Как морские млекопитающие остаются гидратированными в солёном море.
На протяжении долгой и сложной истории эволюции млекопитающие неоднократно выбирали воду в качестве среды обитания. Хотя многие теплокровные животные, покинувшие сушу ради водной среды, больше не существуют, у нас всё ещё есть множество потрясающих примеров: подумайте о дельфинах, китах, ламантинах, морских свиньях. Есть даже целый подотряд хищников, называемых ластоногими, к которым относятся тюлени, морские львы и моржи, которые перемещаются между сушей и водой.
Но, как и всем животным, морским млекопитающим нужна вода, чтобы оставаться гидратированными и выжить. Проблема в том, что солёная вода, составляющая около 97 процентов воды на Земле и являющаяся домом для таких млекопитающих, как косатки и бутылконосые дельфины, по своей природе обезвоживает. «У нас в жидкостях организма есть соль, но гораздо меньше соли, чем в морской воде, — говорит Мартин Гроселл, исследователь водных организмов из Университета Майами, в интервью Popular Science. — Это означает, что высокая концентрация соли в морской воде за счёт осмоса вытягивает воду из организма животного».
Несмотря на то, что вы промокнете, войдя в океан, жизнь в море физиологически похожа на жизнь в пустыне, добавляет Гроселл. Чтобы выжить в любых сложных условиях, на суше или где-либо ещё, животные должны адаптироваться. Чтобы понять, как млекопитающие могут выживать и поддерживать водный баланс в море, мы должны погрузиться в эволюционные глубины.
Разница между беспозвоночными и позвоночными
Хотя учёные до сих пор не могут точно определить происхождение жизни, многие учёные считают, что оно началось глубоко в океане. Но эти ранние существа едва ли напоминают современных морских зверей — они были беспозвоночными, то есть у них не было позвоночника.
«Большинство беспозвоночных не контролируют содержание соли в своём организме, поэтому у них такое же содержание соли, как и в морской воде», — говорит Гроселл. «Это означает, что они не обезвоживаются, не теряют воду». Эта стратегия выживания, называемая осмоконформизмом, встречается у самых разных животных, с которыми мы знакомы сегодня: у морских звёзд, медуз, лобстеров, моллюсков и других.
Но всё усложняется, когда появляется позвоночник. Рыбам, морским рептилиям (например, морским змеям и морским крокодилам), морским млекопитающим и даже морским птицам необходимы специальные органы для удаления соли из воды, которую они потребляют.
«Большая проблема для животных, пьющих морскую воду, — это соль, которую они получают вместе с водой», — говорит Гроселл. «Если они не могут избавиться от этой соли, то нет смысла пить эту воду».
Для рыб питьё солёной воды — это просто часть повседневной жизни. Вода всасывается в их кишечник, но соль транспортируется из крови в клетки жабр, которые затем выталкивают эту соль обратно в море.
У горбатых китов очень солёная моча, они полагаются на специализированные почки, чтобы отфильтровывать соль из океанской воды.
Но для животных без жабр, таких как млекопитающие, рептилии и птицы, всё сложнее. Эти существа должны каким-то образом выводить лишнюю соль, а у млекопитающих это происходит через почки. Хотя измерить солёность мочи кита исключительно сложно, мы знаем, что почки морских млекопитающих могут «производить очень концентрированную мочу», — добавляет Гроселл. У некоторых морских животных даже есть так называемые реникулитные почки. Эти органы разделены на сотни крошечных фильтрующих единиц, которые помогают выводить огромное количество соли.
У птиц, с другой стороны, есть железы над глазами, которые выделяют жидкость с высоким содержанием соли, как это делала бы почка млекопитающего. Это очень полезно для пернатых друзей, которые проводят большую часть года в местах, где есть только доступ к солёной воде, и исследования показали, что масса солевых желёз у разных птиц может даже меняться в зависимости от сезона.
У рептилий процесс весьма похож. У морских черепах есть солевые железы за глазами (из-за чего они выглядят так, будто плачут, когда находятся над водой), у морских игуан есть солевые железы, соединённые с носом (из-за чего они очень сильно чихают), а у морских змей и крокодилов есть солевые железы на языке.
Пить или не пить
Хотя некоторые животные, безусловно, пьют солёную воду и затем справляются с последствиями, такой образ жизни требует больших затрат энергии. «Если они могут получить воду другими способами, они предпочтут это», — добавляет Гроселл. «И некоторые из этих способов, конечно, — это вода, содержащаяся в добыче, которую они едят».
Почти все морские млекопитающие — хищники: подумайте об акулах, китах, дельфинах и даже тюленях и выдрах. Даже усатые киты едят стаи крошечных животных, известных как криль. Поедание рыбы и других морских существ означает поедание животных с таким же содержанием воды, как и у них самих, и это оказывается надёжной стратегией гидратации.
Например, одно исследование 1970-х годов показало, что такой образ жизни, просто поедание рыбы, обеспечивает достаточное количество влаги, чтобы детёныши морских слонов не нуждались в глотке пресной воды для поддержания здоровья. Фактически они могут голодать на суше до трёх месяцев без питья благодаря уникальному сочетанию поведенческих и физиологических механизмов сохранения воды.
Но некоторые морские млекопитающие не могут устоять перед глотком несолёной воды. Особенно это касается ламантинов, которые будут искать источники пресной воды у берега или в устьях рек с низкой солёностью, — добавляет Гроселл. Флоридцы могут подтвердить это, говорит он, поскольку ламантины иногда подплывают к каякерам, чтобы сделать глоток. «У них очень сильная способность находить воду, — говорит он. — Вода для них — это товар, за который они будут усердно работать».
С другой стороны Северной Америки детёныши тюленей-хохлачей, обнаруженные у пролива Дэвиса, на побережьях Лабрадора и Ньюфаундленда, а также в заливе Святого Лаврентия, были зафиксированы пьющими морскую воду, а также снег. Снег, даже когда он выпадает над океаном, — пресная вода благодаря уловкам испарения.
Ключ к тому, чтобы оставаться гидратированным млекопитающим, процветая в морской воде, троякий: есть водянистую пищу, находить пресную воду по мере необходимости и выводить лишнюю соль, которая мешает. Это проверенный метод, который существует миллионы лет. Но у людей нет таких приспособлений. Так что в следующий раз, когда вы будете на пляже, не забудьте взять с собой бутылку воды, если не хотите обезвожиться.