хозяйка устоит от соблазна узнать, что съела на обед щука и нет ли в курином желудке среди камешков и песка чего-нибудь особо интересного. Охотники, вскрывая животных, вместо мяса, травы и семян находили в желудках и кишечнике своей добычи кашеобразную массу. Создавалось впечатление, что пища здесь варится.
О том, как это происходит, узнали значительно позже. Съеденная пища изменяется не под действием тепла: в желудке даже самых «горячих» теплокровных температура не бывает выше 38–43 градусов. Этого явно недостаточно. Переваривание идет с помощью пищеварительных соков, в которых содержатся особые ферменты.
Желудочно-кишечный тракт человека и животных – сложная химическая лаборатория. Поступающая сюда пища измельчается, смешивается с различными пищеварительными соками и постепенно продвигается из одного отдела в другой. В каждом отделе пищевая масса задерживается ровно столько, сколько необходимо для ее обработки, в каждом отделе на нее изливаются особые вещества. По мере переваривания, то есть разложения сложных химических веществ на простые (белков – на аминокислоты, жиров – на глицерин и жирные кислоты, углеводов – на моносахариды), происходит их всасывание. То, что не может быть переварено и использовано организмом, выбрасывается.
Много трудностей стояло на пути изучения этого процесса. Лишь в конце прошлого столетия великий русский ученый Иван Петрович Павлов завершил детальное изучение работы основных пищеварительных желез. Их оказалось немало, а главное, выяснилось, что для каждого вида пищи они приготовляют особый состав пищеварительных соков. За эти исследования академик Павлов получил высшую международную награду – Нобелевскую премию. Казалось, основная тайна пищеварения раскрыта. Однако радоваться было рано. Повторить весь процесс переваривания пищи в пробирке, вливая туда последовательно нужные пищеварительные соки, как это происходит у живых организмов, никому не удавалось. Нет, пища переваривалась и в пробирке, но только очень-очень медленно, намного медленнее, чем в желудочно-кишечном тракте.
Недавно советским ученым удалось разгадать и эту тайну. Выявилась удивительная вещь: пища, которая касается стенок кишечника, переваривается значительно быстрее, чем внутри пищевой массы. Нечто похожее происходит, когда готовят пищу на сковородке: то, что непосредственно касается ее стенок, поджаривается гораздо быстрее. Здесь дело понятное, ведь стенки сковородки много горячее, чем остальная пища, но почему стенка кишечника ускоряет переваривание, она же совсем не горяча?
Первым делом нужно было выяснить, действительно ли стенка кишечника ускоряет переваривание. Чтобы убедиться в этом, проделали следующий опыт. В одну из двух пробирок, содержащих одинаковое количество смеси крахмала и амилазы (фермента, расщепляющего крахмал), добавили кусочек кишки, взятой от свежеубитого животного. Здесь расщепление крахмала шло значительно быстрее. Значит, действительно стенка кишки ускоряет переваривание пищи. Как же оно происходит?
Проделали другой опыт. В пробирку с раствором крахмала на некоторое время положили кусочек кишки. Предполагали, что, если в кишке содержатся какие-то вещества, ускоряющие переваривание, они выделятся в пробирку. Затем кишку извлекли и к крахмалу прибавили амилазу. Переваривание шло по-прежнему медленно.
Может быть, из кусочка кишки не успело выделиться достаточного количества этого предполагаемого вещества? Провели новый опыт. Из кишечника свежеубитого животного приготовили экстракт. Уж в экстракте-то предполагаемое вещество должно было бы быть! Но прибавление экстракта в пробирку с крахмалом и амилазой не ускоряло переваривания. Значит, в стенке кишки никаких необходимых для переваривания веществ нет. В чем же дело?
Загадка разрешилась неожиданно. Помогало перевариванию устройство самой кишечной стенки. На поверхности клеток кишечного эпителия, обращенной в просвет кишки, есть ультрамикроскопические отросточки. Каждая клетка имеет приблизительно три тысячи таких отросточков! Благодаря этому площадь всей поверхности кишки очень велика. На этой огромной поверхности адсорбируются, то есть осаждаются, и удерживаются большие количества пищеварительных ферментов. Они выполняют роль катализаторов, ускоряя химические реакции. Ферменты вступают в химическое взаимодействие с участниками реакции, но после ее завершения вновь восстанавливают свой химический состав. Вот почему даже малые количества катализаторов могут вызвать заметное увеличение скорости химических реакций.
Естественно, что на поверхности кишечной стенки, где концентрация ферментов во много раз выше, чем внутри пищевой массы, переваривание идет очень энергично. Не беда, что общее количество ферментов не велико, ведь они могут многократно использоваться. Гораздо важнее, что они здесь находятся в очень высокой концентрации, поэтому даже малые количества обеспечивают большую скорость переваривания пищи.
Таким образом, пища переваривается в два этапа. На первом этапе внутри пищевого комка (где концентрация фермента невелика), движущегося по желудочно-кишечному тракту. Здесь происходит только первичная обработка пищи, пищевые комки распадаются на более мелкие, а те, в свою очередь, на отдельные молекулы. Основная же тяжесть по перевариванию пищи, разрушение молекул, падает на второй этап, когда пищеварение идет в пристеночном слое.
Пристеночное пищеварение, так назвали ученые этот способ переваривания пищи, дает организму массу преимуществ. Во-первых, возможность с помощью малых количеств ферментов обеспечить очень высокую скорость процессов, о чем уже говорилось. Во-вторых, большую экономию пищеварительных ферментов. Те ферменты, что адсорбируются на стенке кишки, сохраняются и долгое время служат организму, тогда как ферменты, попавшие внутрь пищевого комка, вместе с остатками непереваренной пищи выводятся наружу и теряются для организма. И наконец, в-третьих, окончательно переваренная, готовая для всасывания в кровь пища оказывается именно там, где и происходит всасывание: у самой кишечной стенки. Это очень ускоряет и улучшает всасывание. Сделанное открытие позволило разгадать еще одну тайну. Уже давно врачи замечали, что иногда у человека некоторые пищеварительные железы вследствие заболевания почти прекращают свою работу, а больные этого не замечают, на их пищеварении это почти не отражается. Как же тогда переваривается пища, оставалось загадкой. Теперь она разъяснилась. Крохотные количества ферментов, выделяемые больной железой, адсорбируются кишечной стенкой, накапливаются и сохраняются. Это и обеспечивает нормальное переваривание пищи.
О том, как это происходит, узнали значительно позже. Съеденная пища изменяется не под действием тепла: в желудке даже самых «горячих» теплокровных температура не бывает выше 38–43 градусов. Этого явно недостаточно. Переваривание идет с помощью пищеварительных соков, в которых содержатся особые ферменты.
Желудочно-кишечный тракт человека и животных – сложная химическая лаборатория. Поступающая сюда пища измельчается, смешивается с различными пищеварительными соками и постепенно продвигается из одного отдела в другой. В каждом отделе пищевая масса задерживается ровно столько, сколько необходимо для ее обработки, в каждом отделе на нее изливаются особые вещества. По мере переваривания, то есть разложения сложных химических веществ на простые (белков – на аминокислоты, жиров – на глицерин и жирные кислоты, углеводов – на моносахариды), происходит их всасывание. То, что не может быть переварено и использовано организмом, выбрасывается.
Много трудностей стояло на пути изучения этого процесса. Лишь в конце прошлого столетия великий русский ученый Иван Петрович Павлов завершил детальное изучение работы основных пищеварительных желез. Их оказалось немало, а главное, выяснилось, что для каждого вида пищи они приготовляют особый состав пищеварительных соков. За эти исследования академик Павлов получил высшую международную награду – Нобелевскую премию. Казалось, основная тайна пищеварения раскрыта. Однако радоваться было рано. Повторить весь процесс переваривания пищи в пробирке, вливая туда последовательно нужные пищеварительные соки, как это происходит у живых организмов, никому не удавалось. Нет, пища переваривалась и в пробирке, но только очень-очень медленно, намного медленнее, чем в желудочно-кишечном тракте.
Недавно советским ученым удалось разгадать и эту тайну. Выявилась удивительная вещь: пища, которая касается стенок кишечника, переваривается значительно быстрее, чем внутри пищевой массы. Нечто похожее происходит, когда готовят пищу на сковородке: то, что непосредственно касается ее стенок, поджаривается гораздо быстрее. Здесь дело понятное, ведь стенки сковородки много горячее, чем остальная пища, но почему стенка кишечника ускоряет переваривание, она же совсем не горяча?
Первым делом нужно было выяснить, действительно ли стенка кишечника ускоряет переваривание. Чтобы убедиться в этом, проделали следующий опыт. В одну из двух пробирок, содержащих одинаковое количество смеси крахмала и амилазы (фермента, расщепляющего крахмал), добавили кусочек кишки, взятой от свежеубитого животного. Здесь расщепление крахмала шло значительно быстрее. Значит, действительно стенка кишки ускоряет переваривание пищи. Как же оно происходит?
Проделали другой опыт. В пробирку с раствором крахмала на некоторое время положили кусочек кишки. Предполагали, что, если в кишке содержатся какие-то вещества, ускоряющие переваривание, они выделятся в пробирку. Затем кишку извлекли и к крахмалу прибавили амилазу. Переваривание шло по-прежнему медленно.
Может быть, из кусочка кишки не успело выделиться достаточного количества этого предполагаемого вещества? Провели новый опыт. Из кишечника свежеубитого животного приготовили экстракт. Уж в экстракте-то предполагаемое вещество должно было бы быть! Но прибавление экстракта в пробирку с крахмалом и амилазой не ускоряло переваривания. Значит, в стенке кишки никаких необходимых для переваривания веществ нет. В чем же дело?
Загадка разрешилась неожиданно. Помогало перевариванию устройство самой кишечной стенки. На поверхности клеток кишечного эпителия, обращенной в просвет кишки, есть ультрамикроскопические отросточки. Каждая клетка имеет приблизительно три тысячи таких отросточков! Благодаря этому площадь всей поверхности кишки очень велика. На этой огромной поверхности адсорбируются, то есть осаждаются, и удерживаются большие количества пищеварительных ферментов. Они выполняют роль катализаторов, ускоряя химические реакции. Ферменты вступают в химическое взаимодействие с участниками реакции, но после ее завершения вновь восстанавливают свой химический состав. Вот почему даже малые количества катализаторов могут вызвать заметное увеличение скорости химических реакций.
Естественно, что на поверхности кишечной стенки, где концентрация ферментов во много раз выше, чем внутри пищевой массы, переваривание идет очень энергично. Не беда, что общее количество ферментов не велико, ведь они могут многократно использоваться. Гораздо важнее, что они здесь находятся в очень высокой концентрации, поэтому даже малые количества обеспечивают большую скорость переваривания пищи.
Таким образом, пища переваривается в два этапа. На первом этапе внутри пищевого комка (где концентрация фермента невелика), движущегося по желудочно-кишечному тракту. Здесь происходит только первичная обработка пищи, пищевые комки распадаются на более мелкие, а те, в свою очередь, на отдельные молекулы. Основная же тяжесть по перевариванию пищи, разрушение молекул, падает на второй этап, когда пищеварение идет в пристеночном слое.
Пристеночное пищеварение, так назвали ученые этот способ переваривания пищи, дает организму массу преимуществ. Во-первых, возможность с помощью малых количеств ферментов обеспечить очень высокую скорость процессов, о чем уже говорилось. Во-вторых, большую экономию пищеварительных ферментов. Те ферменты, что адсорбируются на стенке кишки, сохраняются и долгое время служат организму, тогда как ферменты, попавшие внутрь пищевого комка, вместе с остатками непереваренной пищи выводятся наружу и теряются для организма. И наконец, в-третьих, окончательно переваренная, готовая для всасывания в кровь пища оказывается именно там, где и происходит всасывание: у самой кишечной стенки. Это очень ускоряет и улучшает всасывание. Сделанное открытие позволило разгадать еще одну тайну. Уже давно врачи замечали, что иногда у человека некоторые пищеварительные железы вследствие заболевания почти прекращают свою работу, а больные этого не замечают, на их пищеварении это почти не отражается. Как же тогда переваривается пища, оставалось загадкой. Теперь она разъяснилась. Крохотные количества ферментов, выделяемые больной железой, адсорбируются кишечной стенкой, накапливаются и сохраняются. Это и обеспечивает нормальное переваривание пищи.