Введение.

Это работа посвящена самым необычным, интересным и загадочным представителям класса млекопитающие – отряду китообразные (Cetacea). Эти животные обладают целым рядом интереснейших адаптивных признаков, они поражают своими размерами и способностями, и по сей день, несмотря на активное развитие науки, расширения  методов и приемов изучения, мы по-прежнему не знаем очень многого из жизни этих удивительных существ.

В работе будет дана подробная характеристика отряда, а затем характеристики ряда семейств и краткий рассказ о представителях определенных систематических групп.

Цель работы – сделать краткий обзор семейств и представителей отряда Китообразные, включающий характеристику особенностей организации и поведенческую специфику тех или иных видов.

Характеристика отряда китообразные – Cetacea.

Рис.1 Относительные размеры и форма тела китообразных:

1 - дельфин - белобочка, 2 - гринда, 3 - касатка, 4 - северный плавун, 5,6 - кашалот самка и самец, 7- голубой кит, 8 - финвал, 9 - сейвал, 10 – кит-горбач, 11 - малый полосатик, 12 - серый кит, 13 - гренландский кит

Отряд включает 12-14 семейств и около 80 видов (из них 6 семейств и 30 видов встречаются в фауне России), делится на два подотряда: зубатые и усатые киты.

Размеры средние и крупные (наибольшие среди млекопитающих). Длина тела животных от 1,1 м, масса 30 кг у некоторых дельфинов, до 33 м и до 200т у голубого кита. Форма тела, как правило, торпедовидная, обтекаемая, что способствует облегчению скольжения в плотной водной среде. Этому способствуют также редукция ушных раковин и расположение сосков в особых карманах. Передние конечности превратились в ласты (грудные плавники), которые служат в основном как рулевой орган, в сравнении с размерами тела, размеры передних конечностей выглядят весьма скромно – см. рис.1. Свободные задние конечности атрофировались. На конце тела имеются парные, горизонтально расположенные хвостовые лопасти, не имеющие скелета. Хвостовой отдел туловища служит основным локомоторным органом. У большинства видов на спине находится непарный спинной плавник, который служит своего рода стабилизатором при плавании. Голова часто массивная, более или менее удлиненная. Ее передняя часть кончается тупо, заострена или имеет вытянутый рострум - "клюв". Шейный перехват почти не выражен, голова плавно переходит в туловище.

Характерно для китообразных, что у них нет сплошного волосяного покрова. У усатых китов на морде расположены отдельные щетинковидные волоски, их строение аналогично вибриссам наземных млекопитающих - они служат органом осязания и играют определенную роль при отыскании массовых скоплений планктона. Вибриссы характерны для большинства усатых китов.У зубатых китов (кроме белухи, нарвала) вибриссы имеют только эмбрионы, и только у двух видов они сохраняются и во взрослом состоянии. Кожные железы полностью отсутствуют, за исключением млечных желез. В коже на внутренней поверхности эпидермиса расположены многочисленные ячейки, в которые поднимаются дермальные сосочки. Некоторые ученые предполагают, что своеобразное строение кожи китов обусловливает возникновение ламинарного потока воды вокруг плывущего животного, что позволяет затрачивать минимум усилий при плавании и развивать большую скорость.

Окраска тела обусловлена пигментом, локализующимся в основном в эпидермисе. У некоторых китообразных она подвержена возрастной изменчивости (например у белухи и нарвала).

Лопасти хвостового плавника и спинной плавник являются кожными образованиями. Наряду с обычными артериями и венами в плавниках проходят характерные только для них комплексные сосуды, каждый из которых состоит из крупной артерии с очень толстой средней оболочкой, окруженной 10-13 более мелкими тонкостенными венами. В основании спинного плавника дельфина-белобочки таких сосудов насчитывается свыше двух десятков, в хвостовом и грудном плавниках их значительно меньше.

В черепе китообразных кости располагаются симметрично или асимметрично. В последнем случае кости правой стороны расширены и смещены влево, а левой-утолщены. Одни кости могут надвигаться на другие. Мозговой отдел черепа укорочен и округлен.

Верхнезатылочная кость сильно развита и спереди причленяется к лобным, в то время как теменные смещаются в стороны. Носовые кости невелики по размерам, так что наружные костные носовые отверстия сдвинуты далеко назад и располагаются непосредственно перед мозговым черепом. Носовые ходы короткие и проходят более или менее вертикально. Верхнечелюстные и межчелюстные кости и сошник сильно вытянуты и образуют рострум. Костное нёбо удлинено за счет крупных крыловидных костей, вследствие чего хоаны оказываются смещенными назад. Нижние челюсти длинные и имеют рудиментарный венечный отросток, которого иногда нет вовсе.

Во взрослом состоянии зубы имеют только представители подотряда зубатых китов. У усатых китов закладки зубов имеются только у эмбрионов. Для взрослых усатых китов характерны особые роговые образования эпителия неба-так называемые «усы», функционально заменившие зубы. Ус представляет собой множество роговых пластин с бахромчатым краем. Усы служат для отцеживания мелких планктонных организмов, которыми питаются эти киты. Акт пережевывания пищи у китообразных утрачен.

Кости в большинстве своем губчатого строения с большим содержанием жира. В поясе передних конечностей отсутствует ключица. Лопатка широкая, вееровидная со слабо развитым гребнем. Грудина сильно варьирует по форме и расчлененности. Плечевая кость чрезвычайно укорочена. Локтевая и лучевая кости также сильно укорочены, уплощены и расширены. В связи с тем, что нагрузка на конечность происходит перпендикулярно к ней, конечность уплощается в том же направлении.

Подвижное сочленение находится только в плечевом суставе. Все кости свободной конечности имеют общий кожный покров и сочленены между собой неподвижно, а иногда и срастаются друг с другом. Средние пальцы обладают увеличенным количеством фаланг, крайние - уменьшенным. При сравнении числа фаланг пальцев кисти взрослых китообразных с эмбрионами отмечается их сокращение с возрастом.

Закладка задних конечностей появляется на ранней эмбриональной стадии, но вскоре исчезает. У взрослых китообразных от пояса задних конечностей сохраняются только рудименты таза, расположенные в мускулатуре по большей части в виде двух костных стерженьков (слившихся подвздошной, седалищной и лобковой костей). Связь с позвоночником эти кости утрачивают, но к ним прикрепляются мышцы мочеполовой системы, в связи с чем, очевидно, и не происходит их полная редукция.

Позвоночник состоит из четырех отделов: шейного, грудного, поясничного и хвостового. Крестцовые позвонки отсутствуют вследствие утраты задних конечностей. Шейный отдел представлен семью сильно укороченными позвонками, которые могут сливаться между собой в одну или несколько групп. В остальных отделах количество позвонков непостоянно. У быстроплавающих китов число хвостовых позвонков возрастает.

Число ребер варьирует от 10 до 17 пар. Нормальное сочленение с позвонками имеют передние 2-8 пары; у задних ребер головка и шейка отсутствуют. К грудине присоединяются передние 1-8 пары ребер. Для глубоконыряющих китов характерно уменьшенное число ребер, прикрепляющихся к грудине (у кашалота всего три) или развитие в ребрах хрящевых отделов (клюворылы). Грудная клетка в отличие от большинства наземных млекопитающих не сжата с боков, а округлая в поперечнике или несколько уплощена  в дорзо – вентральном направлении.

Язык хорошо развит, мягкие губы отсутствуют. Слюнных желез нет или они рудиментарны.

Желудок сложный, состоит из 3-5 отделов. Кишечник достигает различной длины: он может быть в 5-6 раз длиннее тела (усатые киты, клюворылы) или в 15-16 раз (кашалот, афалина) и до 32 раз (дельфин Ла-Платы).

Печень относительно невелика, желчного пузыря нет. Поджелудочная железа удлиненная и слабо дольчатая, значительно реже разъединенная. Ее протоки открываются в желчный проток.

Наружные ноздри парные у усатых китов,  и непарные у зубатых. Они смещены на верх головы и обладают клапанами, запирающими эти отверстия при нырянии. Трахея и бронхи укорочены, что способствует убыстрению акта дыхания. Легкие однодольчатые с сильно развитой гладкой мускулатурой. Число альвеол относительно большое и размеры их намного крупнее, чем у наземных млекопитающих.

Китообразные способны подолгу не дышать, находясь под водой от 2-10 до 30-40 мин (по некоторым данным, до 2 ч). Длительность ныряния у них обеспечивают значительная емкость легких, слабая чувствительность дыхательного центра к накоплению в организме углекислоты, повышенное содержание миоглобина. Кислородная емкость крови несколько увеличена за счет более высокого содержания гемоглобина в крови и повышения его концентрации в эритроцитах.

Процесс дыхания китообразных обычно можно подразделить на выдох после длительного ныряния, промежуточные короткие вдохи и выдохи и глубокий вдох перед длительным нырянием. Во время промежуточных вдохов и выдохов кит ныряет неглубоко, плывет почти всегда по прямой линии, дышит через правильные промежутки времени. Число промежуточных вдохов - выдохов различно у разных видов и тем больше, чем дольше остается животное под водой во время основного ныряния. Выдох может начинаться у поверхности под водой, в результате чего выдыхаемый с силой воздух образует водяной фонтан, форма и размеры которого в общем характерны для различных видов (по-видимому, фонтан может образовываться и в результате конденсирования пара в теплом выдыхаемом воздухе (в высоких широтах), и в результате захватывания и распыления воды, которая остается при выныривании кита в ложбине, где располагается дыхало).

Некоторые китообразные способны нырять на значительную глубину (кашалоты - свыше 2000 м). Быстрый подъем нырнувшего животного с большой глубины на поверхность воды должен вызвать выделение из крови газообразного азота, растворенного в ней вследствие повышенного давления при нырянии. Пузырьки азота могут закупоривать кровеносные сосуды, вызывая кессонную болезнь и даже смерть. Однако у китообразных кессонной болезни не бывает. Это объясняется тем, что количество азота в легких не намного превышает азотную емкость тканей кита, а воздух в процессе ныряния в легкие больше не поступает (в противоположность тому, что имеет место у водолазов).

Головной мозг китообразных во многих отношениях высоко дифференцирован. Однако по ряду показателей сохраняет весьма примитивные признаки, которые, видимо, были характерны для мозга млекопитающих исходного типа. Масса головного мозга в абсолютных цифрах (белуха- 1,6-2,3 кг; кашалот-7,8-9,2 кг) достигает наибольшей величины среди млекопитающих, но относительно массы всего тела она незначительна (морская свинья-0,8%, голубой кит-0,007%). В укороченном, имеющем округлую форму головном мозгу крупные извилины и борозды располагаются в продольном направлении. Характерно сильное развитие коры полушарий переднего мозга.

Глаза небольшие. Роговица и склера достигают значительной толщины. Хрусталик имеет своеобразную округлую форму. Веки неразвиты. Зрение китообразных, монокулярное, они близоруки. Слезные железы редуцированы, отсутствует и слезно - носовой проход. Жирный секрет гардеровой железы предохраняет глаз от механического и химического воздействия воды. Имеются конъюнктивные железы, не встречающиеся у других млекопитающих.

Органы слуха сильно видоизменены. Ушная раковина редуцирована. Наружный слуховой проход открывается позади глаза маленьким отверстием. Интересно мнение, что рудиментарный слуховой проход может служить самостоятельным чувствующим органом, воспринимающим изменение давления. Барабанная перепонка выгнута наружу (усатые киты) или внутрь (зубатые киты). С внешней стороны барабанная перепонка усатых китов покрыта своеобразной ушной пробкой, состоящей из ороговевшего эпителия и ушной серы. Китообразные способны улавливать широкий диапазон звуковых волн от 150 до 120-140 кГц, т. е. даже ультразвуковые колебания. Высокая степень развития слуховых отделов мозга зубатых китов свидетельствует об особой остроте их слуха, почти уникальной среди млекопитающих; у усатых китов слух хуже по сравнению с наземными млекопитающими. Китообразные способны к эхолокации, как и летучие мыши. В связи с тем, что голосовые связки у китообразных отсутствуют, они не могут издавать звуки обычным для млекопитающих способом. Звуки производятся в результате вибрации нижней части перегородки между носовыми мешками или колебаниями складки наружного клапана в результате пропускания воздуха из носовых мешков. Дельфины способны испускать серии коротких звуковых импульсов, длительность которых составляет 1 мс, а частота следования меняется от 1-2 до нескольких сот Герц.

На протяжении последних 47 миллионов лет в ходе эволюции китообразных было два качественных скачка, сопровождавшихся ростом объема мозга. Первый такой скачок произошел 39 миллионов лет назад (с ним  и отождествляют появление "на вооружении" китов эхолокации), второй - около 15 миллионов.

В кровеносной системе китообразных сильно развита артериальная сеть, находящаяся на вентральной стороне позвоночного столба, в области шеи, грудной клетки, между ребрами, в основании головного и вокруг спинного мозга. Она образована огромным числом извилистых артерий, связанных между собой многими анастомозами.

Температура тела китообразных сходна с температурой наземных млекопитающих и колеблется в пределах от 35 до 40 гр.С (верхняя граница отмечалась у раненых китов или пойманных после преследования дельфинов). Сохранение высокой температуры тела в воде, проводящей тепло во много раз лучше, чем воздух, осуществляется толстым слоем подкожной жировой клетчатки.

Почки китообразных многодольчатые, относительно более крупные, чем у наземных млекопитающих. Мочевой пузырь небольшой и в шейке не имеет сфинктера, что способствует частому мочеиспусканию это также может служить сигналом для других китов. Китообразные, не пьют морскую воду. Они получают необходимую влагу из пищи.

Семенники располагаются в брюшной полости. Из дополнительных желез имеется только простата. Матка двурогая.

У самок усатых китов половое и заднепроходное отверстия разделяются друг от друга значительным пространством, а у зубатых они расположены в едином углублении и окружены общим сфинктером. Самцы постоянно или очень подолгу в течение года способны к оплодотворению.У самок в начале беременности в матке могут находиться два или три зародыша, из которых вскоре остается только один. Плацента диффузного типа.

Роды происходят под водой. Детеныш рождается вполне развитый, способный к самостоятельному передвижению. Пропорции его тела весьма сходны с пропорциями тела взрослых китов, а размеры достигают ½ - ¼  длины тела матери. Самки некоторых китообразных могут быть оплодотворены вскоре после родов во время лактационного периода. Кормление детенышей совершается под водой, длительность каждого приема пищи - несколько секунд. Молоко вбрызгивается в ротовую полость детеныша сокращением особых мышц самки.

Млечные железы самки располагаются по бокам полового отверстия. Два соска (по одному с каждой стороны) залегают в щелевидных складках и только в период лактации выдаются наружу. Самки китов продуцируют различное количество молока в сутки: от 200-1200 г у дельфинов до 90-150 л у финвала и 200 л у голубого кита. Молоко густое, обычно кремового цвета. Характерно, что его поверхностное натяжение в 30 раз больше, чем у воды, что особенно важно, так как струя молока не расплывается в воде. Питательность китового молока весьма высока.

Рост детенышей во время вскармливания их молоком происходит быстро. Например, детеныш голубого кита за 7 месяцев жизни вырастает с 7 до 16 м, т. е. среднесуточный прирост в длину составляет 4,5 см.

Половой диморфизм проявляется главным образом в различной длине тела самцов и самок. Самки усатых китов крупнее самцов, а большинства зубатых, наоборот, меньше. Диплоидное число хромосом у 12 видов зубатых китов и 4 видов усатых (сейвала, малого полосатика, финвала и серого кита) равно 44, а у кашалотовых-42.

Страницы: 1, 2, 3