Читать «В мире китов и дельфинов» онлайн - страница 48

Рис.33

Один из лучших ныряльщиков — плосколобый бутылконос (самец 7 м длиной). Фото Ю. А. Михалева.

В течение ныряния возрастает кислородная задолженность в мышцах, где происходит бескислородный гликолиз и накапливается конечный продукт расщепления углеводов — молочная кислота. Однако она появляется в крови тогда, когда животное уже будет на поверхности. Выключение из системы кровообращения мускулатуры приводит к тому, что молочная кислота, накапливающаяся при мускульной работе, не разносится по телу, а остается в мышцах. Но как только кит вынырнет и в мышце восстановится нормальное кровообращение, молочная кислота сразу появляется в крови.В-четвертых, кислородная емкость крови у китообразных на 1/4 — 1/3 выше, чем у человека.В-пятых, среди механизмов, обеспечивающих бесперебойное снабжение мозга кислородом, важнейшее значение имеет «чудесная сеть» — тонкое сплетение артерио-венозных капилляров, служащее хранилищем крови, богатой кислородом. Эта сеть имеется на стенках грудной полости, в шейной области, но особенно сильно развита вокруг спинного и головного мозга. Крупных артерий, по которым бы кровь поступала в головной мозг, у дельфинов не обнаружено. Чудесная сеть создает для мозга резервы кислорода и служит кислородным депо. Емкость депо, возможно, увеличивается и за счет жировой массы, окружающей чудесную сеть: ведь кислород растворяется, например, в кашалотовом жире и спермацете в 7 раз лучше, чем в воде. Предполагают, что есть еще неизученные устройства, быстро переносящие кислород из крови в жировую массу, окружающую чудесную сеть.

Рис. 34

Гигантский кальмар архитеутис (9,5 м длиной), добытый флотилией «Советская Россия» из желудка кашалота в Индийском океане. Фото Ю. А. Михалева.

Способ действия этой сети точно не установлен, но полагают, что она может быстро наполняться кровью и опорожняться, регулируя кровяное давление во время погружения и выныривания, когда резко меняется внешнее давление среды.Исследователи из штата Флориды Юджин Нейгел с сотрудниками, изучая под лучами Рентгена кровообращение мозга у анестезированной афалины, установили, что чудесная сеть гасит толчки крови, вызванные сокращением сердца, и подает в мозг кровь равномерным потоком под постоянным давлением. Погашение пульса обусловлено быстрым вбиранием большого количества крови в венозную часть чудесной сети и быстрого ее опорожнения за счет мускулистых стенок мелких артерий.Среди морских млекопитающих чудесная сеть сильнее всего выражена у кашалотов и полностью отсутствует у самых плохих ныряльщиков — сирен.Все перечисленные приспособления определяют легкость и продолжительность ныряния китообразных, что долго оставалось загадкой для науки.Одной из причин, мешающих водолазу опускаться на глубины, является кессонная болезнь. Как известно, с погружением на каждые 10 м давление воды возрастает на одну атмосферу и уже на глубине, например 100 метров, оно будет составлять 11 атмосфер. Чтобы уравновесить такое давление, водолазу нужно подавать воздух по шлангу под напором, соответствующим глубине погружения. На большей глубине водолаз вдыхает больше воздуха и по весу. При увеличении давления растворимость воздуха в крови возрастает, и мало-помалу газом насыщаются все ткани тела. Поэтому быстрый подъем водолаза с глубины может оказаться для него смертельным, так как с падением давления пузырьки азота выделяются в кровь и могут закупорить кровеносные сосуды. Вот почему водолаза поднимают с длительными остановками в декомпрессионных камерах.Киты и дельфины не подвергаются кессонной болезни даже при стремительном подъеме с глубин в сотни метров. Разгадка проста: все китообразные, совершив один-три дыхательных акта (дельфины) или целую серию таковых (киты), погружаются в отличие от водолазов всегда только с одной порцией воздуха, притом воздуха нормального давления. Поэтому азот попадает в их кровь в небольшом и вполне безопасном количестве.При известных условиях время, необходимое водолазам для декомпрессии, можно сократить. Уже в годы Отечественной войны водолазов поднимали с глубины 180 м за 3/4 часа вместо 7 часов. Дело в том, что для дыхания им подавали вместо воздуха газовую смесь гелия с кислородом. Гелий, как и азот, тоже нейтральный газ, но он попадает в кровь быстрее, меньше растворяется в ней и скорее исчезает из нее. Поэтому такая смесь более безопасна для человека.Вскоре выявился иной путь покорения морских глубин: замена тяжеловесного снаряжения водолаза более легким. В 1943 году французский гидробиолог Жак Ив Кусто дал миру акваланг, или подводные легкие. Этот аппарат позволяет любому тренированному пловцу погружаться на глубину 40 — 50 м. Позже этот отважный исследователь сам опускался с аквалангом на 100 и 140 м. Ныне, при дыхании смесью кислорода и гелия, глубина ныряния человека с аквалангом в мягком скафандре увеличилась до 330 м.Чтобы использовать несметные богатства водной толщи и недр, скрытых морем, по инициативе Жака Ива Кусто начато изучение глубин океана с помощью подводных поселений.В сентябре 1962 года в Средиземном море близ Марселя был установлен на глубине 11 м первый подводный дом «Преконтинент-I», в котором два акванавта жили в течение недели. Они доказали возможность продолжительного существования человека под водой. Через год на глубине 27 м в Красном море на жестком дне кораллового рифа Шааб-Руми была установлена стальная пятилучевая «морская звезда», состоящая из пяти комнат, и недалеко от нее два дома иной конструкции: один в виде цилиндра, другой — грибовидной формы. Группа людей пробыла в этой «подводной деревне» «Преконтинент-II» целый месяц. В сентябре-октябре 1965 года шесть акванавтов (в их числе сын Жака Кусто — Филипп) три недели вели исследования в шаре-лаборатории «Преконтинент-III» (диаметром 5,7 м), установленном в Средиземном море близ мыса Ферра на глубине 110 — 130 м. Они дышали газовой смесью гелия (98%) и кислорода (2%) при давлении в 11 атмосфер, выплывали с аквалангами из своего шара для проведения опытов и наблюдений.Эксперимент французских ученых («Преконтинент-II») повторили американские исследователи, организовавшие подводные морские лаборатории в 1964 году «Силэб-I» (близ Бермудских островов на глубине 60 м) и в 1965 году «Силэб-II» (в Калифорнии близ местечка Ла-Холья, на глубине 64 м). В первой работали 4 человека 11 дней, а во второй — 28 человек; их разделили на три группы, которые жили под водой по 15 суток каждая. Руководитель экспедиции «Силэб-I» и «Силэб-II» Джордж Бонд полагает, что человек в будущем сможет организовать лабораторию на глубине в 700 — 1000 м. Почти одновременно с работой «Силэб-II» на глубину 130 м была опущена на двое суток «палатка» ученого Эдвина Линка с двумя акванавтами — американцем Джоном Линдбергом и бельгийцем Робером Стенуи. На еще большей глубине (150 м) было поселение «Преконтинент-IV» в 1967 году в Аденском заливе. В перспективе лежит штурм глубины более 400 м!С помощью специальных камер люди уже побывали на самых больших глубинах Мирового океана: 23 января 1963 года швейцарский пилот Жак Пикар и наблюдатель Дон Уолш в батискафе «Триест» достигли дна тихоокеанской котловины Челленджер в Марианской впадине. Спускались они на глубину 10 910 м 5 часов, а поднимались 3,5 часа, и 20 минут провели на дне. Здесь на металлическую гондолу давило 200 000 т воды.Сейчас стоит очень важная задача — расширить возможности подводного плавания человека без специального снаряжения, в частности, без громоздкого акваланга. Проблема эта очень сложная, и успех будет определяться тем, удастся ли в организме ныряльщика создать условия, свойственные морским млекопитающим. Подобную задачу можно решить лишь путем тщательного изучения физиологических изменений и адаптации в организме ныряльщика, познания физиологии китообразных, в первую очередь их дыхания и кровообращения. Перспективными в этом, вероятно, были бы поиски такой газовой смеси для дыхания, которая практически не растворялась бы в крови и устраняла бы вскипание газа в кровеносных сосудах.Возможно, в решении проблемы свободного погружения человека без специального снаряжения помогут, тончайшие, пропускающие кислород в воде избирательные кремнийорганические пленки, подобные тем, какие испытывал на хомяках инженер из США Уолтер Рабб. Эта пленка не пропускает воду, но проницаема для газов, в первую очередь для кислорода и углекислого газа. Она может выполнять ту же роль, что и жабры рыб: свободно впускать кислород из области высокого парциального давления в область низкого и в обратном направлении пропускать углекислоту. В США ученые заняты идеей создания искусственных жабр в виде портативного аппарата, который будет подавать кислород в кровь ныряльщика без помощи легких. Шланги такого аппарата должны подключаться к аорте с помощью операции. Если удастся заполнять легкие какой-либо стерильной пластической массой, то человек с помощью искусственных жабр, по мнению Жака Ива Кусто, сможет погружаться на двухкилометровую глубину. Опыты на собаках, в легкие которых нагнетали воду, насыщенную кислородом, а потом удаляли ее, показали, что легочное дыхание после подобных манипуляций может быть восстановлено у некоторых наземных млекопитающих без пагубных последствий.