Ученые узнали почему киты не тонут, когда заглатывают криль

Киты - большие любители попить. Всего за десять секунд эти гигантские млекопитающие могут выпить более пятисот ванн океанской воды, отфильтровывая около 10 килограммов криля за один глоток.

Все, что им нужно сделать, это открыть рот и рвануть вперед со скоростью примерно 10 километров в час (6 миль в час).

Давление всей этой воды, стремительно попадающей в горло кита, несомненно, было бы огромным. Как же эта группа существ, в которую входят правый кит, горбатый кит, монументальный синий кит и многие другие, делает так, чтобы их легкие не были внезапно заполнены водой?

Вскрытие нескольких финвалов (Balaenoptera physalus) позволило обнаружить жировой и мышечный мешок, который не дает этому виду китов задохнуться. Когда кит открывает рот, чтобы поесть, этот мешок поднимается вверх и закупоривает нижние дыхательные пути.

Подобная структура не была обнаружена ни у одного другого животного, но авторы предполагают, что она, вероятно, присутствует и у других кормящих китов (так называемых рорквалов), таких как горбачи и синие киты.

"Существует очень мало животных с легкими, которые питаются, заглатывая добычу и воду, поэтому ротовая пробка, скорее всего, является защитной структурой, характерной для роркалов, которая необходима для того, чтобы кормиться выпадами", - объясняет зоолог Келси Гил из Университета Британской Колумбии (Канада).

Хотя Гил и ее коллеги не видели ротовую пробку в действии, судя по ее строению, они считают, что она функционирует как железнодорожный переключатель. Когда кит дышит, пробка выдвигается и открывает нижние дыхательные пути. Но когда кит питается, пробка полностью перекрывает этот путь.

У людей лоскут ткани, известный как надгортанник, закрывает путь к легким во время еды, чтобы мы случайно не вдохнули пищу.

Но у китов совсем другие способы питания и дыхания. Когда они дышат через дыхательные отверстия, жировая пробка, прикрепленная к мягкому нёбу, не дает воде из ротовой полости попасть в легкие. 

Однако во время еды эта жировая пробка должна поворачиваться вверх и назад, закрывая путь к верхнему дыхательному отверстию кита и открывая пищевод для глотания.

При этом сила набегающей воды толкает язык кита обратно к надгортаннику, закрывая и нижние дыхательные пути.

"Это похоже на то, как у человека язычок смещается назад, перекрывая носовые ходы, а дыхательное горло закрывается при проглатывании пищи", - говорит Гил.

Но в отличие от горловых структур у людей, китам приходится работать под большим давлением.

"Объемное фильтрование стай криля является высокоэффективным и единственным способом обеспечения огромного количества энергии, необходимой для поддержания такого большого размера тела", - объясняет зоолог Роберт Шэдвик, также из Университета Британской Колумбии.

"Это было бы невозможно без особых анатомических особенностей, которые мы описали".

В конце концов, для того, чтобы 27-метровый плавниковый кит продолжал плавать, требуется много энергии.

Нам еще многое предстоит узнать об этих гигантских существах и их жизни под волнами. Например, как киты пускают пузыри? Отрыгивают ли они или икают?

Авторы нынешнего исследования хотели бы посмотреть, как кит ест и дышит в реальном времени; для этого им нужно создать камеру, способную глотать.

Между тем, препарирование проводилось не на китах, пойманных в научных целях, а на образцах, полученных в 2015 и 2018 годах в Исландии, где в последние несколько лет, к счастью, не убивали китов.

Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.