Жак Майоль - Человек-дельфин
Мы хотим рассказать о моллюсках, членистоногих, ракообразных, насекомых (и, в частности, о морских насекомых), о некоторых рыбах-апноистах (?!), об амфибиях (лягушках и т. д.), о рептилиях, морских змеях, о птицах-ныряльщиках…
Моллюски
Эта ветвь животного царства включает, как известно, существа с нежным телом, которые передвигаются по земле или по дну водоемов при помогли мускулистой ноги и часто носят на спине известковую раковину. Существует бесчисленное множество моллюсков, и их дыхательная система меняется от одного класса к другому. Те, кто пользуются дыханием легочного типа, входят в подкласс “легочников” и принадлежат к классу брюхоногих. Один из представителей, лимнеа (прудовик), должен постоянно подниматься на поверхность, чтобы накопить воздух в своих дыхательных камерах. Это странное животное при погружении совершает самое настоящее апноэ. Различные лимнеи и планорбы (легочники, приспособившиеся к пресной воде) имеют “водяное легкое”, способное функционировать как жабры, т. е. наполняемое водой, которой дышат так, как если бы она была воздухом.
Вдохновляясь этим примером природы, человек уже не раз проводил подобные эксперименты в лабораториях на крысах и собаках, которых заставляли дышать жидкостями. Сверхнасыщенный кислородный физиологический раствор пропускали через легкие с помощью естественного дыхательного механизма животного, находящегося в камере высокого давления. Самые известные эксперименты — это эксперименты доктора Килстра из Дьюкского университета в Северной Каролине. Мы поговорим об этом далее.
У брюхоногих легочное дыхание осуществляется благодаря легочной полости, которая открывается наружу пневмоклапаном. Механизм действует следующим образом: в момент выхода на поверхность брюхоногий моллюск распахивает пневмоклапан и захватывает пузырь воздуха. Следует знать, что метаболизм (то же, что и обмен веществ; в более узком смысле (от греческого metabole — перемена, превращение) — промежуточный обмен, т. е. превращение определенных веществ внутри клеток с момента их поступления до образования конечных продуктов) этого животного регулируется, замедляя его, оно одновременно понижает свою температуру, экономя таким образом воздух и удлиняя апноэ. Важно отметить, что уже на уровне довольно примитивной жизни осуществляется принцип “экономии горючего” для увеличения апноэ (мы отметим его далее у морских млекопитающих и даже у человека).
Однако апноэ свойственно не только лимнеям и водяным легочникам. Самые заурядные брюхоногие, такие, например, как улитки, — хорошие апноисты. В доказательство чему они спокойно высиживают на дне ведра воды и вылезают на воздух, только когда испытывают желание или необходимость дышать.
Членистоногие, в частности пауки
Самый известный водяной паук, арджиронетта или серебрянка[37], длиной от 1 до 1,5 см практикует полуапноэ, потому что его способ дыхания странным образом уподобляется водолазному колоколу. Когда паук-серебрянка погружается в стоячие воды или почти лишенные течения водоемы, чтобы добыть себе пропитание, он несет с собой несколько пузырей воздуха, прицепленных к волоскам лап, грудки и брюшка, кроме того, передними лапами он удерживает один большой пузырь, прихваченный на поверхности. Весь этот воздух предназначается для его подводного домика, своего рода подводного колокола для погружений, построенного из веточек, листьев, водорослей, обтянутого паутиной и сбалансированного камешком таким образом, чтобы он не смог всплыть или быть унесенным течением. Серебрянка, таким образом, дышит внутри своего подводного домика, потом выходит охотиться в окрестностях, вновь забирается подышать воздухом и возвращается на охоту, не поднимаясь на поверхность после каждого апноэ. Налицо экономия времени и сил. Так, притаившись на дне, серебрянка спокойно подкарауливает свою жертву, двигаясь меньше, чем если бы это было на поверхности. Поймав добычу, как только представляется возможность, он утаскивает ее в колокол и пожирает. Надо отметить, что паук может оставаться значительное время в своем подводном домике; дни и даже недели. Дело в том, что через стенки жилища осуществляется регенерация воздуха, тонкая паутинка позволяет углекислому газу растворяться в воде и. наоборот, пропускает в дом находящийся в ней кислород. Эта особенность — важнейшая. Она подтверждает, что в природе в уменьшенном масштабе давно существует система OSMOSI, созданная в лаборатории. Система эта представляет собой аквариум с водой, куда погружены подопытные крысы в специальных сосудах, стенки которых являются искусственными мембранами и допускают диффузию газов, выделяемых крысами при дыхании, и минимальную адсорбцию растворенного в воде кислорода. Кое-кто усмотрел здесь чуть ли не искусственные жабры подводного будущего человечества. Похоже, однако, что эта мечту лопнула, как пузырь.
Итак, серебрянка — это модель, приспособленная к жизни в водной среде без внутренних изменений своих органов. Чтобы проникнуть в эту среду, она пользуется единственно тем, чем обладает лично, т. е. волосками и паутиной. Ее техника колокола была скопирована людьми, чтобы сделать свои первые шаги под водой.
Ракообразные
Водные членистоногие животные с жаберным дыханием, панцирь которых образован хитином, пропитанным известняком, — это ракообразные. Известно, что крабы живут так же хорошо на воздухе, на берегу моря, как и в воде. Краб, будучи амфибией, лишен тем не менее легочного дыхания и по этой причине, следовательно, не может осуществлять апноэ, задерживая дыхание так, как это делают человек и морские млекопитающие при погружении. Имейте в виду, что краб, так же как и большая часть ракообразных, дышит при помощи жабр или через мышечный покров, другими словами, газовый обмен между кровью и внешней средой, выброс углекислого газа и адсорбция кислорода происходят диффузионно через различные мембраны туловища. Краб вылезает из воды и не задыхается благодаря тому, что его жабры остаются влажными и продолжают адсорбировать содержащийся в воде кислород. Это характерно также для раков и омаров. Всем этим существам удалось превзойти теоретическое время выживания вне их естественной жидкой среды, и это наверняка потому, что они прибегают к одной из форм апноэ.
Насекомые
Можно посвятить целую жизнь изучению насекомых, многие так и поступали и всегда получали от этого практическую пользу. Большая часть великих изобретений технологической цивилизации была имитацией насекомых. Посмотрите вокруг себя: многие чудовищные машины, например строительные гигантские подъемные краны и бульдозеры или летающие средства передвижения, такие, как вертолеты, почти аналогичны своим меньшим братьям в мире насекомых. В сфере подводных погружений, и особенно погружений в апноэ, они могут ставить перед нами задачи. Многие, вспомним, жили в воде, прежде чем поселиться в воздушной среде. Немало также и таких видов, личинки и куколки у которых живут в воде и приспособлены к дыханию жабрами или мышечным покровом, но их дыхательный аппарат со временем трансформируется, потому что взрослое насекомое, живущее на поверхности, будет дышать воздухом. Однако, даже приобретя свой окончательный вид, насекомое, случается, должно возвратиться в воду, обычно для охоты или чтобы отложить яйца. Для этого они прибегают к различным способам:
а) настоящее апноэ: как, например, самец дитиско[38] (Ditiscus marginatus) или жук-плавунец, который дышит атмосферным воздухом на поверхности, поднимаясь время от времени со дна;
б) полуапноэ: насекомое несет с собой запас, состоящий из пузыря воздуха, зажатого лапками и прикрепленного к волоскам, который позволяет ему дышать, избегая частого появления на поверхности;
в) автономное погружение: в действительности в этом случае речь идет даже не об апноэ, так как насекомое снабжено двумя дыхательными системами: жаберной и легочной и дышит, погружаясь, жабрами, а вне воды — легкими. Обратимся на минутку к насекомым, практикующим апноэ в пресной воде. В дальнейшем мы обратим внимание и на морских.
Обычно на воздухе насекомые дышат с помощью трахей, которые открываются к внешней среде отверстиями, расположенными по бокам туловища. Через эти дыхательные отверстия и происходят газовые обмены. У личинок, чья жизнь почти исключительно проходит в воде, отверстия закрыты, в то время как развиты перистые жабры. Насекомые, родившиеся из этих личинок, призванные дышать атмосферным воздухом, накапливают его в своих трахейных резервуарах, кстати, достаточно объемных. Однако и они несут с собой также пузырь воздуха под надкрыльями, прицепленный к волоскам (да, да, именно как серебрянка). Структура этих волосков крайне интересна. Было бы утопией вообразить подобную систему со всеми ее составными частями, созданную или придуманную человеком. Хороший апноист смог бы в этом случае значительно увеличить свое время апноэ. Как же действуют эти таинственные волоски? Они изогнуты и крючковаты, не намокают и вообще водонепроницаемы, словом, полностью приспособлены к выполнению своих функций — удерживать пузыри воздуха после захвата их с поверхности. Установлено, что запас воздуха под надкрыльями у жука-плавунца (плотоядного жесткокрылого насекомого длиной до 5 см) меняется от 19,5 до 1 % O2 примерно за четыре минуты. Феномен диффузии опирается на механизм апноэ насекомых, позволяя дольше оставаться в воде. Когда парциальное давление кислорода в резервах уменьшается, между ними и водной средой устанавливается равновесие; кислород, растворенный в воде, имеет тенденцию распространяться в резервы, внося, таким образом, дополнительные возможности для дыхания. Мы вновь встречаемся здесь с тем необычайным явлением, которое, будь оно нами полностью понято и использовано, открыло бы новые возможности в области погружения. Невозможно не вспомнить историю греческого ныряльщика Хаджи Статти. Медики с борта броненосца “Королева Маргарита” еще тогда, в 1913 г., подумали именно об этом явлении: об осмосе ((от греческого osmos — толчок, давление) — односторонняя диффузия через полупроницаемую перегородку) кислородной суспензии из морской воды на глубине 80 м через кожу и ткани этого несравненного ныряльщика. Сегодня мы знаем: явление такого рода невозможно на подобной глубине, потому что требует более высокого давления. Однако должен признать, что не могу отказать себе в удовольствии помечтать.
