Издательство «Альпина нон-фикшн» представляет книгу зоолога Карла Сафины «В погоне за черепахой. Путешествие длиной в 200 миллионов лет» (перевод Анны Ландиховой).
Морские кожистые черепахи — невероятные существа, словно вышедшие из древних легенд. Их предки бороздили океаны более 200 миллионов лет назад, во времена динозавров. Они приспособились к самым неподходящим и суровым условиям и научились преодолевать гигантские расстояния от тропических областей до полярного круга, ориентируясь по внутреннему компасу и магнитному полю Земли. Они способны выдерживать более низкую температуру, чем большинство рыб, и нырять глубже, чем киты и морские котики. Но сегодня судьба этого стойкого вида во многом зависит от человека.
Карл Сафина следует по маршрутам миграции морских черепах — от Калифорнии до Канады и самых отдаленных пляжей Папуа — Новой Гвинеи. Он встречается с учеными, рыболовами и местными жителями, которые связали свою жизнь с непростой судьбой этого вида: и с теми, кто обожествляет черепах, и с теми, кто на них охотится, и с теми, кто их изучает. Читая эту книгу, вы отправитесь в увлекательное путешествие по водным просторам нашей планеты, на которых разворачивается драма жизни черепах, меч-рыб, акул, китов и людей. В этом путешествии вы переживете захватывающие приключения, познакомитесь с одним из самых удивительных существ, населяющих нашу планету, а также узнаете, как меняются океаны и как это влияет на природу и человека.
Предлагаем прочитать фрагмент одной из глав книги.
Эволюция не избавила черепах от водной поверхности: они должны дышать, и, если их надолго силой погрузить в воду, они захлебнутся. Если черепаха попала в сеть и вынырнула через пятьдесят минут, она будет в порядке. Через девяносто минут в крови закончится кислород, повысится уровень молочной кислоты, и к тому времени, как черепаху вытянут на палубу, в 70 % случаев она будет уже мертва или без сознания. После того как ее поднимут на поверхность в таком состоянии, еще с полчаса она будет дышать тяжело и часто, а высокий уровень молочной кислоты сохранится в крови еще на 20 часов. Даже если погружение длилось менее получаса, уровень молочной кислоты будет высоким в ближайшие десять часов. Так что у выловленной черепахи не получится пару минут подышать воздухом и снова опуститься на глубину. Ей понадобится длительный отдых, если она не хочет погибнуть.
У морских черепах есть две основные особенности, которые помогают им нырять. Во-первых, у них есть специальные методы хранения и использования кислорода, если его станет очень мало во время очередного затяжного погружения. А во вторых, у них имеются резервные запасы кислорода на случай, если он закончится совсем.
За один вдох морская черепаха способна обновить около 80 % воздушного запаса своих легких (человек — только 10 %). Таким образом, за пару вдохов, на которые уходит всего две-три секунды, легкие полностью опорожняются и наполняются заново. Затем, пока черепаха не дышит, ее легкие извлекают из воздуха кислород; делают они это настолько тщательно, что следы кислорода можно лишь едва-едва различить в выдыхаемом воздухе даже с помощью специальных приборов.
Морские черепахи ныряют и днем, и ночью: бóльшую часть времени они проводят под водой. Часто они делают один-единственный резкий выдох, затем стремительно выныривают, делают глубокий вдох и снова исчезают. Конечно, если черепаха решила погреться на солнышке, то она часами будет оставаться на открытом воздухе. Кожистые черепахи проводят у поверхности больше времени, чем другие, — 20–45 %.
В среднем морские черепахи ныряют от трех минут (например, так делает кожистая, когда плывет у поверхности) до получаса (как бывает, когда черепаха охотится). Черепаха может провести под водой до шестидесяти минут, а порой и более длительное время (так, логгерхеды и зеленые черепахи в холодных водах иногда неделями находятся в спячке1 на дне океана).
Морские черепахи ныряют на ту же глубину, что и самые отважные представители китов и морских котиков. Атлантическая ридлея опускается на глубину 30 метров, бисса — глубже 60 метров, зеленая черепаха — на 120 метров, австралийская зеленая — на 150, логгерхед — на 240, оливковая черепаха — на 270 метров. Большие киты и императорские пингвины обычно ныряют на глубину от 90 до 450 метров, а некоторые представители морских котиков способны погружаться в глубь океана на целый километр.
Кожистая черепаха — чемпион по нырянию на глубину среди животных, которые дышат воздухом. Тут она вне конкуренции: глубина погружения может составлять до 1,2 километра. И хотя она довольно редко ныряет настолько глубоко, всё же это на 60 метров глубже, чем рекорд кашалота. На такой глубине давление поднимается от 103 Па прямо под поверхностью до 12 410 Па — приблизительно до 120 атмосфер. Представьте себе этот холод, темноту и невероятное давление. Большинство черепах просто замерзло бы на такой глубине, а человека давление раздавило бы.
На глубине порядка 90 метров легкие у черепах сжимаются. Возможно, именно из-за высокого давления на глубине у кожистой черепахи такой гибкий панцирь — его не раздавит во время погружения. Из легких воздух попадает в укрепленную хрящами трахею — это защищает черепаху от «кессонки»2, ведь глубоко под водой кислород не сможет поступать в кровь из легких. (Водолазы знают, что стремительный подъем на поверхность воды может спровоцировать декомпрессионную болезнь. Пока водолаз на глубине, растворенные в крови газы находятся под высоким давлением, но, когда он начинает всплывать, давление падает, газы начинают пузыриться и вспенивают кровь. Водолаз ощущает нестерпимую боль, разрушаются стенки клеток, что может привести к параличу или даже смерти.)
Ныряя, большинство видов черепах получают кислород напрямую из легких, так же как и люди. Но перед глубоководными кожистыми черепахами встает вопрос: откуда брать кислород, если легкие сжимаются? И черепахи нашли выход — они делают запасы растворенного кислорода прямо в крови. Более того, в крови и тканях организма они могут запасти даже больше кислорода, чем в собственных легких. Так же поступают и глубоководные млекопитающие. Иногда животные выдыхают лишний воздух из легких прямо перед погружением, чтобы тот не мешал плавать глубоко под поверхностью. И получается так, что у кожистых черепах и морских котиков легкие меньше по размеру, чем можно было бы подумать. Но при этом у кожистых черепах самая высокая среди рептилий плотность красных кровяных телец — примерно такая же, как у млекопитающих. Легкие логгерхедов могут переносить на 25 % больше кислорода на килограмм легочной ткани, чем легкие кожистых черепах, — именно потому, что во время ныряния логгерхеды хранят воздух в легких, а не в крови. Зато кожистые черепахи могут запасти в два с половиной раза больше кислорода в крови и тканях организма.
Но раз получается, что в отрыве от атмосферы кожистые черепахи почти не используют свои легкие, то не имеет смысла качать через них столько крови. Как только черепаха погружается в воду, ее сердечный ритм падает примерно на треть и остается медленным, пока она не всплывет. Иногда во время подводного плавания сердце черепахи бьется всего один раз в минуту.
По сравнению с другими морскими черепахами, у кожистой очень большое сердце. Поначалу может показаться, что ее сердечно-сосудистая система работает неправильно: некоторое количество насыщенной кислородом «красной» крови из легких внутри сердца смешивается с венозной кровью, очищенной от кислорода в тканях организма. У человека это считалось бы серьезным расстройством и имело бы крайне неприятные последствия. Но ведь людям не нужно нырять на глубину и задерживать дыхание, чтобы выжить. То, что для нас было бы серьезным нарушением работы сердечно-сосудистой системы, для черепах — полезный механизм адаптации. Нет никакого смысла качать кровь к легким, в которых нет кислорода, — можно просто перегнать ее из одной камеры сердца в другую и перемешать. Затем эта смесь из венозной и артериальной крови, минуя легкие, поступает к другим тканям. Так кровь циркулирует по организму и постепенно перерабатывается: клетки черепашьей мускулатуры раз за разом выцеживают из нее остатки кислорода. Когда же черепаха снова поднимается на поверхность, сердце вновь начинает качать отработанную кровь в легкие, чтобы та обогатилась свежим кислородом. Эта способность встречается и у некоторых других животных3.
Но кожистая черепаха, используя легкие во время ныряния по минимуму, способна чаще погружаться на бóльшую глубину. Можно сказать с уверенностью: по сравнению с другими морскими черепахами у кожистой самая совершенная система работы сердечных клапанов.
Размер имеет значение. Чем больше тело животного, тем больше у него объем крови, но медленнее обмен веществ. Получается, если вы крупное животное, то крови у вас много, а кислорода требуется мало. Это обычно позволяет крупным животным нырять глубже, чем мелким, и дает преимущество тем видам, которые умеют накапливать кислород в крови. У логгерхедов резервы кислорода в легких заканчиваются через полчаса, а у кожистых черепах запас времени в два раза больше. Зафиксированный рекорд принадлежит черепахе, которая опустилась на глубину около 37 метров и оставалась под водой на протяжении целых 67 минут.
Если же этот способ хранения кислорода не сработает, у кожистой черепахи есть запасной вариант: ее мозг способен выдержать длительное кислородное голодание. Если мозг млекопитающих вроде китов и аквалангистов перестает питаться кислородом, организм довольно быстро выходит из строя. Это останавливает всю мозговую электрическую активность, словно кто-то переключил рубильник и погасил свет. Смерть наступает в считаные минуты. Если же морской черепахе не хватает кислорода, она может временно уберечь свой мозг с помощью анаэробного гликолиза. Анаэробное дыхание — это запасной генератор вашего тела. Он подпитывает клетки энергией, когда на обычные химические реакции кислорода уже не хватает. Разумеется, это не очень эффективно; в крови начинает накапливаться молочная кислота, от которой надо будет избавиться позже. (Именно из-за анаэробного дыхания у вас могут болеть ноги после долгой пробежки. Но в случае необходимости оно спасет вам жизнь: лучше боль в ногах, чем смерть в пасти у гиены.) У млекопитающих анаэробное дыхание снабжает кислородом периферическую мышечную систему, но не мозг. А вот морские черепахи способны до такой степени замедлить обмен веществ в мозге, что достаточно будет только анаэробного дыхания. Лучше быть тупым, чем мертвым. Ведь у всех есть свои пределы.
1. В состоянии спячки черепахи переходят на анаэробное (бескислородное) дыхание. — Прим. науч. ред.
2. «Кессонка» — кессонная (декомпрессионная) болезнь, заболевание, возникающее главным образом из-за быстрого понижения давления окружающей среды, например при всплытии, в результате которого газы, растворенные в крови и тканях организма (азот и др.), начинают выделяться в виде пузырьков в кровь, что приводит к ее вспениванию и разрушению стенок клеток и кровеносных сосудов, которые блокируют кровоток. — Прим. науч. ред.
3. Переброс венозной крови в большой круг кровообращения, минуя малый (легочный) круг, осуществляется через отверстие между желудочками сердца — паницциево отверстие. Такой механизм, помимо кожистой черепахи, используется крокодилами. — Прим. науч. ред.