Представьте себе броневик весом две тонны, покрытый костяными пластинами, который скользит под водой тише продвинутой подлодки.
Звучит как фантастика из фильмов о будущем? А вот и нет - такие машины бороздят реки и болота уже 200 миллионов лет. Знакомьтесь: крокодил, самый совершенный водный хищник на планете.
Казалось бы, такая туша, покрытая толстой броней из роговых щитков и костных пластин, просто обязана камнем идти ко дну. Но нет. Крокодил невесомо парит на поверхности воды, как космонавт на орбите. Он регулирует глубину погружения лучше любого аквалангиста и может оставаться под водой два часа без единого вздоха. Как он это делает?
Оказывается, природа превратила его в живую гидродинамическую лабораторию. Внутри крокодила работают механизмы, которым позавидовали бы инженеры подводного флота.
Форма решает всё, или как стать торпедой
Крокодил - это идеальный гидродинамический профиль. Плоская голова с вытянутым рылом разрезает воду, как нос атомного ледокола. Туловище сплющено сверху вниз, образуя единую обтекаемую поверхность. Никаких выпуклостей, никаких лишних деталей - только то, что нужно для движения.
Когда крокодил плывёт, он не гребёт лапами, как собака. Он прижимает конечности к телу и превращается в настоящую торпеду. Всю работу делает хвост - мощный, сжатый с боков, который работает как гигантский плавник. Волнообразные движения из стороны в сторону, и вот уже огромная махина несётся вперёд со скоростью курьерского поезда.
Кстати, про хвост. Первый хвостовой позвонок у крокодила имеет форму шарового сустава. Это даёт хвосту такую подвижность, что крокодил может выполнять акробатические номера - например, выпрыгивать из воды на высоту до двух метров.
Представляете? Крокодил взмывает в воздух, как дельфин на шоу в океанариуме. Только вот крокодил делает это не для аплодисментов, а чтобы схватить зазевавшегося зверя.
Полтонны мяса вылетают из воды.
И где-то в этот момент антилопа понимает,
что ее карьера травоядного окончена.
Но форма тела - это только начало истории. Внутри там тоже биологический механизм будь здоров!
Печёночный насос - секретное оружие природы
А теперь держитесь крепче. Внутри крокодила работает система, которую инженеры назвали бы «печёночным насосом». Это живой, дышащий механизм регулировки плавучести.
Печень крокодила соединена связками с тазовыми костями и может перемещаться вперёд-назад внутри тела.
Когда печень смещается к голове, центр тяжести животного смещается вперёд, и передняя часть тела опускается вниз. Крокодил поднимает голову к поверхности, чтобы глотнуть воздуха, при этом основная масса туловища остаётся под водой. Хитро, правда?
А теперь обратный трюк. Печень смещается назад, к хвосту - и вот уже крокодил погружается глубже, становясь почти невидимым на дне. Это как балластные цистерны на подводной лодке, только вместо воды - собственная печень.
Инженеры потратили века, чтобы придумать такую систему для субмарин, а природа сделала это за миллионы лет эволюции.
Крокодил не тонет, потому что внутри у него всё продумано.
В отличие от людей, которые тонут, потому что «ну я же всего один бокальчик...».
Другую важную роль в плавучести крокодила играют легкие.
Лёгкие размером с торс
Представьте себе два огромных воздушных шара внутри тела. Когда крокодил наполняет их воздухом, он становится плавучим, как надувной матрас. Когда выдыхает - плотность тела увеличивается, и животное погружается.
Специальные мышцы вокруг лёгких позволяют крокодилу перемещать воздух внутри них, меняя центр плавучести.
Это как в детских надувных игрушках, где воздух можно перегонять из одной части в другую. Только крокодил управляет этим процессом с ювелирной точностью - он может зависнуть на любой глубине, не шевельнув ни плавником.
Печень двигается, лёгкие наполняются или опустошаются, и вот уже крокодил занимает именно то положение в воде, которое ему нужно. Для охоты - полное погружение. Для отдыха - на поверхности с минимальным усилием. Для терморегуляции - наполовину снаружи, чтобы погреться на солнышке.
Первые крокодилы появились 200 млн лет назад. То есть крокодил видел динозавров, распад Пангеи и всё равно решил:
«Лучше сидеть в болоте и жрать».
И решил вполне правильно - когда динозавры вымерли, крокодил выжил, так как всегда мог добыть себе пищу. Сидел себе в водоеме и ждал - все равно кто-то да придет на водопой.
Кстати, о погружениях в воду. Тут нас ждёт самое невероятное.
Два часа без воздуха - реально?
Сколько времени вы можете провести под водой? Минуту? Две, если хорошо потренировались? Профессиональные фридайверы задерживают дыхание на 10-15 минут.
При активном плавании крокодил остаётся под водой 2-3 минуты. Ничего особенного, скажете вы. Но когда он переходит в режим засады - полной неподвижности - время погружения растёт до двух часов.
Два часа. Без единого вздоха! А крокодил - не рыба, дышать так не умеет жабрами.
Как это вообще возможно? Разгадка кроется в биохимии. Американские учёные из Университета Небраски обнаружили, что гемоглобин крокодила отличается от гемоглобина всех остальных позвоночных.
У нас с вами и у большинства животных кислородный обмен регулируют органические фосфаты. У крокодила эту роль взяли на себя бикарбонаты - продукты распада углекислого газа. Это создаёт систему медленного, экономного высвобождения кислорода.
Каждая молекула кислорода используется по максимуму.
Клетки крокодила расходуют кислород так бережно, как бабушка — пакеты из «Магнита».
Ничего не выбрасывается.
Кроме этого все процессы у крокодила резко замедляются.
А его сердце начинает биться два раза в....минуту.
Да, сердце крокодила бьётся два раза в минуту.
У человека тоже так бывает — когда пришло SMS:
«Нам нужно поговорить».
Одновременно кровеносные сосуды в мышцах сужаются. Кровь перенаправляется туда, где она нужна критически - в мозг, сердце и печень. Остальные ткани переходят в режим минимального потребления кислорода, почти как в анабиозе.
Крокодил 200 миллионов лет оттачивал идеальную систему выживания:
двигает печень, экономит кислород, замирает часами.
Человек за это время придумал:
— надувной матрас,
— делать селфи в воде,
— и фразу «да тут неглубоко».
Поэтому крокодил — вершина эволюции. А мы — её самый самоуверенный эксперимент.
А в этой статье я сравниваю этих двух разных животных, которые, с обывательской точки зрения, представляют собой одно и тоже:
Крокодил против аллигатора. Чем они отличаются и кто опаснее для человека