«Их отличный слух не снижается ни отсутствием наружного
уха, ни суженным, заросшим слуховым проходом. Дельфины воспринимают не
только звуки, но и инфра- и ультразвуки,
лежащие далеко за пределами человеческого слуха. Они прекрасно разбираются
в многоголосом хаосе моря и очень точно определяют, с какого направления
поступает звук. В воде это сделать не может ни одно наземное млекопитающее.
Вибрация
черепа под воздействием звуковых волн мешала бы такому определению, если
бы правое и левое ухо китообразных не были изолированы от костей черепа.
Среднее и внутреннее ухо помещаются в двух очень плотных костных образованиях:
первое в барабанной, а второе – в околоушной кости (…). Обе кости жестко связаны
и подвешены на короткой сухожильной связке одна над другой в обширной барабанной
полости черепа и со всех сторон окружены воздушными камерами, заполненными пеной
из жировой эмульсии. Эта пена, содержащая миллионы воздушных пузырьков, поглощает
все звуковые колебания, которые проводят череп, мускулатура и сало. Остается
единственный путь для звука попасть во внутреннее ухо – через наружный слуховой
проход и цепь косточек среднего уха. Но в 1964 году американский ученый К. Норрис
обнаружил и другой путь передачи звука – через нижнюю челюсть. Значение этого
волновода экспериментально подтвердили в 1968 году электрофизиологи США и Японии
Т. Буллок, А. Гринелл, Е. Икезоно и другие. Нижняя челюсть своим задним концом
вплотную подходит к ушной области дельфинов и в задней части имеет очень тонкие
наружные костные стенки. Этот участок Норрис и рассматривает как «акустическое
окно» для прохождения звука. При этом ход акустических лучей во время эхолокации
таков (…): локационный пучок, произведенный воздушными мешками, а затем отраженный
от костной стенки черепа и преломленный жировой подушкой (акустической линзой),
встречает на своем пути, например, рыбу. Отраженные от рыбы акустические лучи
возвращаются в ухо дельфина: сначала через кожу к самой тонкой части нижней челюсти
– костной мембране (0,3 мм толщиной), отсюда к внутричелюстному жировому телу
и, наконец, в ухо. При всем том имеет значение угол, под которым отраженные звуковые
волны падают на нижнюю челюсть и в зависимости от этого проводятся с различным
эффектом. Коэффициент звуковой передачи будет высоким, если угол падения звуковой
волны к нижней челюсти будет не менее 30°, точнее – от 30 до 90°. В связи с этим
обстоятельством и рассматривается привычка дельфина покачивать («сканнировать»)
головой при приближении его к добыче.
Сильное развитие нервно-рецепторного аппарата в нижней челюсти дельфинов может
служить дополнительным аргументом к концепции К. Норриса о поступлении акустической
информации через нижнюю челюсть. Дельфины, слуховые отверстия которых закрывались
присосками из латекса, продолжали спокойно пользоваться гидролокацией. В опытах
американских и японских исследователей восприятие звуков через нижнюю челюсть
оказалось в 6 раз выше, чем через слуховой проход.
Вот почему теперь думают, что наружный конец слухового прохода не играет большой
роли в проведении звуковых волн.
Ушные проходы дельфинов – тонкие, нитевидные, чуть изогнутые каналы – открываются
на обеих сторонах головы позади и чуть ниже уровня глаза. На середине пути канал
зарастает, но вновь появляется, входя в полость среднего уха. Барабанная перепонка
напоминает сложный зонтик, вершиной упирающийся в укороченную рукоятку молоточка.
Молоточек тонким концом связан с барабанной костью, толстым – с наковальней.
Все три слуховые косточки (молоточек, наковальня и стремечко) плотные, миниатюрные,
специализированные для передачи звуков и ультразвуков. Удельный вес их почти
в 1,5 раза больше, чем у человека. Амплитуда движения стремечка, примыкающего
к овальному окошечку, увеличивается по сравнению с амплитудой движения барабанной
перепонки почти в 30 раз, но во столько же раз теряет в силе. Это важное приспособление
к передаче звука в воде, где амплитуда той же самой звуковой волны по сравнению
с воздушной средой уменьшена почти в 60 раз, но во столько же раз усилено ее
давление. Барабанная кость (булла) – плотная и полая внутри камера, у усатых
китов – яйцевидная, а у дельфинов – полуцилиндрическая. С помощью мышц эта кость
может совершать небольшие перемещения относительно черепа, обеспечивая стереофонический
или объемный прием отраженных локационных щелчков.
Строение внутреннего уха сложное. Жестко подвешенная околоушная кость массивная
и плотная, с минимумом пустот. Улитка и сильно уменьшенный вестибулярный аппарат
занимают в этой кости очень скромное место. В улитке развиты вторичная спиральная
пластина и относительно маленький, жестко подвешенный кортиев орган. Слуховой
нерв достигает исключительно мощного развития. У афалины, например, улитка почти
такой же величины, как у человека, но слуховой нерв много толще: он достигает
в сечении 5 мм.
У китообразных, по мнению голландского ученого Рейсенбаха де Хаана, выполнены
все условия для развития оптимального подводного слуха и восприятия ультразвуковых
частот. Советский исследователь В. П. Зворыкин показал, что у дельфинов гораздо
сильнее, чем у человека, развиты подкорковые слуховые центры, что поставлено
в связь со способностью зубатых китов воспринимать ультразвуки. Височная же доля
коры больших полушарий лишь по глубине и количеству извилин превосходит височную
долю мозга человека, но по микроструктуре такого превосходства нет. Видимо, справедливо
мнение, что эхолокационная деятельность у дельфинов протекает больше на уровне
подкорки, чем на уровне слуховой коры мозга.»
Киты- очень своеобразные млекопитающие, которые вследствие постоянной жизни в воде больше похожи на рыб. Эта группа животных имеет характерный внешний облик и в то же время достигла значительного разнообразия. Киты составляют отдельный отряд Китообразных, однако термин этот собирательный. Обычно под этим словом подразумевают крупные виды, мелкие китообразные носят другие названия (дельфины, морские свиньи).
Горбатый кит, или горбач (Megaptera novaeangliae).
Самой яркой отличительной чертой этих зверей является размер. Действительно, все виды китов просто гиганты животного мира. Даже самые мелкие виды (карликовые кашалоты, например) достигают в длину 2-3 м и веса 400 кг, а большинство видов имеет длину 5-12 м и вес в несколько тонн. Самый крупный вид — голубой кит — достигает в длину 33 м и весит 150 т! Он в несколько раз превосходит по размеру даже самых крупных динозавров. Голубой кит является крупнейшим из всех живых существ когда-либо населявших нашу планету!
Для всех видов китов характерно вытянутое обтекаемое тело, очень короткая малоподвижная шея и крупная голова. Размер головы может сильно отличаться у разных видов: у мелких китов она составляет 1/5 длины тела, у крупных усатых китов ее величина может доходить до 1/4, а у кашалота голова составляет 1/3 часть тела. По строению зубов выделяют два подотряда китов — усатые и зубатые. У усатых китов зубов нет вообще, их заменяют гигантские роговые пластины, которые свисают во рту подобно бахроме. Называются они китовым усом.
Китовый ус в пасти кита.
У зубатых китов зубы есть, их форма и размер у разных видов варьируют. Также различным может быть и строение челюстей: у усатых китов нижняя челюсть намного крупнее верхней и подобна ковшу, у зубатых китов, наоборот, верхняя челюсть крупнее или равна по размерам нижней. Такие различия связаны с характером питания этих животных.
На голове горбатого кита хорошо видна разница в размере верхней и нижней челюстей.
Размер мозга у китов относительно большой, но это связано в первую очередь с развитием отделов головного мозга, отвечающих за слух. Киты как и дельфины обладают совершенными способностями к эхолокации, они испускают звуки различной частоты и по их отражению (эху) ориентируются в пространстве, находят пищу и общаются между собой. Так же как и дельфины киты подвержены непонятной патологии — они могут периодически выбрасываться на берег. Делают это животные несознательно (способность китов совершать самоубийство не более чем глупый предрассудок), но с таким упорством, что ученые до сих пор ломают головы над причиной столь странного поведения. Животные, выбросившиеся на берег, не всегда стары или больны, более того иногда усилиями спасателей их удается вернуть в море. Вероятнее всего первопричиной такой смерти являются нарушения в работе эхолота, вызванные многочисленными радиоисточниками (вся современная навигация использует мощные источники и ретрансляторы радиоволн). Такой электромагнитный «шум» в океане сбивает с толку гигантов и они приближаются к берегам, более того, привыкшие доверять своим чувствам, киты упорно стремятся в «правильном» направлении пока не попадут на мель. Другие органы чувств у китов развиты плохо: обоняние находится в зачаточном состоянии, зрение тоже слабовато.
На верхней части головы расположено дыхательное отверстие — дыхало. У более примитивных усатых китов оно состоит из двух отверстий («ноздрей»), у зубатых китов отверстие одно. Интересно, что во время выдоха влажный воздух из легких создает своеобразный фонтан, причем форма его зависит от вида кита.
Дыхало с двумя ноздрями на голове серого кита (Eschrichtius robustus).
Конечности китов устроены весьма необычно. Передние превратились в уплощенные плавники, причем их размер у разных видов может сильно отличаться. Например, у ремнезубов и кашалотов плавники маленькие, а наибольшего развития они достигают у горбатого кита.
Длинные плавники горбатого кита под водой напоминают крылья.
А вот задние конечности у китов отсутствуют вообще, на их месте в поясничном отделе позвоночника присутствуют лишь две маленьких косточки, к которым крепится мускулатура… половых органов. Движущую силу в теле кита создает мощный сдвоенный хвост, но это не видоизмененные задние ноги, как полагают некоторые.
Мощный хвост используется китами для движения и защиты.
Окраска китов разнообразная, но неброская. Чаще их тело имеет темную верхнюю сторону и более светлую нижнюю, у некоторых видов (полосатик Брайда) могут быть хорошо различимые полосы на нижней стороне головы. Такие виды как голубой, серый кит, кашалот имеют однотонную окраску серого или коричневого цвета.
Белуха (Delphinapterus leucas) получила свое название за редкий белый цвет кожи.
Распространены киты повсеместно по всем океанам (и некоторым морям) земного шара. Встречаются они только в глубоких водах, в заливы, устья рек и тому подобные мелководные места как правило не заходят. Обычно киты свободно перемещаются по океанским просторам, но их движение не хаотично. У каждого вида китов есть излюбленные места размножения, которые они посещают в определенный сезон. В остальное время киты нагуливают жир, но делают это в районах, удаленных от мест размножения. Таким образом киты совершают миграции с цикличностью в 1 год. Во время кормления киты плавают со скоростью 10-20 км/ч, но в случае опасности переходят на крейсерский ход в 50 км/ч. Взрослые самцы и неразмножающиеся самки держатся поодиночке, самки с детенышами, а также все животные в период размножения образуют стада из 5-15 особей. Внутри стада царит мирная обстановка: у китов нет внутренней иерархии, они не проявляют агрессию друг к другу, в случае опасности все члены стада стараются защититься общими усилиями, известны даже случаи взаимопомощи раненным собратьям. Вообще, киты своим огромным размером и неповоротливостью производят впечатление глупых и неинтересных животных. Но это ложное представление! Эти своеобразные животные наделены развитым интеллектом и по смышлености не уступают дельфинам. Например, известны случаи когда киты проявляли интерес к снимавшим их подводным фотографам — животные приближались к людям и даже пытались по-своему поиграть с ними, выталкивая на поверхность. Другой пример: китобои выследили самку кита с детенышем и убили последнего. Тушу китенка транспортировали к месту разделки на буксире. Все это время самка плыла рядом и пыталась снять труп детеныша с веревки. Плененные киты в неволе быстро привыкают к людям и способны выполнять трюки (в меру своих физических возможностей). Как и все высокоразвитые животные киты любят играть, при этом они высоко выпрыгивают из воды и громко бьют хвостами.
Малый полосатик (Balaenoptera acutorostrata).
Питаются киты различными морскими животными, причем в питании разных видов существует узкая специализация. Усатые киты едят исключительно планктон — мельчайших морских рачков. Добывают они его процеживая большие объемы воды. Для этого кит открывает рот и набирает в пасть воду…
Горбатые киты действуют открытым ртом как черпаком.
затем он языком словно поршнем выталкивает воду изо рта — вода свободно вытекает сквозь китовый ус, а рачки остаются.
Кит отцеживает воду с планктоном.
Зубатые киты питаются рыбой, которую ловят также не поштучно, а целыми стаями. Кашалоты специализируются на ловле глубоководной рыбы и моллюсков (главным образом кальмаров). Многие киты для охоты совершают длительные погружения, под водой они могут находиться до 1,5 ч. Рекордсменами по глубине погружения являются кашалоты, которых встречали на глубине 1 км!
Киты очень неплодовитые звери. Половой зрелости самки достигают к 7-15 годам, самцы — только к 15-25. При этом каждая особь участвует в размножении не чаще чем раз в 2 года. В брачном ритуале китов отсутствует не только агрессия, но и вообще какая-либо борьба. Самцы китов завоевывают внимание самок песнями! Голос китов на удивление тонкий для животных таких размеров. У каждого вида китов свой набор звуков, но даже особи одного вида отличаются по тональности голоса. Песня кита напоминает мелодичный стон и звучит очень громко. По свидетельствам дайверов во время пения кита толща воды вокруг вибрирует. Самки китов могут спариваться с несколькими самцами, так как борьба между представителями сильного пола отсутствует, отбор происходит весьма необычным способом. Оказывается, что половые железы китов имеют огромные размеры (у кашалота, например, до 10-20% от массы тела) и способны производить большое количество спермы. Таким образом среди нескольких самцов, спарившихся с одной самкой, побеждает тот, чей гормональный статус выше. Беременность у различных видов длится 11-18 месяцев. Самка рождает только одного детеныша, но крупного и развитого. Например, вес новорожденного голубого кита 2-3 тонны. Детеныш рождается хвостом вперед и с помощью матери подымается к поверхности для первого вдоха. Мать часто кормит детеныша очень жирным молоком, благодаря чему он быстро растет. Период лактации у китов относительно короткий — 5-7 месяцев. За это время детеныш успевает вырасти в 2 раза, затем его рост резко замедляется. Еще 1,5-2 года детеныш сопровождает мать, пользуясь ее защитой. У мелких и средних китов молодняк держится в стадах до достижения половой зрелости, а иногда и позже. Живут киты 50-70 лет.
Детеныш голубого кита (Balaenoptera musculus).
Казалось бы таким исполинским животным в этом мире ничто угрожать не может. В действительности киты очень уязвимы перед различными опасностями. В океане у китов нет врагов если не считать… собственных собратьев. Косатки (гигантские хищные дельфины, которых часто называют китами) нападают на другие виды китообразных. Косатки живут группами и действуют коллективно, поэтому их слаженной атаке с трудом противостоят даже взрослые киты, а детеныши и вовсе беззащитны. При нападении киты стараются спастись «бегством», уплывая от стада косаток на большой скорости. Если от преследования оторваться не удалось, кит сильными ударами хвоста пытается отбиться от нападающих, мать подплывает под детеныша снизу, стараясь прикрыть его своим телом.
Но и в отсутствие хищников у китов хватает проблем. Иногда эти животные испытывают… голод. Массовый промысел рыбы, глобальное потепление, смена морских течений подрывают кормовую базу китов и животные могут по несколько недель дрейфовать в «бесплодных» водах. Исследователям доводилось встречать крайне истощенных животных. В Северном Ледовитом океане киты часто попадают в ледовые ловушки. Так как киты дышат воздухом, они вынуждены регулярно всплывать чтобы пополнить его запасы. Если вокруг нет подходящих полыней, киты пробивают толщу льда головой, но это удается им не всегда. При большой толщине льда (или маленькой ширине полыньи) целые стада китов задыхаются подо льдом.
Малый полосатик в антарктических льдах.
В довершение всех бед на китов активно охотятся люди. Несмотря на внушительные размеры (точнее благодаря им) киты — привлекательная добыча для промысла. В туше кита нет бесполезных частей, в ход идет все: жир (ворвань), мясо, китовый ус, зубы, кожа. Кашалоты являются поставщиками весьма экзотичных продуктов — спермацета и амбры. Спермацет несмотря на название это вовсе не сперма кита, а жироподобное вещество из головного мозга. Амбру находят в кишечнике, она имеет приятный запах, за что и получила свое название. Оба вещества являются очень ценным сырьем в косметической промышленности и ценятся на мировом рынке чрезвычайно высоко.
В результате воздействия неблагоприятных факторов численность почти всех видов китов сильно сократилась, многие виды находятся на грани исчезновения. В этой связи принята Мировая конвенция по запрету промысла китов (тем более, что продукты китобойного промысла в наше время потеряли свою актуальность). Единственная страна, не подписавшая конвенцию, — Япония. Японские китобои до сих пор ведут массовый промысел всех китов без разбора, оправдываясь тем, что мясо китов… традиционный компонент японской кухни. С другой стороны широкую популярность получил туризм в местах размножения китов. Любители природы посещают такие места на небольших судах, за возможность понаблюдать за китами вживую и услышать их песни к туроператорам выстраиваются очереди. Попытки содержать китов в неволе натыкаются на множество препятствий: крупные виды китов нельзя содержать из-за их размеров, усатых китов невозможно накормить планктоном, поймать взрослого кита, не убив его, очень сложно. Неоднократные попытки ловить детенышей приводили к гибели малышей еще на этапе транспортировки. Только самые мелкие виды китов (белухи, гринды) приживаются в аквариумах, но там они не размножаются. Пожалуй, единственным способом сохранения этих уникальных зверей является повсеместный запрет их добычи и комплексная охрана водных ресурсов.
Тушу выброшенного на берег голубого кита разделывают для дальнейших научных исследований.
Биологический прогресс:
- увеличение количества особей,
- расширение ,
- увеличение количества подчиненных систематических единиц (например, внутри класса увеличивается количество отрядов).
Пример: крысы, тараканы, кошки.
Биологический регресс:
- уменьшение количества особей,
- сужение ареала,
- уменьшение количества подчиненных сис-единиц.
Примеры: киты, слоны, гепарды.
Способы достижения биологического прогресса
Ароморфоз:
- крупное изменение (в тестах выбираем изменение ; например, между "что-то у лягушек", "что-то у млекопитающих" и "что-то у растений" выбираем последнее, потому что растения – это самая крупная сис-единица из трех представленных)
- изменение, полезное в различных условиях
- приводит к возникновению крупных сис-единиц (типов, классов)
Идиоадаптация:
- небольшое изменение (в тестах выбираем изменение самой маленькой сис-единицы)
- полезное только в одних определенных условиях
- приводит к появлению небольших сис-единиц (видов, родов)
Выберите один, наиболее правильный вариант. Эволюция покрытосеменных растений по пути приспособления к опылению насекомыми – это пример
1) ароморфоза
2) дегенерации
3) идиоадаптации
4) биологического регресса
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие примеры иллюстрируют достижение биологического прогресса у растений путем ароморфозов?
1) наличие двойного оплодотворения
2) образование корней у папоротниковидных
3) снижение испарения путем образования воскового налета на листьях
4) усиление опушенности листьев у покрытосеменных растений
5) образование плодов с семенами у покрытосеменных растений
6) сокращение срока вегетации у растений, произрастающих в суровом климате
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Ластообразные конечности китов и дельфинов - это пример
1) идиоадаптации
2) дегенерации
3) ароморфоза
4) конвергенции
Ответ
1. Выберите из текста три предложения, которые описывают ароморфозы в эволюции органического мира. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Эволюционные преобразования ведут к морфо-физиологическому прогрессу. (2) Такие преобразования дают организмам новые возможности для освоения внешней среды с изменчивыми условиями жизни. (3) Например выход растений на сушу сопровождался появлением механических, проводящих, покровных тканей. (4) Адаптации, которые не связаны с радикальной перестройкой организма способствуют в эволюции освоению узких экологических ниш. (5) Например, у водных -цветковых растений слабо развита механическая ткань. (6) В листьях мхов имеются мертвые клетки для накопления воды.
Ответ
2. Выберите три предложения, которые верно характеризуют ароморфозы в эволюции органического мира. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Ароморфоз - путь эволюции, для которого характерны мелкие адаптации. (2) В результате ароморфоза формируются новые виды в пределах одной группы. (3) Благодаря эволюционным изменениям организмы осваивают новые среды обитания. (4) В результате ароморфоза произошёл выход животных на сушу. (5) К ароморфозам также относят формирование приспособлений к жизни на дне моря у камбалы и ската. (6) Они имеют уплощённую форму тела и окраску под цвет грунта. (7) Результатом ароморфоза служит формирование крупного таксона.
Ответ
3. Выберите три предложения, в которых охарактеризованы ароморфозы. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Появление новых признаков у организмов в процессе эволюции привело к освоению новой среды обитания, например обеспечило выход организмов на сушу. (2) Другие эволюционные изменения привели к повышению приспособленности организмов к конкретным условиям среды. (3) Появление лёгких и рычажных конечностей позволило земноводным освоить наземные биоценозы. (4) У земноводных сформировались приспособления к жизни в различных условиях: в прудах, реках, лиственных лесах. (5) Внутреннее оплодотворение, формирование яйца с запасом питательных веществ и зародышевыми оболочками позволили пресмыкающимся размножаться на суше. (6) У черепах сформировался костный панцирь, покрытый роговыми пластинами, который служит средством защиты.
Ответ
4. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания ароморфозов в эволюции животных. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Популяция является элементарной единицей эволюции. (2) В генофондах предковых групп закреплялись признаки, способствующие усложнению организации. (3) Изменение генофонда популяции может быть обусловлено конвергенцией. (4) Возникновение воздушного дыхания с помощью трахей или лёгочных мешков позволило членистоногим освоить сушу. (5) Разнообразие ротовых аппаратов позволяет насекомым питаться различной пищей, что ведёт к увеличению их численности. (6) Перестройки общего уровня организации, такие как теплокровность и живорождение, дали возможность животным освоить новые природные условия жизни.
Ответ
5. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания ароморфозов. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Эволюция птиц сопровождалась крупными изменениями в строении, существенно повышающими их уровень организации. (2) Наличие оперения, четырехкамерное сердце и теплокровность позволили им расселиться повсеместно на Земле. (3) Многие птицы приспособились к разным условиям обитания. (4) У водоплавающих птиц выделяется секрет копчиковой железы, которые делает перо ненамокаемым и сохраняет тепло в теле. (5) Плавательная перепонка между пальцами и особая форма клюва помогают им плавать и добывать пищу в воде. (6) Хорошо развитые полушария переднего мозга и мозжечок обуславливают сложное поведение птиц, заботу о потомстве и координацию сложных движений.
Ответ
1. Установите соответствие между преобразованием и направлением органической эволюции: 1) Идиоадаптация, 2) Ароморфоз. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) Появление семени
Б) Крупные, яркоокрашенные цветки
В) Двойное оплодотворение
Г) Приспособление к фотосинтезу
Д) Развитие воздушных полостей в плодах
Ответ
2. Установите соответствие между признаком птиц и направлением эволюции, в результате которого этот признак сформировался: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация
А) четырёхкамерное сердце
Б) окраска оперения
В) теплокровность
Г) наличие перьевого покрова
Д) ласты у пингвинов
Е) длинный клюв у птиц болот
Ответ
3. Установите соответствие между характером приспособления и направлением органической эволюции: 1) Ароморфоз, 2) Идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) Роющие лапы крота
Б) Редукция пальцев на ногах копытных
В) Возникновение полового размножения
Г) Появление шерсти у млекопитающих
Д) Развитие плотной кутикулы на листьях растений, обитающих в пустыне
Е) Мимикрия у насекомых
Ответ
4. Установите соответствие между примерами и путями достижения биологического прогресса в эволюции: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) цветок и плод у покрытосеменных растений
Б) наличие плавательных перепонок у водоплавающих птиц
В) четырехкамерное сердце у птиц
Г) колючки у кактуса
Д) обтекаемая форма тела кита
Е) двойное оплодотворение у цветковых растений
Ответ
5. Установите соответствие между примерами и путями достижения биологического прогресса в эволюции: 1) идиоадаптация, 2) ароморфоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соотвествующем буквам.
А) обтекаемая форма тела рыб
Б) появление анального отверстия у человеческой аскариды
В) триплоидный эндосперм семени цветковых растений
Г) широкие роющие конечности медведки
Д) различные типы цветков покрытосеменных, приспособленные к опылению ветром, насекомыми
Е) длинный корень верблюжьей колючки
Ответ
6ф. Установите соответствие между примером и путём эволюции органического мира, который он иллюстрирует: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) альвеолярные лёгкие у млекопитающих
Б) уменьшение количества пальцев у лошадей
В) мелкие цветки в соцветии одуванчика
Г) двойное оплодотворение у цветковых растений
Д) восковой налёт на хвоинках у голосеменных
Е) узкие длинные крылья у ласточек и стрижей
Ответ
7ф. Установите соответствие между примером биологического прогресса и путём его достижения: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) возникновение приспособлений у придонных рыб к среде обитания
Б) появление зародышевых оболочек в яйце у пресмыкающихся
В) вскармливание потомства молоком у млекопитающих
Г) появление нервной сети у кишечнополостных
Д) формирование у вьюрков многообразных по форме клювов
Е) преобразование передних конечностей в ласты у китообразных
Ответ
8ф. Установите соответствие между примерами и путями эволюции, которые этими примерами иллюстрируются: 1) ароморфозы, 2) идиоадаптации. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образование нектарников в цветках липы
Б) формирование длинных крыльев у стрижей
В) возникновение многоклеточности у животных
Г) цветение ветроопыляемых растений до распускания листьев
Д) возникновение цветка у покрытосеменных растений
Е) развитие разнообразных ротовых аппаратов у насекомых
Ответ
9ф. Установите соответствие между примерами приспособленности организмов и путями эволюции, которые этими примерами иллюстрируются: 1) ароморфозы, 2) идиоадаптации. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) лёгочное дыхание у земноводных
Б) наличие нектара в цветке
В) появление фотосинтеза
Г) формирование многоклеточности
Д) плоская форма тела придонных рыб
Е) покровительственная окраска насекомых
Ответ
ФОРМИРУЕМ 10:
1) трехкамерное сердце амфибий
2) хобот слона
3) внутреннее оплодотворение рептилий
Выберите один, наиболее правильный вариант. К появлению каких систематических групп приводят изменения в организации видов животных и растений путем идиоадаптаций
1) царств
2) семейств
3) типов
4) классов
Ответ
1. Установите соответствие между видом организмов и направлением эволюции, которое для него характерно: 1) биологический прогресс, 2) биологический регресс. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) крыса серая
Б) снежный барс
В) амурский тигр
Г) пырей ползучий
Д) лошадь Пржевальского
Е) одуванчик обыкновенный
Ответ
2. Установите соответствие между видом организмов и направлением эволюции, которое для него характерно: 1) биологический прогресс, 2) биологический регресс. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) рыжий таракан
Б) мышь полевая
В) сизый голубь
Г) латимерия
Д) секвойя
Ответ
3. Установите соответствие между видом организмов и направление эволюции, по которому в настоящее время происходит его развитие: 1) биологический прогресс, 2) биологический регресс
А) одуванчик обыкновенный
Б) домовая мышь
В) латимерия
Г) лотос ореховидный
Д) утконос
Е) заяц-русак
Ответ
4. Установите соответствие между организмом и направлением эволюции, по которому в настоящее время происходит его развитие: 1) биологический прогресс, 2) биологический регресс. Напишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) розовый пеликан
Б) дождевой червь
В) домовая мышь
Г) комнатная муха
Д) уссурийский тигр
Ответ
5. Установите соответствие между видом организмов и направлением эволюции,по которому в настоящее время происходит его развитие: 1) биологический регресс, 2) биологический прогресс. Запишите в ответе цифры в порядке, соответствующем буквам.
А) латимерия
Б) заяц-русак
В) серая крыса
Г) австралийская ехидна
Д) выхухоль
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Разнообразие какой систематической группы формировалось путем идиоадаптации
1) типа членистоногих
2) отряда грызунов
3) класса земноводных
4) царства животных
Ответ
Ответ
2. Выберите три варианта. Примером общей дегенерации служит
1) утрата органов пищеварения у ленточных червей
2) редукция хорды у асцидии в связи с сидячим образом жизни
3) отсутствие задних конечностей у кита
4) короткий волосяной покров у крота
5) редукция органов чувств у бычьего цепня
6) отсутствие зубов у усатых китов
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Какая систематическая группа животных формируется в результате крупных ароморфозов?
1) вид
2) класс
3) семейство
4) род
Ответ
Ответ
Ответ
2. Установите соответствие между примерами и путями достижения биологического прогресса в эволюции: 1) общая дегенерация, 2) ароморфоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) наличие плотной кутикулы у человеческой аскариды
Б) расположение на головном конце тела присосок у бычьего цепня
В) развитие семян у голосеменных растений
Г) появление тканей и органов у наземных растений
Д) формирование альвеолярных легких у млекопитающих
Е) наличие цветка, плода у покрытосеменных растений
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Переход наземных видов высших растений в водную среду обитания в процессе их эволюции - это
1) ароморфоз
2) дегенерация
3) идиоадаптация
4) биологический регресс
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) наличие млечных желез у млекопитающих
2) образование корнеплода у моркови
3) возникновение полового процесса у организмов
4) возникновение процесса фотосинтеза
5) отсутствие пищеварительной системы у бычьего цепня
6) наличие плавательных перепонок конечностей у водоплавающих птиц
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Появление большого разнообразия видов насекомых на Земле – следствие развития их по пути
1) ароморфоза
2) дегенерации
3) биологического регресса
4) идиоадаптации
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Идиоадаптация приводит к возникновению новых систематических категорий
1) царств
2) типов
3) классов
4) родов
Ответ
1. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания идиоадаптаций. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Самый многочисленный надкласс современных хордовых животных – рыбы. (2) В процессе эволюции они приобрели множество частных приспособлений к жизни в гидросфере Земли. (3) У рыб глубоководных сообществ имеются биолюминесценция и приспособление к обитанию в условиях высокого давления. (4) Многие придонные рыбы, такие как скаты, камбылы и палтусы, имеют плоскую форму тела. (5) С появлением челюстей у их древних предков – бесчелюстных рыб существенно повысился уровень первых древних позвоночных. (6) Первые челюстные рыбы появились в конце ордовика и получили большое распространение в девоне, который назвали «эпохой рыб».
Ответ
2. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых охарактеризованы идиоадаптации. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Покрытосеменные наиболее распространённая группа растений. (2) У них появились генеративные органы – цветки и плоды. (3) Цветки и плоды обеспечили опыление и распространение этих растений. (4) Цветки могут иметь яркую окраску, содержать нектар, что обеспечивает привлечение насекомых-опылителей. (5) Ветроопыляемые растения имеют невзрачный редуцированный околоцветник. (6) Их тычинки на длинных тычиночных нитях выставлены из околоцветника, что обеспечивает перенос пыльцы ветром.
Ответ
Ответ
4. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых охарактеризованы идиоадаптации. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Прогрессивные признаки ведут к повышению уровня организации, позволяя растениям освоить новую среду обитания. (2) У водных обитателей в стеблях хорошо развита воздухоносная ткань. (3) Ветроопыляемые растения зацветают ранней весной, до появления листьев. (4) Выход растений на сушу сопровождался образованием покровных и механических тканей. (5) Наличие крылышек, зацепок, сочного яркого околоплодника обеспечило разные способы распространения семян. (6) Макроэволюция обусловила формирование отделов и классов растений.
Ответ
5. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания идиоадаптаций. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) В процессе эволюции у позвоночных животных произошли крупные, принципиально новые изменения в строении организма, существенно повышающие общий уровень их организации. (2) Четырехкамерное сердце и теплокровность, хорошо развитые отделы головного мозга позволили млекопитающими и птицам расселиться повсеместно на земном шаре. (3) У водных животных сформировались видоизмененные в ласты конечности, кожное сало препятствует намоканию покровов тела в воде. (4) Альвеолярные легкие млекопитающих способствуют обогащению крови кислородом и вырабатыванию большого количества энергии, необходимой для активной жизни. (5) Иногда в процессе эволюции может появиться крайняя степень приспособленности организма к очень ограниченным условиям обитания - специализация. (6) Например, сумчатое животное коала питается только листьями нескольких видов эвкалипта.
Ответ
1. Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведенные в списке.
1) биологический прогресс
2) общая дегенерация
3) появление четырехкамерного сердца у млекопитающих
4) конвергенция
5) обитание в океане рыбы латимерии
6) биологический регресс
Ответ
2. Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) биологический прогресс
2) наличие перепончатых конечностей у водоплавающих птиц
3) наличие теплокровности у хордовых животных
4) ароморфоз
5) дивергенция
6) биологический регресс
Ответ
Ответ
Ответ
1) образование корнеплодов у моркови
2) образование прицепок у плода репейника
3) образование клубней у картофеля
4) появление проводящей ткани у растений
5) появление плода у покрытосеменных
6) появление семени у голосеменных
Ответ
Выберите три варианта. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) утрата конечностей у китов
2) усложнение головного мозга у млекопитающих
3) появление второго круга кровообращения у земноводных
4) предостерегающая окраска божьей коровки
5) развитие двустворчатой раковины у беззубки
6) появление у кольчатых червей брюшной нервной цепочки
Ответ
Выберите три варианта. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) самозатачивающиеся резцы у грызунов
2) листовидная форма тела у печеночного сосальщика
3) стрекательные клетки у гидры
4) членистые конечности насекомых
5) внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся
6) узловая нервная система у кольчатых червей
Ответ
Выберите три варианта. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) появление хлорофилла в клетках
2) размножение пырея частями корневища
3) возникновение способности к фотосинтезу
4) появление многоклеточности у водорослей
5) удлинение главного корня у верблюжьей колючки
6) появление сочной мякоти в плодах земляники
Ответ
Ответ
Выберите три варианта. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) листья-иголки у хвойных
2) млечные железы у млекопитающих
3) корнеплоды у свеклы
4) половое размножение
5) ткани у растений
6) стебель соломина у злаков
Ответ
Ответ
Выберите три варианта. К чему привели идиоадаптации в классе Птицы?
1) общему подъёму организации
2) увеличению числа популяций и видов
3) широкому распространению
4) упрощению организации
5) возникновению частных приспособлений к условиям среды
6) понижению плодовитости
Ответ
1. Установите соответствие между признаком и путем достижения организмами биологического прогресса в эволюции: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) мелкие эволюционные изменения
Б) образование типов и классов животных
В) частные приспособления к среде обитания
Г) общий подъем организации
Д) усиление узкой специализации
Ответ
2. Установите соответствие между характеристиками и путями достижения биологического прогресса: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) частные приспособления к условиям жизни
Б) возникновение классов животных
В) образование родов внутри семейств
Г) повышение уровня организации организмов
Д) возникновение отделов растений
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Примерами идиоадаптации является:
1) Четырехкамерное сердце
2) Форма клюва вьюрков
3) Трёхслойный зародышевый мешок
4) Короткий срок вегетации растений
5) Внутреннее оплодотворение
6) Сильное опушение листьев
Ответ
Ниже приведен перечень терминов. Все они, кроме двух, используются в эволюционной теории. Запишите номера этих двух.
1) идиоадаптация
2) дивергенция
3) дигетерозигота
4) ароморфоз
5) гибридизация
Ответ
Установите соответствие между признаком животного и путем эволюции: 1) морфофизиологический прогресс, 2) морфофизиологический регресс. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) трахейное дыхание
Б) трехкамерное сердце у земноводных
В) редукция хвоста и хорды у взрослой асцидии
Г) редукция конечностей у морских желудей
Д) редукция органов зрения и равновесия у ленточных червей
Е) теплокровность у птиц
Ответ
Проанализируйте таблицу «Направления эволюционного процесса». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка. Запишите выбранные цифры, в порядке, соответствующем буквам.
1) упрощение организации
2) уменьшение численности
3) вымирание видов
4) численность особей не изменяется
5) уменьшение числа видов, подвидов, популяций или их вымирание
6) повышение уровня организации
7) образование новых классов, типов, отделов
8) увеличение численности
Ответ
1. Установите соответствие между признаком растения и путем эволюционного процесса: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация, 3) дегенерация. Запишите цифры 1, 2, 3 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление фотосинтеза
Б) утрата корней, хлорофилла и листьев у раффлезии
В) появление псилофитов
Г) приспособленность к опылению мухами
Д) появление корнеплода у моркови
Е) появление плодов
Ответ
2. Установите соответствие между эволюционными изменениями и главными путями эволюции: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация, 3) общая дегенерация. Запишите цифры 1, 2, 3 в порядке, соответствующем буквам.
А) появление цветка
Б) образование органов и тканей у растений
В) появление термофильных бактерий
Г) атрофия корней и листьев у повилики
Д) специализация некоторых растений к определенным опылителям
Е) утрата ленточными червями пищеварительной системы
Ответ
Ответ
4. Установите соответствие между примерами и путями достижения биологического прогресса: 1) ароморфоз, 2) идиоадаптация, 3) общая дегенерация. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) перепонки между пальцами у водоплавающих птиц
Б) многоклеточность
В) фотосинтез
Г) ласты у дельфина
Д) длинная шея у жирафа
Е) редукция нервной системы и органов чувств у свиного цепня
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Биологический прогресс характеризуется
1) увеличением количества популяций и подвидов
2) повышением приспособленности к условиям среды
3) сужением ареалов
4) увеличением числа особей
5) редукцией органов
6) популяционными волнами
Ответ
Найдите три ошибки в приведенном тексте. Запишите номера предложений, в которых они сделаны. (1) Большой вклад в исследование макроэволюции внес А.Н.Северцов, он сформулировал понятие биологического прогресса, регресса, установил основные направления и пути эволюции. (2) Биологический прогресс – эволюционный успех в развитии систематической группы, приводящий к увеличению числа входящих в нее видов, расширению их ареалов, повышению численности особей, совершенствованию приспособленности. (3) Биологический прогресс может достигаться ароморфозом, идиоадаптацией и регрессом. (4) Идиоадаптации – это крупные изменения в строении организмов, сопровождающиеся повышением общего уровня организации. (5) Общая дегенерация – это упрощение организации организмов, сопровождающееся утратой ряда органов или систем органов. (6) Примером общей дегенерации может служить утрата пищеварительной системы бычьим цепнем, редукция конечностей у гадюки.
Ответ
Установите соответствие между характеристиками и направлениями эволюции: 1) биологический прогресс, 2) биологический регресс. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) сокращение ареала
Б) высокая численность вида
В) узкая специализация
Г) ареал вида расширяется
Д) многочисленные систематические группы
Е) хорошая адаптация к условиям среды
Ответ
Ответ
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Эволюция — не всегда движение к новому. Бывают и отступления. Но это не всегда деградация: все зависит от качества изменений организма в процессе развития. Этот принцип относится и к китам, вернувшимся с суши обратно в воду. Они не только не регрессировали, но и сумели так приспособиться к водной среде, что оставили далеко позади себя все остальные виды живых существ, спустившихся в воду одновременно с ними или после них.
Кто самый близкий родственник бегемота ? Нет, не слон и не носорог . Правильный ответ — кит . Конечно, на первый взгляд это может показаться странным. Кит живет в воде и похож на рыбу: у него и плавники, и хвост… Но физиология китовых однозначно свидетельствует о том, что много миллионов лет назад их предки ходили по земле: киты теплокровны, дышат легкими, а детенышей, выношенных в утробе, выкармливают молоком, как все млекопитающие. Но при чем здесь именно бегемот? Чтобы разобраться в этом, обратимся к очень отдаленным эволюционным событиям.
Водные иммигранты
Возвращение сухопутных живых существ обратно в воду в процессе эволюции случалось не раз. Ученые называют три возможные причины таких переходов: неблагоприятные климатические условия, трудности в поисках пищи и засилье хищников. Зачастую эти факторы действовали одновременно.
Киты как раз и относятся к вторичноводным животным, то есть вернувшимся в океанскую стихию, но занимают среди них особое положение. Кроме мезозойских морских ящеров , это единственная группа позвоночных, которые «полностью забыли» о своем некогда сухопутном образе жизни, в отличие от крокодилов , моржей или пингвинов — тоже вторичноводных, но не потерявших связь с берегом. Киты полностью адаптировались к водной среде, и если их предки ходили на четырех ногах и были покрыты шерстью, то современные китообразные обладают конституцией, идеально подходящей для перемещения в водной среде.
Одной из причин, позволивших предкам китообразных освоить водную среду, могли стать благоприятные внешние условия. Если на суше условия существования ухудшались, то вода вполне могла стать подходящим убежищем. История китовых начинается в эоценовую эпоху, 55 миллионов лет назад. Теплые заливы древнего океана Тетис изобиловали пищей, а ниша, занимаемая крупными морскими хищниками, оставалась относительно свободной. Хотя акулы и крокодилы в те времена чувствовали себя очень неплохо, крупные хищные морские рептилии — плезиозавры и мозазавры — вымерли вместе с динозаврами. Природа дала предкам китов шанс, и они его использовали. Возможно также, что не последнюю роль в прогрессивной эволюции китов сыграл их мозг, который по пока неизвестным причинам развит у китовых лучше, чем у всех остальных современных вторичноводных.
Кто такие китопарнокопытные?
Итак, как мы поняли, с сушей китов не связывает ничего, кроме… правильно — родственных уз с бегемотом. Это в 1985 году установил, сравнивая белки иммунной системы млекопитающих, Винсент Сарич — профессор Калифорнийского университета в Беркли. Однако долгое время такому факту не могли найти прямого подтверждения непосредственно на палеонтологическом материале. Те костные остатки, которые были в распоряжении ученых, давали основание утверждать только то, что родственниками китов были мезонихии — очень дальние хищные предшественники парнокопытных, похожие на массивных собак и жившие в палеогеновый период (63-33 миллиона лет назад). Об этом свидетельствовали зубы ископаемых китов: как и у мезонихий, они были особой формы — трехвершинные. К этому же добавлялись и некоторые сходные черты в строении черепа. Новые палеонтологические данные появились только в последней четверти ХХ века. В те годы в Пакистане, на месте береговой линии древнего океана Тетис, разделявшего в эоцене (55-37 миллионов лет назад) Евразию и Африку, проводил раскопки известный американский палеонтолог Филипп Гингерич. В 1979 году ему попался кусок черепа неизвестного, явно сухопутного животного размером с большую собаку, жившего около 52 миллионов лет назад. Однако строение слуховой системы у находки странным образом напоминало китовую. Речь шла о так называемой слуховой булле, вернее, о ее медиальном утолщении — массивном костном образовании, встречающемся только у современных морских гигантов. Вскоре были обнаружены зубы и челюсть, подтвердившие связь его обладателя с китообразными. Находку так и назвали — пакицет, то есть «кит из Пакистана». Сначала пакицета представляли как земноводного хищника, похожего на тюленя, — переходное звено от мезонихий к ископаемым китам.
И только в 2001 году в распоряжение ученых поступил целый скелет этого животного. Он тоже происходил из Пакистана , но его обнаружил уже не Гингерич, а Ханс Тевиссен — профессор анатомии Северо-восточного университетского медицинского колледжа в Огайо. Оказалось, что обликом пакицет напоминал большеголовую, длинномордую собаку размером с волка, обладающую тем не менее копытцами и длинным хвостом. Он вел полуводный образ жизни, о чем свидетельствуют два факта: с одной стороны, остатки пакицета находят в прибрежных морских или речных отложениях, с другой — его слуховой аппарат был не приспособлен для функционирования в водной среде. Вероятно, эти предки китов отправились на мелководье, изобиловавшее рыбой и различными беспозвоночными, когда климатические изменения сократили наземные пищевые ресурсы и усилили конкуренцию между хищниками. Дело в том, что в эоцене произошло похолодание: температура упала в среднем от +28 до +16 °С, что привело к сокращению площади тропических лесов и появлению на их местах обширных открытых пространств. По мнению ученых, за этим последовало увеличение разнообразия и численности псовых, что и привело к обострению конкуренции между хищниками.
Но самое интересное заключается в том, что пакицет был парнокопытным! Об этом свидетельствует его таранная (надпяточная) кость, формирующая нижнюю часть голеностопного сустава и передающая вес тела на стопу. Как у всех парнокопытных (и только у них), у пакицета она состоит как бы из двух блоков, что обеспечивает гибкость стопы при беге. На взгляд палеонтологов, это служит прямым доказательством того, что непосредственный предок кита (о чем свидетельствует его ушная булла) относился к этому же отряду. Так что предполагаемое родство пакицета с бегемотом — тоже парнокопытным животным, было доказано. Теперь стало очевидным, что китообразные отделились от древних парнокопытных уже после того, как последние разошлись с мезонихиями, поэтому некоторые ученые даже объединяют парнокопытных и китообразных в один отряд так называемых китопарнокопытных (Cetartiodactyla).
Меняю лапы на хвост
После открытия пакицета в эволюционной цепи «встало на свое место» еще одно ископаемое существо, остатки которого Тевиссен обнаружил в 1992 году на пакистанских берегах Тетиса, в геологических слоях возрастом около 48 миллионов лет. Теперь оказалось, что оно идеально подходит на роль переходного звена между современными китами и их наземными предками. Неизвестное животное, обладавшее трехвершинными зубами, ушной буллой и таранной костью, назвали амбулоцетом — «ходячим китом». Обликом амбулоцет напоминал крупноголового крокодила длиной до трех метров. Большие веслоподобные ступни, завершаемые неким подобием копытцев, свидетельствуют о том, что животное было хорошим пловцом. Причем при передвижении в воде его тело двигалось в вертикальной плоскости, так же как у современных китов, тюленей или морских коров, а не в горизонтальной, как у рыб. В свою очередь, крепкие кости ног, подвижные локтевые и запястные суставы говорят о том, что амбулоцет продолжал неплохо себя чувствовать и на суше.
Вероятно, амбулоцеты охотились, подстерегая добычу на мелководье. Их мощные челюсти были способны схватить достаточно крупную жертву, размером со среднего оленя, а благодаря особому строению носа, размещавшегося уже не на конце морды, как у собак, а выше, как у крокодила, эти хищники имели возможность съесть свой обед, не выходя из воды. Глаза амбулоцета уже давали только боковой обзор, а ушные раковины отсутствовали. Зато в отличие от пакицета он хорошо слышал в водной среде: у него в челюсти появился характерный для всех поздних китовых канал, проводивший звук к уху. Движение своей жертвы по суше амбулоцет отслеживал, прижимая голову к грунту и улавливая вибрации от ее шагов. А на основании результата химического анализа зубов ученые пришли к заключению, что хищник мог охотиться как в соленых, так и в пресных водоемах.
Следующей ступенью эволюции китовых стали так называемые протоцетиды, к которым относятся протоцет, родоцет, эоцет и некоторые другие виды, жившие 47-45 миллионов лет назад. Их скелеты не столь «дефицитны» и известны науке еще с первой половины ХХ века. Протоцетиды были первыми китовыми, переместившимися с мелководья на глубину. Эволюция наградила их горизонтальным хвостовым плавником, который будут наследовать все поколения китов вплоть до наших дней. Но если сегодня киты используют этот плавник как основной орган своего движения, однозначно утверждать то же самое относительно протоцетид ученые не спешат.
Известно, что протоцетиды сохраняли довольно заметные задние конечности. Но могли ли они выходить на сушу — неизвестно. Скорее всего, по образу жизни их можно сопоставить с современными моржами. К протоцетидам относится и макарацет. Его остатки были обнаружены в 2004 году в Восточном Белуджистане (Пакистан). Название свое этот зверь получил за сходство с Макарой — персонажем индийской мифологии, представлявшем собой что-то вроде нашего козерога, только с головой слона. Да-да, у макарацета был хобот! Правда, не очень большой. Возможно, что им он собирал моллюсков или других небольших обитателей дна.
Протоцетиды также считаются первыми китообразными, которые сумели распространиться за пределы Индо-Пакистанской области — их остатки найдены в Африке и Северной Америке . Некоторые ученые полагают, что от протоцетид напрямую произошли все более поздние китообразные. По крайней мере протоцетиды задали общую схему дальнейшей эволюции китов: сокращение числа жестко скрепленных между собой крестцовых позвонков (благодаря этому упрощались волнообразные движения тела), исчезновение уже ненужного крестцово-тазового сочленения, к которому крепились задние конечности, сокращение длины шейных позвонков, улучшающее гидродинамику, и перемещение ноздрей на морде все выше.
Протоцетидам наследовали базилозавры, появившиеся на Земле 45 миллионов лет назад. Их ископаемые остатки в основном происходят с юга США и из Египта , но, скорее всего, эти животные были распространены по всему свету. Базилозавры были гигантами: их змеевидное тело с большим хвостовым плавником достигало 25 метров в длину и весило до 6 тонн. Как и прочие древние киты, они имели конические предкоренные и зазубренные коренные зубы. Первый скелет этого морского хищника был найден еще в 1840 году. Находку сделали в Луизиане , на юге США. Но первое его описание было ошибочным: базилозавра приняли за огромную морскую ящерицу (отсюда и его название — «царь-ящерица»). Другие виды позже были найдены в Египте и Пакистане. Больше всего повезло уже известному нам Гингеричу. Ему попался самый полный из всех известных науке скелет базилозавра, да еще 18-метровой длины! Это случилось в 2005 году во время раскопок в так называемой Долине китов, у юго-западной окраины Каира.
Строение позвоночника базилозавра дает возможность предположить, что при плавании он уже мог существенно изгибать тело в вертикальной плоскости (представьте себе, как плывут кит или дельфин). Однако неизвестно: был ли базилозавр способен к длительному плаванию и глубокому нырянию? На сушу он не выходил и, скорее всего, охотился на крупную рыбу недалеко от побережья.
Базилозавры все еще имели задние конечности с несколькими пальцами и подвижным коленным суставом, правда, они были совсем маленькими и не годились для передвижения. Возможно, самцы использовали их для брачных объятий.
Рекордсмены эволюции
Надо сказать, что эволюция китовых шла довольно высокими темпами: уже 40 миллионов лет назад появились их современные подотряды: зубатые и усатые киты. Возможно, что этому способствовали изменения климата: уровень Мирового океана понизился, возникли новые холодные течения, а в Южном полушарии начал образовываться ледяной панцирь. В это время киты стали осваивать открытый океан, учиться глубоко нырять и долго оставаться под водой.
Конечно, представленная эволюционная схема развития китовых далека от полноты, равно как далека от нее палеонтология в целом как наука, и в этом ее особенность. Предстоит совершить еще не одно открытие, которое сможет на следующий миллиметр приблизить нас к объективной истине. Но, вероятно, общий вектор развития китов уже определен и меняться не будет. Это подтверждает и открытие, сделанное в 2006 году учеными из Северо-восточного университетского медицинского колледжа в Огайо. Им удалось установить, что дельфины обладают геном, отвечающим за появление у эмбрионов задних конечностей в первые два месяца вынашивания. Затем активируется «контрген» и ненужные «лапы» исчезают. Такой аргумент должен убедить скептиков, не желающих верить в лихие изгибы эволюции.
Иллюстрации Эльдара Закирова
Отряд Китообразные (Cetacea) (А. Г. Томилин)
Китообразные - резко отклонившаяся группа водных млекопитающих, внешне похожих на рыб, но отличающихся от них наличием теплокровности, легочного дыхания, а также внутриутробным развитием, выкормом детенышей молоком и многими другими чертами.
70 миллионов лет назад наземные предки китообразных переселились в воду. Здесь они, спасаясь от наземных врагов и конкурентов, первоначально питались на мелководьях, а затем в поисках пищи все смелее стали отходить от берегов и, наконец, утратили связь с сушей. Так как сопротивление воды при передвижении в ней в 800 раз больше, чем в воздухе, то у китообразных развивалась хорошо обтекаемая торпедовидная форма тела. В новой среде за долгую эволюцию в корне менялось их строение и образ жизни. На теле исчезло все, что мешало его скольжению: шерстный покров, задние ноги, ушные раковины. Большая упругость, эластичность и несмачиваемость голой неороговевающей кожи помогали китообразным преодолевать сопротивление трения при быстром плавании. Передние конечности превратились в грудные, уплощенные жесткие плавники - это рули высоты, поворотов и торможения; они же обеспечивали движение тела назад. Сжатая с боков и мускулистая хвостовая часть тела китообразных очень гибка, подвижна, заканчивается широкими горизонтальными лопастями. У большинства видов появляется спинной плавник, придающий устойчивость телу в воде. Грудные, спинной и особенно хвостовой плавники китообразных, как открыли в 1968 г. советские ученые (С. В. Першин, А. С. Соколов, А. Г. Томилин), имеют переменную упругость, которая меняется в зависимости от скорости плавания и регулируется специфическими комплексными кровеносными сосудами (рис. 138), открытыми А. Г. Томилиным в 1947 г. Такой регулируемый гидроупругий эффект в плавниках - важнейшее приспособление к различному режиму плавания. Приспособления, обеспечивающие высокую скорость передвижения китообразных (до 50 км/ч ), в настоящее время интересуют судостроителей, стремящихся создать наиболее выгодную (мягкую) обшивку и форму кораблей.
Все плавники выполняют также роль терморегуляторов, через которые в первую очередь отдается избыток тепла при перегреве тела. Потовых и сальных желез нет. Толстый подкожный слой жира защищает тело от охлаждения и используется как энергетический запас во время сезонных голодовок китообразных, поэтому он сильно колеблется по сезонам года.
Под слоем жира в задней половине или трети тела расположены две млечные железы, каждая с соском. Соски у китообразных помещаются в двух продольных кожных карманах по бокам мочеполовой щели и только у кормящих самок выступают наружу.
Окраска китообразных бывает однотонной, противотеневой (темной сверху и светлой снизу) или расчленяющей, с резкими светлыми участками кожи и пятнами на ней.
Скелет китов губчатый, пропитанный жиром. В позвоночнике от 41 до 98 позвонков, образующих четыре отдела: шейный (очень короткий, но всегда из семи свободных или срощенных позвонков), грудной, поясничный и хвостовой. Грудной отдел несет 10-17 пар ребер, из которых только первые 2-8 пар сочленяются с грудиной. Межпозвоночные диски придают позвоночнику, особенно его хвостовой части, большую подвижность. Утрата задних конечностей, крестцового отдела позвоночника и таза увеличивает свободу движения хвостового стебля и позволяет рождать очень крупных и развитых детенышей. К паре небольших косточек, оснавшихся от таза, у самцов прикрепляются пещеристые тела копулятивного органа, а у самок - мышцы, расширяющие влагалище. Плоские грудные плавники поддерживает очень короткая плечевая кость, две короткие кости предплечья и многочисленные косточки кисти, в которой 4 или 5 пальцев с увеличенным числом фаланг. Ключица исчезает, лопатка веерообразной формы (рис. 139).
Череп приспособлен к тому, чтобы дыхание совершалось при выставлении ноздрей из воды без изгибания шеи (ноздри смещены на темя). Верхнечелюстные, межчелюстные и нижнечелюстные кости удлинены в связи с развитием цедильного аппарата (китового уса) или многочисленных одновершинных зубов. Носовые кости уменьшены, теменные сдвинуты в бока так, что верхнезатылочная кость соприкасается с лобными. Дыхало - одно или два наружных носовых отверстия - расположено на вершине головы и открывается лишь в момент короткого дыхательного акта выдоха - вдоха, производимого сразу же после выныривания (табл. 17). В прохладную погоду при выдохе взлетает вверх конденсированный пар, образуя так называемый фонтан, по которому китобои различают вид кита. Иногда с этим паром взлетают и распыленные брызги воды. Все остальное время, пока длится дыхательная пауза и животное ныряет, ноздри плотно закрыты клапанами, которые не пропускают воду в дыхательные пути. Вследствие особого строения гортани воздухоносный путь отделен от пищевого. Это позволяет безопасно дышать, если вода или пища находятся в ротовой полости. Носовой канал большинства видов соединен с особыми воздушными мешками и вместе с ними выполняет роль звукосигнального органа.
Легкие весьма упруги и эластичны, приспособлены к быстрому сжатию и расширению, что обеспечивает очень короткий дыхательный акт и позволяет обновлять воздух за одно дыхание на 80-90% (у человека только на 15%). В легких сильно развиты мускулатура альвеол и хрящевые кольца даже в мелких бронхах, а у дельфинов - ив бронхиолах.
Китообразные могут долго (кашалоты и бутылконосы до 1,5 часов) находиться под водой с одним и тем же запасом воздуха: большая емкость легких и богатое содержание мышечного гемоглобина позволяют им уносить с поверхности повышенное количество кислорода, который расходуется очень экономно: во время ныряния деятельность сердца (пульс) замедляется более чем вдвое и ток крови перераспределяется так, что кислородом снабжаются в первую очередь мозг и сердечная мышца. Эти органы при длительном погружении получают кислород также с артериальной кровью из запасов "чудесной сети" - тончайшего разветвления кровеносных сосудов. Менее чувствительные к кислородному голоданию ткани (особенно мышцы тела) переводятся на голодный паек. Мышечный гемоглобин, придающий мускулатуре темный цвет, снабжает мышцы кислородом во время дыхательной паузы. Пониженная чувствительность дыхательного центра к накоплению углекислоты в крови позволяет китообразным удлинять дыхательную паузу и использовать ее для кормежки.
Китообразные заглатывают добычу (обычно только живую) целиком, без пережевывания; зубатые киты - "хватальщики" - хватают ее по одной, удерживая зубами, или с помощью движения языка всасывают по нескольку рыб в один прием (рис. 140). Усатые киты - "фильтровальщики" - хватают добычу сразу большими партиями; при этом они вылавливают пищу в массовом количестве и процеживают ее через китовый ус. Китообразные очень прожорливы. Желудок их многокамерный, состоит из трех основных отделов. Первый отдел (безжелезистый) - с ороговевшим наружным слоем эпителия - представляет нижнее (у некоторых видов двураздельное) выпячивание пищевода и служит для мацерации и механической обработки пищи. Второй отдел (кардиальный) - иногда дву-, трех- раздельный, складчатый, сильно растяжимый - обильно снабжен железистыми клетками, выделяющими пищеварительные соки с пепсином и соляной кислотой. В первом и во втором отделах бывают окатанные и твердые булыжники и галька, которые играют роль жерновов. Третий отдел (пилорический) представляет расширенную переднюю часть двенадцати перстной кишки. У клюворылых китов первый отдел исчезает, но в третьем отделе число камер возрастает до девяти.
Длина кишечника превышает длину тела от 4-5 раз (у гангского дельфина и бутылконосов) до 12-16 раз (у кашалотов) и даже до 32 раз (у лаплатского дельфина). Кал всегда жидкий. Желудок способен растягиваться и вмещать у синих китов до 1,5 т , у финвалов до 1 т , а у сейвалов до 0,5 т рачков.
Большинство китообразных размножается через два года, но изредка некоторые дельфины спариваются, еще не закончив выкорм потомства, и плодятся ежегодно. 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 1/2 длины тела матери). Изредка в одной самке находят несколько зародышей. У финвала однажды найдено 6 зародышей, а у синего кита 7. Это свидетельство былого многоплодия предков китообразных. Лишние зародыши обычно рассасываются, и только очень редко могут родиться двойни.
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. Детеныш кормится очень жирным - до 54%! - молоком от 4 месяцев (мелкие дельфины) до 13 (кашалоты), а в неволе даже до 21-23 месяцев" (афалины). Молоко потребляют небольшими порциями, но очень часто (дельфины через каждые 15-30 минут). Детеныш кончиком рта плотно захватывает сосок, и молоко - в 10 раз питательнее коровьего! - 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 одну треть первоначального размера. Ко времени перехода на самостоятельное питание у одних резко увеличивается китовый ус, а у других прорезаются зубы.
Половое созревание бывает в 3-6 лет, но замедленный рост тела продолжается еще долго после того. Когда скелет полностью окостеневает и все эпифизы позвоночника срастаются с телами позвонков, наступает физическая зрелость. Процесс окостенения позвоночника начинается с обоих его концов, притом с хвостового идет быстрее, чем с головного, и заканчивается в грудном отделе. Такие последовательные изменения в позвоночнике иногда используют для определения индивидуального возраста.
Живут киты до 50, а мелкие - до 30 лет. Возраст усатых китов определяют несколькими способами: подсчитывают рубцы на поверхности яичников или слои в ушных пробках, устанавливают число шагов на усовой пластине цедильного аппарата либо количество концентрических слоев на сечении роговых трубочек в пластине, в которые заходят сосочки пульпы с кровеносными сосудами. У зубатых китов подсчитывают число дентиновых слоев на поперечных и продольных срезах зубов.
Распространение большинства видов китообразных очень широкое, чему способствует отсутствие резко выраженных преград в океане. Тем не менее китообразные живут локальными стадами и даже при очень далеких миграциях, как правило, не переходят экватора. Есть холодолюбивые виды, живущие в полярных и субполярных водах (белухи, нарвалы, гренландские киты), теплолюбивые (полосатик Брайда), тропические и субтропические (многие дельфины, карликовые кашалоты) и виды с весьма широким ареалом, включая космополитов (почти все полосатики, кашалоты, косатки и др.).
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 они плывут в низкие широты для родов, а на лето - в умеренные и высокие для нагула жира (почти все усатые киты, часть клюворылых и кашалоты). (На полях нагула в Арктике и Антарктике планктонных организмов в 10-20 раз больше, чем в тропиках.) Другие виды стали перемещаться хотя и на значительные расстояния, но менее правильно и с нарушениями сезонных сроков (малые косатки, гринды, отчасти сейвалы, нарвалы и др.). Третья группа перешла к сравнительно оседлому образу жизни; их кочевки проходят в пределах небольшой акватории (афалины, речные дельфины, серые дельфины и др.).
Изучение первой группы стало возможно только благодаря мечению: в кита стреляют меткой, на которой ставят номер и адрес для возврата. Кит плавает с меткой, пока его не убивают. Метку возвращают владельцу, по ее номеру восстанавливают место и дату мечения, а следовательно, и приблизительный путь животного. Данные мечения показали, что киты мигрируют только в пределах своих областей, придерживаясь определенных направлений, а может быть, даже путей. При далеких странствиях они безошибочно из года в год возвращаются в одни и те- же районы и даже бухты. Бывало, что меченого кита добывали много лет спустя в том же сезоне и там же, где он был помечен, а в другие сезоны убивали на расстоянии в тысячи километров от места мечения. Так были выявлены удивительные способности китообразных точно- ориентироваться в океане ночью и днем, в бурю и в штиль, на глубинах и у поверхности. Нет сомнений, что киты, совершая тысячекилометровые маршруты, точна выходят к цели с помощью совершенных органов чувств - анализаторов. Но не- все органы чувств у них развиты одинаково. Это выяснено при изучении дельфинов в океанариумах (больших аквариумах). Обоняние китообразными утрачено, так как молекулы пахучих веществ могут проникать в носовой канал вместе с атмосферным воздухом лишь в момент* очень короткого вдоха, после длительной дыхательной паузы, проводимой под водой. Чистый воздух над океаном и запахи в нем не имеют значения для живущих в воде. Поэтому обонятельные доли мозга и обонятельные нервы полностью отсутствуют (зубатые киты) или сохраняются лишь в зачаточном виде (усатые киты).
Вкус у китов считали слабо развитым, так как в желудках их часто обнаруживали булыжники, гальку, куски дерева и прочие несъедобные предметы. Но оказалось, что камни заглатываются не случайно, а для перетирания пищи, и потому нельзя считать вкус китов слабо развитым. Другие инородные предметы заглатываются случайно при процеживании цедильным аппаратом всего, что попадает в сферу фильтрации, когда невозможно отделить съедобное от несъедобного. Предполагают, что киты могут различать разную соленость воды и обнаруживать по> моче и фекалиям своих сородичей. Хотя: вкусовой нерв у китообразных довольно тонкий, сосочки с заложенными в них вкусовыми почками сравнительно крупные (в поперечнике 2-3 мм ).
Осязание китов, несмотря на исчезновение волосяного покрова, развито превосходно. Однако иннервация кожи еще недостаточно изучена. Смена среды, ощущаемая китообразными при выныривании, служит им сигналом для открывания дыхала и совершения короткого и слитного дыхательного акта (выдоха - вдоха). Этот безусловный рефлекс позволяет им безопасно дышать как при любой погоде, так и во время сна (поэтому ко "лбу" дельфинов, выставляющемуся из воды первым, подходит мощный чувствительный нерв). Когда китообразным требуется изменить свою плавучесть на данной глубине и удлинить дыхательную паузу, они расчленяют дыхательный акт и выдох производят под водой. Течения и колебания воды тонко воспринимаются рецепторами кожи и вызывают такую двигательную реакцию подкожной мускулатуры, которая задерживает образование вихрей вокруг тела дельфинов при их стремительном движении. Может быть, это одна из причин высокой скорости плавания китообразных.
На голове усатых китов сохраняются несколько десятков одиночных волосков, действующих как вибриссы наземных млекопитающих: киты, наталкиваясь в воде на крошечных рачков, способны определять изобилие корма при любом освещении и часто кормятся ночью.
Зубатые киты, питающиеся одиночной и сравнительно крупной добычей, в осязательных волосках не нуждаются и утрачивают их еще до рождения или вскоре после него. Только речные дельфины, живущие в мутной воде и обладающие недостаточным зрением, сохраняют чувствительные волоски на клюве в течение всей жизни.
Глаз у крупных китов имеет массу около 1 кг , а у мелких дельфинов он достигает величины глаза собаки. Глазное яблоко почти шаровидное, спереди несколько уплощенное. Щель глаза закрывается веками без ресничек. Белковая оболочка толстая и плотная. В воде, как в мало прозрачной среде, китообразные видят лишь на коротком расстоянии. Раньше думали, что на воздухе китообразные близоруки, так как их хрусталик шаровидный, а ресничные мышцы отсутствуют. Но в действительности у них острое зрение. Тонкая аккомодация достигается за счет "игры" радужины, которая придает зрачку форму то узкой щели (при ярком свете - в воздухе), то круглого отверстия (при тусклом освещении - в воде). В первом случае свет, пропускаемый через узкую, но высокую щель, проходит словно через двояковогнутые линзы, так как кривизна и толщина роговицы бывают наименьшими в центре и наибольшими у краев. Во втором случае свет, пропускаемый через круглое отверстие радужины, проходит через центральную (тонкую) часть роговицы и минует ее толстую часть. Кроме того, роговица способна увеличивать свою кривизну под действием мышц органа зрения, все это обеспечивает разную преломляющую способность глаза, и китообразные могут хорошо видеть как в воде, так и на воздухе. Косатки, кашалоты, полосатики и серые киты осматриваются, поднимая голову над водой; дельфины в неволе следят за бросаемой им рыбой и кидаются туда, где она должна упасть, а иногда схватывают ее даже в воздухе. Они точно хватают рыбу из рук дрессировщика на высоте до 5 м . Дельфины свободно поворачивают глаз и мигают, если перед ними мелькает какой-либо мелкий предмет. Зрение китообразных монокулярное, при котором не бывает общего поля зрения, так как глаза расположены по бокам головы и не видят предметов впереди рыла.
Лучше всего, однако, развит слух, несмотря на отсутствие наружного уха и очень суженный слуховой проход. Звук для водных животных - важнейший источник информации: в воде звуковые колебания распространяются в 5 раз быстрее, чем в воздухе, и могут восприниматься с дальнего расстояния. Китообразные воспринимают не только звуки, но и инфразвуки и ультразвуки, лежащие далеко за пределами человеческого слуха. Точно ориентироваться по звуку в воде им помогает то, что их уши надежно изолированы от костей черепа и колебания слева и справа могут восприниматься независимо друг от друга. Изоляция достигается тем, что среднее и внутреннее ухо окружены воздушными камерами, заполненными пеной из жировой эмульсии. Пена поглощает все звуковые колебания, которые беспрепятственно проводят кости черепа, мышцы и сало, и они не доходят до внутреннего уха. Недавно выдвинута гипотеза передачи звука не только через узкий наружный слуховой проход и слуховые косточки среднего уха, но также и через вытянутую нижнюю челюсть, близко подходящую своим задним концом к области внутреннего уха и иннервированную сильной ветвью тройничного нерва. Давление звуковой волны, передающееся с помощью ушных косточек среднего уха, в воде увеличивается по сравнению с тем, что бывает в воздухе, в 60 раз. Слуховой проход, иногда слепой или перегороженный ушной пробкой, выходит к барабанной перепонке, которая напоминает сложенный зонтик. Барабанная кость - яйцевидной (у усатых китов) или полуцилиндрической формы (у зубатых китов).
Строение внутреннего уха очень сложное. Улитка по сравнению с маленькой вестибулярной частью лабиринта сильно увеличена, и в ней развивается вторичная спиральная пластина. Слуховой нерв хорошо развит. В соответствии с хорошо развитым слухом китообразные издают звуковые сигналы в тех же частотах, какие они воспринимают (от нескольких десятков герц до 150-200 кгц ). Звуки у дельфинов производятся с помощью трех пар воздушных мешков (рис. 141), связанных с носовым каналом, а у усатых китов - мощным горловым мешком, соединенным с гортанью. Не исключено, что в производстве некоторых звуков (визгов) принимает участие и глотка.
Сигналы, издаваемые дельфинами, используются как для связи, так и для ориентации по отраженным звукам. В настоящее время записаны на пленку голоса уже 25 видов дельфинов и китов. Сигналы у одного и того же вида довольно разнообразны. Например, в калифорнийском океанариуме у взрослой афалины установлено 17, а у детенышей шесть разных коммуникационных сигналов, С возрастом звуковые сигналы становятся многообразнее.
При одном поведении издаются обычно сигналы одного типа, а при другом - другие. Оказалось, что имеются сигналы питания, беспокойства, страха, бедствия, спаривания, боли и т. п. Замечены также видовые и индивидуальные отличия в сигналах китообразных. По сигналам высокой частоты животные могут ориентироваться в пространстве, улавливая эхо этих волн. С помощью эха дельфины даже с закрытыми глазами могут находить пищу не только днем, но и ночью, безопасно плавать на минных полях, определять глубину дна, близость берега, погруженные предметы. Действие эхолокационного аппарата у дельфинов хорошо изучено в океанариумах (рис. 142). Их эхолокационные импульсы человек воспринимает как скрип двери, поворачивающейся на ржавых петлях. Свойственна ли эхолокация усатым китам, издающим сигналы частотой лишь до нескольких килогерц, пока не выяснено.
Рис. 142. Схема эхолокации дельфина. Ультразвуковой прожектор и акустическая линза в черепе дельфина. (По К. Норрису, 1964.). Ход звуковых лучей при эхолокации, произведенных с помощью воздушных мешков, а затем отраженных от костной стенки черепа и воздушных мешков и далее преломленных через жировую подушку ("акустическую линзу"). Отраженные от рыбы звуки возвращаются в ухо дельфина через его нижнюю челюсть; этому способствуют нервные отверстия на переднем конце нижней челюсти и мощно развитые нервы, вплотную подходящие к органу слуха (показано стрелками). Ход лучей изображен пунктиром. Условные обозначения: 1 - воздушные мешки и носовой канал; 2 - жировая подушка; 3 - череп; 4 - нижняя челюсть; 5 - части головы, лежащие перед носовым каналом; 6 - части головы, лежащие позади носового канала; 7 - барабанная кость и внутреннее ухо; 8 - губа носовой пробки; 9 - излученные звуковые волны; 10 - отраженные звуковые волны; 11 - объект лоцирования (рыба); 12 - нервные отверстия в нижней челюсти
Звуковые волны дельфины посылают направленно. Жировая подушка, лежащая на челюстных и межчелюстных костях, и вогнутая передняя поверхность черепа действуют как звуковая линза и рефлектор: они концентрируют сигналы, излученные воздушными мешками, и в виде звукового пучка направляют их на лоцирующий объект. Доказательства действия такого ультразвукового прожектора получены с помощью экспериментов как за рубежом (В. Эванс, Д. П ре скотт, В. Сутерланд и Р. Бейл), так и в СССР (Е. В. Романенко, А. Г. Томилин и Б. А. Артеменко).
Образование эхолокационного аппарата с системой воздушных мешков, возможно, и привело к асимметрии черепа: кости рыла зубатых китов справа и слева развиты неодинаково, особенно в зоне излучения звуков. Связывают это с тем, что один звуковой проход больше использовался для издавания звуков, а другой - для дыхания.
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 уже давно дали повод искать прародителей китов среди четвероногих наземных млекопитающих. Вероятно, ими были креодонтные хищники, жившие в палеоцене. Эти зверьки имели длинный и низкий череп, маленький мозг и примитивные зубы. От далеких предков взяли начало три подотряда: древние киты (Archeoceti) - все вымершие, усатые киты (Mystacoceti) и зубатые киты (Odontoceti).
Древнейшее семейство усатых китов (Cetoteriidae), включавшее не менее 20 родов, жило в олигоцене. От него ответвились три современных семейства - серые киты (Eschrichtiidae), гладкие киты (Balaenidae) и полосатики (Balaenopteridae).
Из зубатых китов наиболее древняя группа - сквалодонты (Squalodontidae). У них череп был еще симметричный, носовые отверстия открывались на конце рыла, а зубы сохраняли примитивные черты строения:
От сквалодонтов в олигоцене и миоцене отделились четыре ныне живущих семейства - кашалоты, клюворылые, речные дельфины и морские дельфины с тремя подсемействами (дельфиновые, белуховые и морские свиньи).
В отряде китообразных насчитывают 38 ныне живущих родов, объединяющих 86 видов, и 127 родов вымерших.
Техника промысла достигла высокого совершенства. В нашей стране несколько новейших китобойных маток. При каждой китобойной матке работают китобойные суда (китобойцы). Китобойная матка - огромный корабль с наклонным туннелем в корме, через который поднимают китов на палубу для разделки. На китобойной матке для разведки китов имеются вертолеты, для плавания во льдах и во время тумана - радиолокационные станции. При охоте используют поисковые приборы для обнаруживания под водой китов. Убитых китов накачивают воздухом и оставляют на плаву; чтобы легче было найти их специальным судам, к ним прикрепляют радиопередаточный буек - сигнализатор, отражатели для радиолокаторов, электрофонари. Время от времени китобойцы получают с матки топливо, продукты питания и боеприпасы.
Современная китобойная матка - это целый плавучий городок с собственными жироваренным, кожевенным, морозильным, туковыми заводами, с электрической и радиопередаточной станциями, с кинотеатром и даже бассейном. Доставленных китов поднимают на палубу матки с помощью лебедок, снимают подкожное сало, отделяют от позвоночника мясо, разрезают механической пилой позвонки и ребра. Из подкожного сала и костяка вываривают жир, который потом заводы перерабатывают на лярд и маргарин, смазочные вещества, технический и дистиллированный глицерин, мыло, театральный грим, стиральный порошок и т. д. Полимеризированный жир используется для изготовления линолеума и типографской краски. Спермацет (жировоск из головы кашалота) служит сырьем для производства лучших косметических кремов и помады, а также медицинских средств против ожогов. Вываренный костяк, внутренности и части мускулатуры перерабатываются на удобрение (тук) и на кормовую муку для скота и птиц. Из белковой части китового сала получают желатин и клей. Из китового уса до развития пластмассового производства изготовляли пружины для диванов и матрацев, бандажи, щетки, веера и т.д. Полагают, что из китового уса можно получать глютаминовую кислоту.
Из зубов кашалота делают ценные резные изделия. Мясо в консервированном, засоленном или свежем виде употребляется как пищевой продукт. Из печени кита добывают витамин А, изготовляют кон-центрированные экстракты, препараты против анемии; из желез внутренней секреции - поджелудочной и зобной - медицинские препараты (камполон, инсулин и др.). Извлекаемая из кишечника кашалотов амбра высоко ценится в парфюмерной промышленности как лучшее средство, придающее стойкость духам.
Для защиты китов от истребления 18 стран заключили международное соглашение, регулирующее размеры промыслов. Соглашение запрещает добывать гладких, серых, синих и горбатых китов. Не подлежат убою сосунки, кормящие матки и неполовозрелые особи всех видов китов. Общая добыча не должна превышать устанавливаемую для каждого года квоту (норму выбоя). В Мировом океане выделены запретные зоны для китобойного промысла; продолжительность китобойного сезона не может выходить за пределы установленных сроков. За выполнением квоты следит Международное статистическое бюро, которое подает команду о прекращении охоты. Международная комиссия по регулированию китобойного промысла ежегодно рассматривает состояние запасов китов, определяет квоту и уточняет правила промысла на каждый китобойный сезон.
Два подотряда китообразных - усатые и зубатые киты - резко различаются между собой как по внешнему и внутреннему строению, так и по своей биологии.
