Волков В
Тайна кашалота
В.Волков
Тайна кашалота
14 августа. 1884 года лондонская "Таймс" поместила небольшую заметку. Это было первое сообщение о нападении кашалота на подводный кабель связи. С тех пор прошло немало лет, и работников кабельных судов, точно так же, как и океанологов, уже не удивляют проделки исполинских млекопитающих.
Чем же объяснить такое странное поведение кашалотов? Многие мили проплывают они над самым дном в поисках добычи. И вдруг животное замечает длинного "морского змея". Вероятней всего, киты начинают принимать кабель за щупальца извечного своего врага - гигантского кальмара. Кашалот бросается в атаку. Захватив кабель нижней челюстью, он пытается сначала раскусить его, потом разорвать. Но не тут-то было. Морской кабель связи - вещь чрезвычайно прочная. Кашалот рвется вверх, в стороны, вздымает облака мути и окончательно запутывается в кабеле. Лишь однажды колоссальному кашалоту длиной в двадцать один метр удалось разорвать кабель.
Но не в борьбе с кабелем скрыта величайшая тайна кашалотов, которую ученые решили во что бы то ни стало раскрыть. В сущности, мы бы вообще могли не рассказывать о единоборстве морского исполина с неодушевленным хозяйством международного телеграфа, если бы это единоборство не явилось ярчайшей иллюстрацией к одному весьма интересному выводу. Дело в том, что кабели прокладываются иногда на весьма солидных глубинах - две-три тысячи и более метров.
А поскольку кашалот становится их пленником, то мы можем сделать один-единственный вывод: животное способно опуститься на такие глубины.
Больше ничего нам и не остается, как удивляться изумительной способности кашалотов выдерживать такт колоссальные давления. Достаточно сказать, что на глубине двух тысяч метров вода давит на каждый квадратный сантиметр поверхности с силой в двести килограммов. Это в двести раз больше, чем на поверхности! Никому из представителей наземных млекопитающих не приходится встречаться с такими условиями. На первый взгляд кажется, что глубины расплющат в лепешку даже такого гиганта, как кашалот. Но на деле этого не случается. А почему?
Долгое время среди ученых господствовало, мнение, что представители семейства китовых каким-то образом умеют "защитить" свое тело от страшного давления океанских бездн. Считалось, что когда кит ныряет, то его внутренние органы или вообще защищены от внешнего давления, или же вода давит на них с силой, не превышающей пяти-шести атмосфер.
Сейчас очевидно, что такие предположения ни в коей мере не соответствуют истине. Действительно, разве могут мускульные ткани, как бы сильно они ни были напряжены, выдержать давление, которому не могут противостоять даже стальные обшивки подводных лодок? Недаром ведь ни подводным лодкам, ни водолазам, одетым в стальной тяжелый скафандр, не удается опуститься ниже трехсот пятидесяти метров.
Эту роковую границу могут преодолеть лишь специально оборудованные и защищенные батискафы.
Но это хотя и убедительный, но все-таки в какой-то мере косвенный довод. Сомнения остаются. Кто знает, а может быть, в воде мускулы кашалота крепче стальных?
Чтобы рассеять и эти сомнения, приведем еще один довод. В самом деле, не может быть никаких сомнений в том, что находящаяся в поверхностных сосудах кожи и ротовой полости кровь испытывает давление, равное внешнему гидростатическому. Не так ли? Но система кровообращения едина, и мы можем применять к ней знакомый со школьной скамьи закон сообщающихся сосудов. Из этого закона следует, что во всей кровеносной системе, во всех внутренних органах кашалота или кита должно установиться гидростатическое давление такое же, как и в поверхностных сосудах.
Рассчитывая на особенно упорных скептиков, можно привести один довод. Хорошо известно, что кашалот охотится на глубине сотен метров и проглатывает там своих жертв: рыб, осьминогов, кальмаров, в теле которых господствует гидростатическое давление. Но это значит, что в желудке и в кишечнике кита давление тоже должно быть уравновешено с внешним. Иначе каждая проглоченная рыба разорвется внутри бедного кашалота, как граната. Моряки знают, как лопается быстро вытащенный на поверхность глубоководный обитатель.
Так, нам остается лишь констатировать факт, что кашалот способен противостоять колоссальным давлениям. Исходя из этого факта, сотрудник Института морфологии животных имени А. Н. Северцова АН СССР кандидат биологических наук А. В. Яблоков высказал исключительно смелую и чрезвычайно заманчивую гипотезу. Суть этой гипотезы можно уместить в коротком вопросительном предложении: "Если кашалот может погружаться на многие сотни метров и безболезненно переносить возникающие при этом давления, то почему этого не может сделать человек?"
Неожиданный вопрос, не правда ли? Неожиданный, но вполне закономерный и отнюдь не праздный.
В сущности, между строением тела кашалота и тела человека нет никаких принципиальных различий. Мы с вами принадлежим к тому же классу млекопитающих, что и киты. Просто мы стоим на разных ступеньках эволюционного дерева. Далекие предки человека покинули воду, а предки кита остались в этой колыбели жизни. Не удивительно поэтому, что мы утратили, а киты приобрели способность приспосабливаться к внешнему давлению. Посмотрим, какие приспособления позволяют глубоко ныряющим китам и кашалотам долго оставаться в глубине, не возобновляя запаса воздуха. Эти приспособления довольно хорошо изучены. В сущности, их можно разделить на два типа. Первый - хитроумная система клапанов, препятствующих выжиманию воздуха из легких на глубине. Второй колоссальные запасы особого дыхательного пигмента - миоглобина, связывающего кислород в мышцах. Если вам когда-нибудь придется побывать на разделочной площадке какого-нибудь китокомбината, то вы обратите, внимание на то, что мясо исполинских животных очень темное. Это работа миоглобина.
Когда кит находится на поверхности, то шум его дыхания слышен за много метров. Опытный китобой может обнаружить кита в полной темноте, ориентируясь только на этот шум. Кит дышит, кит вентилирует легкие. Но не только легкие запасают кислород; весь организм тоже. Поэтому мышцы долгое время не нуждаются в притоке свежей крови, несущей живительный газ. Здесь-то мы и подходим непосредственно к научной идее рассказа "Соприкосновенье".
Подобно китам, герои рассказа долгое время могли оставаться под водой, потому что кислород для дыхания был предусмотрительно запасен в молекулах оксимиоглобина. А тот кислород, который находится в крови, идет только на снабжение центральной нервной системы. Какое бы давление ни господствовало в глубинах, организму оно не страшно. Ведь ткани тела, как известно, состоят почти из одной только жидкости, а жидкости несжимаемы!
Внутренние органы тоже будут работать нормально на любой глубине.
Чтобы убедиться в этом, достаточно решить простейшие задачки. Прежде всего, давление крови. Оно слагается из внешнего гидростатического плюс давление, развиваемое сердечной мышцей. Поэтому кровь по сосудам будет двигаться под ударами сердца совершенно независимо от глубины. Главное, чтобы в организме быстро установилось давление окружающей среды. То же можно сказать о деятельности почек, кишечника и т. п.
Вот и получается, что человек без всяких защитных скафандров может погружаться на колоссальные глубины. Да, именно глубины, а не только на дно неглубокого бассейна, как в рассказе С. Гансовского. И это не упрек автору, недаром же рассказ называется "Соприкосновенье"...
Но как создать в организме человека условия, близкие к китовым? Здесь нам придется вступить в область научных прогнозов.
Прежде всего, необходимо сохранить воздух в легких. Не дать глубинам сжать грудную клетку. В принципе это осуществимо при помощи системы клапанов, которые можно вмонтировать, ну хотя бы в специальную маску.
Вторая проблема - это такое насыщение организма кислородом, которое обеспечило бы бесперебойную работу внутренних органов в течение длительного времени.
Так что идея, научная идея создания в человеческом организме условий для долговременного пребывания на больших глубинах уже существует, хотя до ее практического осуществления, вероятно, еще очень далеко.
Биологам предстоит решить важнейшие проблемы: понизить чувствительность дыхательного центра в мозгу к накапливающейся в процессе работы организма углекислоте или же вообще найти способы ее выведения из организма; кроме того, еще неясно, как решить проблему быстрого погружения и всплытия. В общем, дел предстоит еще немало! Наука сегодняшнего дня вступила лишь в первое "соприкосновение" с замечательной и многообещающей тайной природы.
В. Волков, кандидат технических наук
Тайна кашалота
14 августа. 1884 года лондонская "Таймс" поместила небольшую заметку. Это было первое сообщение о нападении кашалота на подводный кабель связи. С тех пор прошло немало лет, и работников кабельных судов, точно так же, как и океанологов, уже не удивляют проделки исполинских млекопитающих.
Чем же объяснить такое странное поведение кашалотов? Многие мили проплывают они над самым дном в поисках добычи. И вдруг животное замечает длинного "морского змея". Вероятней всего, киты начинают принимать кабель за щупальца извечного своего врага - гигантского кальмара. Кашалот бросается в атаку. Захватив кабель нижней челюстью, он пытается сначала раскусить его, потом разорвать. Но не тут-то было. Морской кабель связи - вещь чрезвычайно прочная. Кашалот рвется вверх, в стороны, вздымает облака мути и окончательно запутывается в кабеле. Лишь однажды колоссальному кашалоту длиной в двадцать один метр удалось разорвать кабель.
Но не в борьбе с кабелем скрыта величайшая тайна кашалотов, которую ученые решили во что бы то ни стало раскрыть. В сущности, мы бы вообще могли не рассказывать о единоборстве морского исполина с неодушевленным хозяйством международного телеграфа, если бы это единоборство не явилось ярчайшей иллюстрацией к одному весьма интересному выводу. Дело в том, что кабели прокладываются иногда на весьма солидных глубинах - две-три тысячи и более метров.
А поскольку кашалот становится их пленником, то мы можем сделать один-единственный вывод: животное способно опуститься на такие глубины.
Больше ничего нам и не остается, как удивляться изумительной способности кашалотов выдерживать такт колоссальные давления. Достаточно сказать, что на глубине двух тысяч метров вода давит на каждый квадратный сантиметр поверхности с силой в двести килограммов. Это в двести раз больше, чем на поверхности! Никому из представителей наземных млекопитающих не приходится встречаться с такими условиями. На первый взгляд кажется, что глубины расплющат в лепешку даже такого гиганта, как кашалот. Но на деле этого не случается. А почему?
Долгое время среди ученых господствовало, мнение, что представители семейства китовых каким-то образом умеют "защитить" свое тело от страшного давления океанских бездн. Считалось, что когда кит ныряет, то его внутренние органы или вообще защищены от внешнего давления, или же вода давит на них с силой, не превышающей пяти-шести атмосфер.
Сейчас очевидно, что такие предположения ни в коей мере не соответствуют истине. Действительно, разве могут мускульные ткани, как бы сильно они ни были напряжены, выдержать давление, которому не могут противостоять даже стальные обшивки подводных лодок? Недаром ведь ни подводным лодкам, ни водолазам, одетым в стальной тяжелый скафандр, не удается опуститься ниже трехсот пятидесяти метров.
Эту роковую границу могут преодолеть лишь специально оборудованные и защищенные батискафы.
Но это хотя и убедительный, но все-таки в какой-то мере косвенный довод. Сомнения остаются. Кто знает, а может быть, в воде мускулы кашалота крепче стальных?
Чтобы рассеять и эти сомнения, приведем еще один довод. В самом деле, не может быть никаких сомнений в том, что находящаяся в поверхностных сосудах кожи и ротовой полости кровь испытывает давление, равное внешнему гидростатическому. Не так ли? Но система кровообращения едина, и мы можем применять к ней знакомый со школьной скамьи закон сообщающихся сосудов. Из этого закона следует, что во всей кровеносной системе, во всех внутренних органах кашалота или кита должно установиться гидростатическое давление такое же, как и в поверхностных сосудах.
Рассчитывая на особенно упорных скептиков, можно привести один довод. Хорошо известно, что кашалот охотится на глубине сотен метров и проглатывает там своих жертв: рыб, осьминогов, кальмаров, в теле которых господствует гидростатическое давление. Но это значит, что в желудке и в кишечнике кита давление тоже должно быть уравновешено с внешним. Иначе каждая проглоченная рыба разорвется внутри бедного кашалота, как граната. Моряки знают, как лопается быстро вытащенный на поверхность глубоководный обитатель.
Так, нам остается лишь констатировать факт, что кашалот способен противостоять колоссальным давлениям. Исходя из этого факта, сотрудник Института морфологии животных имени А. Н. Северцова АН СССР кандидат биологических наук А. В. Яблоков высказал исключительно смелую и чрезвычайно заманчивую гипотезу. Суть этой гипотезы можно уместить в коротком вопросительном предложении: "Если кашалот может погружаться на многие сотни метров и безболезненно переносить возникающие при этом давления, то почему этого не может сделать человек?"
Неожиданный вопрос, не правда ли? Неожиданный, но вполне закономерный и отнюдь не праздный.
В сущности, между строением тела кашалота и тела человека нет никаких принципиальных различий. Мы с вами принадлежим к тому же классу млекопитающих, что и киты. Просто мы стоим на разных ступеньках эволюционного дерева. Далекие предки человека покинули воду, а предки кита остались в этой колыбели жизни. Не удивительно поэтому, что мы утратили, а киты приобрели способность приспосабливаться к внешнему давлению. Посмотрим, какие приспособления позволяют глубоко ныряющим китам и кашалотам долго оставаться в глубине, не возобновляя запаса воздуха. Эти приспособления довольно хорошо изучены. В сущности, их можно разделить на два типа. Первый - хитроумная система клапанов, препятствующих выжиманию воздуха из легких на глубине. Второй колоссальные запасы особого дыхательного пигмента - миоглобина, связывающего кислород в мышцах. Если вам когда-нибудь придется побывать на разделочной площадке какого-нибудь китокомбината, то вы обратите, внимание на то, что мясо исполинских животных очень темное. Это работа миоглобина.
Когда кит находится на поверхности, то шум его дыхания слышен за много метров. Опытный китобой может обнаружить кита в полной темноте, ориентируясь только на этот шум. Кит дышит, кит вентилирует легкие. Но не только легкие запасают кислород; весь организм тоже. Поэтому мышцы долгое время не нуждаются в притоке свежей крови, несущей живительный газ. Здесь-то мы и подходим непосредственно к научной идее рассказа "Соприкосновенье".
Подобно китам, герои рассказа долгое время могли оставаться под водой, потому что кислород для дыхания был предусмотрительно запасен в молекулах оксимиоглобина. А тот кислород, который находится в крови, идет только на снабжение центральной нервной системы. Какое бы давление ни господствовало в глубинах, организму оно не страшно. Ведь ткани тела, как известно, состоят почти из одной только жидкости, а жидкости несжимаемы!
Внутренние органы тоже будут работать нормально на любой глубине.
Чтобы убедиться в этом, достаточно решить простейшие задачки. Прежде всего, давление крови. Оно слагается из внешнего гидростатического плюс давление, развиваемое сердечной мышцей. Поэтому кровь по сосудам будет двигаться под ударами сердца совершенно независимо от глубины. Главное, чтобы в организме быстро установилось давление окружающей среды. То же можно сказать о деятельности почек, кишечника и т. п.
Вот и получается, что человек без всяких защитных скафандров может погружаться на колоссальные глубины. Да, именно глубины, а не только на дно неглубокого бассейна, как в рассказе С. Гансовского. И это не упрек автору, недаром же рассказ называется "Соприкосновенье"...
Но как создать в организме человека условия, близкие к китовым? Здесь нам придется вступить в область научных прогнозов.
Прежде всего, необходимо сохранить воздух в легких. Не дать глубинам сжать грудную клетку. В принципе это осуществимо при помощи системы клапанов, которые можно вмонтировать, ну хотя бы в специальную маску.
Вторая проблема - это такое насыщение организма кислородом, которое обеспечило бы бесперебойную работу внутренних органов в течение длительного времени.
Так что идея, научная идея создания в человеческом организме условий для долговременного пребывания на больших глубинах уже существует, хотя до ее практического осуществления, вероятно, еще очень далеко.
Биологам предстоит решить важнейшие проблемы: понизить чувствительность дыхательного центра в мозгу к накапливающейся в процессе работы организма углекислоте или же вообще найти способы ее выведения из организма; кроме того, еще неясно, как решить проблему быстрого погружения и всплытия. В общем, дел предстоит еще немало! Наука сегодняшнего дня вступила лишь в первое "соприкосновение" с замечательной и многообещающей тайной природы.
В. Волков, кандидат технических наук