Почему вернувшиеся к жизни в море рептилии, как и китообразные позже, не обзавелись жабрами, освобождающими их от необходимости возвращаться к поверхности для вдоха? Это – вполне уместный вопрос, на самом деле. Выбираясь на сушу, – и даже не выбираясь, а просто поселяясь в бедных кислородом пресных водах, – рыбы полностью и частично переходят от жаберного дыхания к в том или ином смысле «лёгочному». Способы могут быть разными, – от классической трансформации плавательного пузыря, вплоть до усвоения атмосферного кислорода через задний отдел кишечника… Важно, что с технической точки зрения проблема разрешима. Наверняка верно и обратное. Перейти от дыхания воздухом к жабрам – способ найти было бы можно.
Но никто из позвоночных этого не сделал. Лишь в рядах членистоногих есть прецеденты. И то – редкие. Даже водяные пауки готовы терпеть риски и неудобства связанные со строительством «колокола», лишь бы не отращивать жабры.
И, кстати, о жабрах. Изначально, – у ранних хордовых, – они появляются как часть цедильного аппарата. Вода, попавшая в глотку вместе с пищей, выпускалась через ведущие наружу клапаны. Дыхание тогда осуществлялось преимущественно через кожу, и только на следующем этапе использоваться стали преимущества искусственного создания постоянного тока жидкости. Не двигаясь с места, животное пропускало массы свежей, богатой кислородом воды, через богатые капиллярами складки. «Складки», собственно, требовались для повышения площади контактирующей со средой поверхности тела.
Чем плохо?
Да, всем.
Воздух состоит из кислорода на 20%. Вода же на 0.001%, – в лучшем случае. Соответственно, пересчитывая на массу прокачиваемого вещества, лёгочное дыхание эффективнее в 25 раз. Энергетические затраты на вентиляцию, может быть, не являются критичными в общем балансе организма, но разница – огромная. В том числе отражающая и время, за которое равное количество кислорода может быть получено. Стоит обратить внимание, что рыбы «дышат» весьма часто, и возможности «задержать дыхание», в отличие от использующих лёгкие животных – лишены. Дыхание же под водой это, в том числе, и шум, на который «наводятся» хищники.
И это только часть проблемы, проявляющейся тем сильнее, чем быстрее обмен веществ животного. В момент же, когда он ускоряется настолько, что появляются уже мысли и поддержании, если не постоянной, то повышенной по отношению к среде температуры тела, о жабрах приходится забыть.
Вода, как известно, обладает высокой теплоёмкостью. Соответственно, жабры, через которые пропускается большая масса забортной жидкости, очень эффективно работают, как «радиатор». Извлекая из воды кислород, рыбы отдают среде тепло… Причём, самым нерациональным образом. На форсаже акула может разогреться на 10 градусов, – но это касается мускулатуры, в которой тепло выделяется. Нагретая же кровь, проходя через жабры, остывает, отправляясь затем к наиболее ответственным внутренним органам, требующим снабжения кислородом в первую очередь… Таким образом, жабродышащее существо греет среду, а не себя.
...В свете же вышеизложенного, можно задать новый вопрос – правильный. Если уж лёгочное дыхание даёт такие преимущества, что же на него не перешли рыбы? Не могли? Могли. Перешли же некоторые. Не считая ветви лопастепёрых, захвативших сушу, большинство речных рыб в той или иной мере могут дышать воздухом, в случае нехватки кислорода в воде. Многие же и вовсе полностью перешли на лёгочное дыхание… И тут даже можно отметить интересную зависимость. Легкими чаще всего дышат реликтовые, сохранившиеся до наших дней мезозойские речные рыбы, такие как арапайма и панцирная щука. В прошлые геологические эпохи, таким образом, дышать жабрами в пресной воде было не модно. Но позже даже речные рыбы вернулись к преимущественно жаберному дыханию.
...Ну, с появлением травяного покрова на суше реки очистились от гниющих остатков и кислорода в них стало больше. Но это лишь один из факторов. Вообще же, в море, где жизненным пространством для рыбы в общем случае (о рыбах глубоководных или живущих на мезопелагиали речь не идёт) является слой толщиной 200-300 метров. Подниматься для вдоха каждый раз к поверхности для холоднокровного животного – слишком затратно. Есть, разумеется, рыбы живущие на мелководьях, но там другая проблема. Дно даёт укрытие. Как минимум, на его фоне рыба менее заметна, чем на фоне поверхности при взгляде снизу. В прозрачной воде, где хищники руководствуются зрением, «пыхтеть» жабрами безопасно, всплывать же для вдоха, напротив, большой риск.
Третьим же фактором, побуждающим рыб от жаберного дыхания не отказываться, являются птицы. Угроза более чем весомая и очень неприятная. До момента вхождения баклана в воду, рыба пикирующего на неё хищника не видит. А тогда уже – поздно. Так что, единственная форма защиты для неё – пассивная. Стать, в свою очередь, невидимой с воздуха.
Верхних десятков сантиметров воды находящихся под постоянной атакой с воздуха, рыбы стремятся избегать. Делать же это проще, если всплывать для вдоха не нужно.
