ГЛАВА 6. Апноэ у немлекопитающих животных
Предпосылка
В главе, посвященной апноэ и его происхождению, мы попытались показать, откуда восходит прародительский атавизм долгого примитивного анаэробного человеческого рода. Сейчас, обращаясь к бесчисленным примерам существования каждого вида — от самых маленьких до самых больших представителей животного царства биосферы, частью которой является и Человек, мы еще определеннее увидим, что жизнь в апноэ — это явление, утверждающее себя с течением времени и что сам Человек для него совершенно не посторонний. Попытаемся также проанализировать уроки, которые Человек мог бы из этого извлечь.
Мы говорили о существовании у представителей живого мира различных видов дыхания. Нас интересует больше всего легочное, однако, прежде чем углубиться в подробное изучение наших собратьев, бесспорных чемпионов апноэ, каковыми являются морские млекопитающие, мы предлагаем немного отвлечься и, поощряя вашу любознательность, расскажем о других созданиях, иногда поразительных, чаще занимательных, но продолжающих и в наши дни, после четырех миллиардов лет истории Земли, проводить часть своей жизни в апноэ и под водой.
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.
37
Арджиронетта — жук-серебрянка — получил название за серебристость, создаваемую отражением света от мельчайших воздушных пузырьков, покрывающих тело.