Китообразные

Китообразные (лат. Cetacea) — инфраотряд водных млекопитающих, входящий в отряд парнокопытных (Artiodactyla). Китообразные являются вторичноводными животными, то есть их предки, обитавшие на суше, в ходе эволюции полностью перешли к жизни в воде. Ключевые характеристики инфраотряда: рыбообразная форма тела, передние конечности, преобразованные в ласты, редуцированные задние конечности, наличие горизонтального хвостового плавника (флуктуирующего), отсутствие волосяного покрова (за исключением редких вибрисс у некоторых видов), подкожный жировой слой (ворвань) для терморегуляции, а также особое строение дыхательной системы (дыхало на темени) и способность к эхолокации. Китообразные распространены во всех океанах и некоторых морях планеты, включая арктические и антарктические воды. В России китообразные обитают в морях Дальнего Востока, Северного Ледовитого океана, а также в Чёрном и Балтийском морях.

Эволюция и происхождение

Китообразные произошли от наземных млекопитающих, относящихся к отряду парнокопытных. Молекулярно-генетические исследования конца XX — начала XXI века показали, что ближайшими современными родственниками китообразных являются бегемоты (Hippopotamidae). Эти две группы образуют кладу Whippomorpha. Предки китообразных, известные как пакицеты (Pakicetus), обитали на территории современного Пакистана около 50 миллионов лет назад в эоцене. Они были четвероногими, вели полуводный образ жизни и питались рыбой. В дальнейшем, в ходе эволюции, у китообразных произошли следующие ключевые адаптации:

• Удлинение тела и редукция задних конечностей.
• Преобразование передних конечностей в ласты.
• Формирование хвостового плавника.
• Смещение ноздрей на темя (образование дыхало).
• Развитие подкожного жирового слоя.
• Утрата волосяного покрова.
• Развитие эхолокации (у зубатых китов).

Переход к полностью водному образу жизни завершился около 40 миллионов лет назад. Современные китообразные делятся на две основные группы: усатые киты (Mysticeti) и зубатые киты (Odontoceti). Усатые киты утратили зубы и развили цедильный аппарат — китовый ус, позволяющий фильтровать планктон и мелкую рыбу. Зубатые киты сохранили зубы и используют эхолокацию для поиска добычи.

Классификация

Инфраотряд Китообразные включает два современных парвотряда и несколько вымерших групп.

Усатые киты (Mysticeti)

Усатые киты — группа, объединяющая крупных и гигантских китов. Характеризуются наличием китового уса — роговых пластин, свисающих с верхней челюсти. Усы служат для фильтрации планктона, рачков и мелкой рыбы из воды. Усатые киты не имеют зубов во взрослом состоянии. Размеры варьируют от 6 метров (карликовый гладкий кит) до 33 метров (синий кит). К усатым китам относятся:

• Гладкие киты (Balaenidae): гренландский кит, южный гладкий кит, японский гладкий кит. Отличаются большой головой, отсутствием спинного плавника и длинными тонкими усами.
• Полосатики (Balaenopteridae): синий кит, финвал, сейвал, горбатый кит, малый полосатик. Характеризуются наличием продольных складок на горле и брюхе, которые позволяют увеличивать объём ротовой полости при фильтрации.
• Серые киты (Eschrichtiidae): единственный современный вид — серый кит. Отличаются короткими усами, наличием спинного плавника в виде горба и привычкой кормиться у дна, фильтруя бентос.

Зубатые киты (Odontoceti)

Зубатые киты — группа, включающая дельфинов, кашалотов, клюворылых китов, морских свиней и белух. Имеют зубы (от 1 до 260), которые служат для захвата и удержания добычи (рыбы, кальмаров, тюленей). Обладают развитой эхолокацией. Размеры варьируют от 1,2 метра (дельфин Коммерсона) до 20 метров (кашалот). К зубатым китам относятся:

• Кашалотовые (Physeteridae): кашалот, карликовый кашалот, малый карликовый кашалот. Характеризуются крупной головой, содержащей спермацетовый орган, используемый для эхолокации и регулирования плавучести.
• Клюворылые киты (Ziphiidae): более 20 видов, включая бутылконосов, ремнезубов и клюворылов. Отличаются длинным клювом, небольшим спинным плавником и способностью к глубоким погружениям.
• Дельфиновые (Delphinidae): косатка, афалина, белобочка, гринда, серый дельфин. Наиболее разнообразное семейство. Характеризуются обтекаемым телом, наличием спинного плавника и сложным социальным поведением.
• Морские свиньи (Phocoenidae): обыкновенная морская свинья, калифорнийская морская свинья (вакита). Отличаются коротким клювом, притуплённой мордой и треугольным спинным плавником.
• Нарваловые (Monodontidae): белуха и нарвал. Характеризуются отсутствием спинного плавника, гибкой шеей и способностью к эхолокации. У нарвала развит длинный бивень (видоизменённый зуб).

Анатомия и физиология

Дыхательная система

Китообразные дышат атмосферным воздухом. Дыхание осуществляется через дыхало — видоизменённые ноздри, расположенные на темени. У усатых китов дыхало двойное (два отверстия), у зубатых — одинарное. Вдох и выдох происходят быстро (около 0,3 секунды у дельфинов). Выдох сопровождается образованием фонтана — водяного пара, конденсирующегося из выдыхаемого воздуха. Частота дыхания зависит от активности: в состоянии покоя киты делают 1–4 вдоха в минуту, перед нырянием — до 10–15. Запаса кислорода в крови и мышцах (миоглобин) достаточно для длительных погружений: кашалоты могут находиться под водой до 90 минут, а клюворылые киты — до 137 минут.

Кровеносная система

Сердце китообразных четырёхкамерное. У крупных видов (синий кит) масса сердца может достигать 600–700 кг. Кровеносная система адаптирована к глубоководным погружениям: при нырянии частота сердечных сокращений замедляется (брадикардия), кровоток перераспределяется в пользу мозга и сердца, а периферические сосуды сужаются. Подкожный жировой слой (ворвань) выполняет не только теплоизоляционную, но и энергетическую функцию.

Органы чувств

• Зрение: у китообразных зрение развито слабо, особенно у глубоководных видов. Глаза приспособлены к видению в воде: они имеют шарообразную форму, плоскую роговицу и мощный хрусталик. У некоторых видов (например, у дельфинов) зрение бинокулярное.
• Слух: является основным органом чувств. Китообразные воспринимают звуки в широком диапазоне частот (от 10 Гц до 150 кГц). У зубатых китов развита эхолокация: они издают щёлкающие звуки, которые отражаются от объектов и позволяют определять расстояние, размер и форму добычи. У усатых китов эхолокация отсутствует, но они издают низкочастотные звуки (песни) для общения на больших расстояниях.
• Обоняние: у большинства китообразных обоняние редуцировано. У усатых китов сохранились рудиментарные обонятельные луковицы, но их функция неясна.
• Вкус: развит слабо. У китообразных обнаружены вкусовые рецепторы, но их количество невелико.

Терморегуляция

Китообразные — теплокровные животные с температурой тела около 36–37 °C. Подкожный жировой слой (ворвань) обеспечивает теплоизоляцию. У видов, обитающих в холодных водах (например, гренландский кит), толщина ворвани может достигать 50 см. Для охлаждения в тёплых водах киты используют систему кровеносных сосудов в ластах и хвостовом плавнике (теплообменники).

Поведение и социальная структура

Социальное поведение

Китообразные, особенно зубатые киты, демонстрируют сложное социальное поведение. Дельфины и косатки живут в стабильных группах (стадах), насчитывающих от нескольких особей до нескольких сотен. Внутри групп существуют иерархические отношения, основанные на возрасте, размере и опыте. У косаток выделяют две экотипы: «резидентные» (питаются рыбой, живут в больших стабильных группах) и «транзитные» (питаются тюленями и другими китообразными, живут в небольших группах). Усатые киты, как правило, ведут одиночный образ жизни или образуют временные скопления во время миграций и кормёжки.

Коммуникация

Китообразные используют широкий спектр звуков для общения. Усатые киты издают низкочастотные звуки (песни), которые могут распространяться на сотни километров. Песни горбатых китов имеют сложную структуру и меняются со временем. Зубатые киты используют щёлкающие звуки для эхолокации и свисты для социальной коммуникации. У дельфинов обнаружены индивидуальные «свисты-подписи», которые служат для идентификации особей.

Миграции

Многие виды китообразных совершают сезонные миграции. Серые киты мигрируют от мест нагула в Беринговом море к местам размножения в лагунах Калифорнии (Мексика), преодолевая до 20 000 км в год. Горбатые киты мигрируют из холодных вод у полюсов в тёплые воды для размножения. Синие киты также мигрируют, но их маршруты менее изучены. Миграции связаны с необходимостью кормиться в богатых планктоном холодных водах и размножаться в тёплых водах, где меньше хищников.

Питание

Усатые киты

Усатые киты питаются планктоном, рачками (крилем), мелкой рыбой и кальмарами. Процесс фильтрации происходит следующим образом: кит набирает в рот большой объём воды вместе с добычей, затем закрывает рот и выталкивает воду через китовый ус, оставляя пищу на пластинах. Полосатики используют технику «глотания»: они раздувают горловые складки, увеличивая объём ротовой полости, и заглатывают воду вместе с добычей. Гладкие киты плавают с открытым ртом, фильтруя воду непрерывно.

Зубатые киты

Зубатые киты — активные хищники. Они охотятся на рыбу, кальмаров, тюленей, морских птиц и других китообразных. Кашалоты питаются в основном глубоководными кальмарами, ныряя на глубину до 1000 метров. Косатки — верховные хищники, охотящиеся на тюленей, морских львов, рыб и даже крупных китов. Дельфины часто охотятся кооперативно, загоняя рыбу в плотные косяки.

Размножение и развитие

Китообразные — живородящие млекопитающие. Беременность длится от 10 до 16 месяцев в зависимости от вида. Роды происходят в воде. Детёныш (телёнок) рождается хвостом вперёд, чтобы не захлебнуться. Сразу после рождения мать выталкивает детёныша на поверхность для первого вдоха. Детёныши питаются молоком, которое содержит до 50% жира, что обеспечивает быстрый рост. Молочное вскармливание продолжается от 6 месяцев до 2 лет. Половой зрелости китообразные достигают в возрасте от 5 до 15 лет. Продолжительность жизни варьирует: дельфины живут до 30–40 лет, усатые киты — до 50–80 лет, гренландские киты — до 200 лет (по оценкам).

Взаимодействие с человеком

Промысел

Китобойный промысел ведётся с древних времён. В XIX–XX веках он приобрёл промышленные масштабы, что привело к резкому сокращению численности многих видов, особенно синих китов, финвалов, сейвалов, горбатых китов и кашалотов. В 1986 году Международная китобойная комиссия (МКК) ввела мораторий на коммерческий китобойный промысел. Однако некоторые страны (Япония, Норвегия, Исландия) продолжают вести промысел в рамках научных программ или по квотам. В России китобойный промысел в настоящее время не ведётся, за исключением традиционного промысла коренных народов Чукотки (серый кит).

Современные угрозы

• Загрязнение океана: пластик, химические отходы, нефтепродукты. Китообразные могут запутываться в рыболовных сетях и пластиковых отходах.
• Шумовое загрязнение: судоходство, сейсморазведка, военные гидролокаторы нарушают эхолокацию и коммуникацию китообразных, приводя к выбросам на берег.
• Столкновения с судами: крупные киты часто гибнут при столкновении с торговыми судами.
• Изменение климата: потепление океана влияет на распределение планктона и криля, что сказывается на кормовой базе усатых китов.

Охрана

Многие виды китообразных занесены в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП) и Красную книгу Российской Федерации. В России охрана китообразных осуществляется в рамках Федерального закона «О животном мире» и Правил рыболовства. Созданы морские охраняемые территории (например, Командорский заповедник, заповедник «Остров Врангеля»). Международные соглашения, такие как Конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры (СИТЕС), регулируют торговлю продуктами из китообразных.

Интересные факты

• Синий кит (Balaenoptera musculus) — самое крупное животное, когда-либо жившее на Земле. Его длина может достигать 33 метров, а масса — 150 тонн.
• Кашалот (Physeter macrocephalus) обладает самым большим мозгом среди всех животных (до 9 кг).
• Нарвал (Monodon monoceros) имеет бивень длиной до 3 метров, который является видоизменённым зубом. Бивень пронизан нервными окончаниями и, вероятно, служит органом чувств.
• Горбатые киты (Megaptera novaeangliae) известны своими сложными песнями, которые длятся до 20 минут и повторяются в течение нескольких часов.
• Косатки (Orcinus orca) — единственные китообразные, которые охотятся на других морских млекопитающих, включая тюленей, морских львов и даже крупных китов.
• Белухи (Delphinapterus leucas) — единственные китообразные, способные менять цвет кожи с возрастом: детёныши рождаются серыми, а взрослые особи становятся белыми.
• Дельфины-афалины (Tursiops truncatus) способны узнавать себя в зеркале, что свидетельствует о развитом самосознании.

Источники

• «Жизнь животных» под редакцией С. П. Наумова и А. П. Кузякина, том 7 (Млекопитающие), 1971.
• «Китообразные» — Большая советская энциклопедия, 3-е издание.
• «Морские млекопитающие России» — справочник-определитель, под редакцией В. А. Земского, 2004.
• «Cetacean Societies: Field Studies of Dolphins and Whales» — под редакцией J. Mann, R. C. Connor, P. L. Tyack, H. Whitehead, 2000.
• Красная книга Российской Федерации (том «Животные»), 2001.
• Данные Международного союза охраны природы (МСОП) по состоянию на 2023 год.