Костная система.

Дельфины питаются, главным образом, рыбой. Зубами они захватывают пищу (конические зубы со временем становятся уплощёнными на концах, как бы усечёнными, все зубы у дельфинов одинаковые, не дифференцированные). Затем дельфин поворачивает рыбу языком так, чтобы продольная ось тела рыбы шла параллельно продольной оси его тела. Смыкая челюсти, животное раздавливает рыбу, придавая ей цилиндрическую форму. Благодаря этому рыба может пройти сбоку от гортани в пищевод. Вода, попадающая вместе с рыбой, выжимается с помощью сфинктера глотки.
Через пищевод пища попадает в четырёхкамерный желудок.
Стенки первого отдела, а так же, прилегающего к нему участка пищевода состоят из наружного продолговатого мышечного слоя и внутреннего циркулярного. Функция первых двух отделов заключается в том, чтобы почти полностью переваривать рыбу. Первый отдел желудка представляет собой очень большой мешок, выстланный изнутри белой и гладкой слизистой.
При переходе пищи из первого во второй отдел пищеварительный тракт суживается, но может растягиваться. Второй отдел внешне выглядит как шар, на ощупь напоминает резиновую ткань. Стенка изнутри красная, состоит в основном из трабекул и лакун, идущих во всех направлениях. Снаружи лежит мышечный слой.
Второй и третий отделы соединены узким каналом, длиной 65мм, диаметром 10мм, с хорошо развитой кольцевой мускулатурой (аналогично, по-видимому, привратнику желудка человека).
Третий отдел имеет гладкие стенки с углублениями. На белом фоне этой стенки видны мелкие серые точки.
Из третьего в четвёртый отдел ведёт узкий проход, диаметром 6мм. Мышечная стенка его снаружи покрыта очень мощным слоем фиброзной ткани.
Четвёртый отдел заполнен желтой желчью, издающей запах, типичный для верхних участков кишечника. Изнутри, вокруг маленького входного отверстия, лежит ярко красное кольцо, от которого отходят четыре полоски такого же цвета, идущие вниз по стенке. В четвёртый отдел впадает проток поджелудочной железы и желчный проток. Суживаясь, он переходит в типичный тонкий кишечник, но истинного сфинктера у его выхода нет.
Кишечник – тонкая эластичная трубка. К нижнему концу кишечник несколько увеличивается. У дельфинов нет ни слепой кишки, ни аппендикса. Весь кишечник прикреплён к задней брюшной стенке общей брыжейкой; никаких карманов и сумок брюшина не образует. Четыре отдела желудка крепятся к нижней части диафрагмы.

Кишечник оканчивается небольшой прямой кишкой со слабыми и тонкими мышцами и небольшим анусом, открывающимся в анально-мочеполовую щель у самок и в анальную щель у самцов.
Экскременты выводятся либо в виде длинных нитей, либо в жидком виде. Иногда они всплывают, иногда тонут.
Переваривание пищи происходит в 1 и 2 отделах желудка. Вероятно, в первом – пища размягчается, во втором – измельчается и пропитывается пищеварительными соками.

Дыхательная система.

Китообразные дышат воздухом. Дыхало расположено на верхней части головы, перед лбом (большой лобный выступ, лежащий на верхней челюсти и состоящий из сети коллагеновых волокон, заполненной жировой тканью звуковая линза). Воздушные мешки представляют собой генератор разнообразных звуков, передняя стенка черепа - рефлектор, а лобный выступ – своеобразная акустическая линза. Поэтому у зубатых китов голову можно сравнить с "акустическим прожектором”. Это сложное устройство служит передающей частью гидролокатора дельфина. У края дыхала имеется “носовой” клапан и передняя наружная “губа”, которые открываются только на момент выдоха-вдоха. В самом дыхале, Ниже первых двух воздушных мешков, над нижними воздушными мешками, расположены две внутренние “губы”, регулирующие просвет дыхательных путей. Функция воздушных мешков и “губ”, по-видимому, состоит в том, чтобы:
1. Собирать воду, входящую через открытое дыхало в конце вдоха
2. Изгонять эту воду при закрытых нижележащих сфинктерах
3. Хранить запас воздуха и перегонять его из мешка в мешок, чтобы издавать звуки в воде или воздушной среде.

Когда животное хочет издать звуки в воздушной среде, оно может выдуть воздух через дыхало, пропуская его между носовым клапаном и наружной “губой”. Дельфин может также открыть наружный клапан дыхала и “губу” и использовать внутренние “губы”, при этом возникают, напоминающие вой сирены и крики. Очевидно, он может так же использовать мешки и “губы” для свиста.
Во время вдоха и выдоха вся эта система широко открыта, выше места, где воздухоносные пути разделяются надвое костной перегородкой. Во время вдоха носоглоточный сфинктер, по-видимому, удерживает гортань. Сама гортань открывается, а черпаловидные хрящи отходят друг от друга, Тем самым создаётся канал для прохождения воздуха через глотку в трахею. Черпаловидные хрящи гортани могут перекрывать воздухоносные пути, отделяя трахею от верхнего носового хода. Гортань может быть полностью отделена и от носоглотки при помощи мышц глотки, прикрепляющейся к подъязычной кости. При погружении в воду дыхало рефлекторно закрывается.
Гортань и трахея состоят из плотной хрящевой ткани и расположены под тупым углом друг к другу. Пищевод и дыхательные пути у дельфинов разобщены. В стенках глотки, сбоку от гортани, есть специальные легко растяжимые участки, снабжённые железами, которые выделяют много слизи. Именно за счёт их растяжения проходит крупная рыба.
Трахея у дельфинов широкая и короткая – трубка, диаметром 2,8 см, длина её 5 см, затем трахея делится на 3-4 бронха, которые почти сразу разделяются на более мелкие. Стенки трахей бронхов (за исключением бронхиол) снабжены хрящевыми кольцами. Альвеолы крупнее, чем у человека, диаметр – 1-3 мм.
Активная фаза дыхательного акта – 0,3 сек. За этот промежуток времени животное выдыхает, а затем вдыхает 5-10 литров воздуха. Дыхательное отверстие закрывается клапаном. Через дыхательное отверстие воздух попадает в верхние дыхательные пути, с которыми сообщаются воздушные мешки. Дальше воздух попадает в гортань, устье которой закрывается плотно. Из гортани воздух по трахее попадает прямо в лёгкие.
При необходимости, дельфин может плавать под водой 7-15 минут, а боле крупные китообразные около часа. Дельфин может извлекать из воздуха значительно больше кислорода, чем наземные животные. (В атмосферном воздухе 21% кислорода, в выдыхаемом нами – 16%, к тому же объём наших лёгких используется неполно /при общем объёме 2680 ± 120мл используется 712 ± 90 мл /). Глубокий выдох и такой же глубокий вдох обменивает лёгких дельфина около 90% воздуха, Помимо гемоглобина способного присоединять кислород и переносить его к органам и тканям, у дельфина есть миоглобин в мышцах. Он способен присоединять к себе кислород и, таким образом, запасать его, а потом постепенно отдавать.
При нырянии поток крови в организме распределяется так, чтобы в первую очередь обеспечить кислородом мозг, сердце, затем активно работающие мышцы и уже в последнюю очередь другие органы.
Под водой тело человека или животного находится под значительным давлением (на глубине 10 метров – в два раза выше атмосферного; 20 метров – в три раза; 30 метров – в четыре). Чтобы человек, находясь под таким давлением, мог дышать, воздух в его лёгкие должен поступать под таким же давлением. Но любые газы (кислород, азот и т.д.) растворяются в жидкостях (крови, тканевой жидкости), причём тем больше, чем выше давление. Поэтому у водолаза, который подышал воздухом под большим давлением, кровь и ткани тела насыщены растворёнными в них газами, в основном азотом. Когда водолаз поднимется на поверхность, давление упадёт до нормального и окажется, что количество газов в крови гораздо больше того, что может быть растворено при невысоком атмосферном давлении. Весь излишек растворённого газа начинает выделяться из крови и тканей: кровь вскипит миллионами мелких пузырьков газа. Это грозит гибелью или тяжёлым заболеванием – декомпрессионной болезнью. Поэтому водолаз должен подниматься на поверхность постепенно.
Почему же дельфин, плававший на большой глубине, не страдает декомпрессионной болезнью? Секрет прост. Через лёгкие водолаза, когда он работает под водой, протекает огромное количество сжатого воздуха, поэтому в крови растворяется столько газов, сколько их может раствориться при данном давлении – до полного насыщения. У дельфина же в лёгких только те несколько литров воздуха, которые он набрал при последнем вдохе. И даже если дельфин с таким запасом воздуха ныряет на большую глубину, где высокое давление заставит раствориться в крови почти весь азот, всё равно этого количества окажется недостаточно, чтобы насытить кровь азотом.

Мочеполовая система.

Почки очень велики и чётко разделены на множество отдельных долей. Почки способны выделять большое количество соли, накапливающейся в результате заглатывания морской воды.
У самок анально-мочеполовая щель занята наружными половыми органами. Длина влагалища составляет 5 см. Матка двурогая, но имеет одну шейку. Щелевидное отверстие влагалища расположено в нижней части наружного полового отверстия.
Наружные половые органы животных обоего пола, по-видимому, приспособлены для быстрого совокупления.

Сон дельфина.

Хотелось бы поставить на особое место физиологию сна дельфинов. Такими особенностями обладают лишь китообразные. Подобные отличия возникли, видимо, как приспособление легочного дыхания к подводному образу жизни.
Живя постоянно в воде, дельфин должен дышать воздухом. Во время сна все животные (и человек) расслабляются, теряют подвижность, а для дельфина это недопустимо: он должен всё время контролировать движения и положение своего тела, чтобы вовремя вынырнуть и вдохнуть воздух. Если понаблюдать за дельфином, плавающим в бассейне, то может создаться впечатление, что он совсем не спит. Если дельфин не ест, не играет, не занят какой-нибудь активной деятельностью, то он медленно плавает, делая круг за кругом, периодически выныривает на поверхность для очередного вдоха, и снова уходит под воду, и так часами, не торопясь и не останавливаясь.
Для того чтобы различить, когда дельфин спит, а когда бодрствует, регистрируют биоэлектрическую активность мозга дельфина. Работа мозга сопровождается непрерывной электрической активностью – колебаниями электрического напряжения между разными точками мозга. Величина этих электрических потенциалов невелика – стотысячные, в лучшем случае десятитысячные доли вольта. Картина этих биопотенциалов мозга очень сильно зависит от того, здоров мозг или болен, загружен он работой или отдыхает, бодрствует или спит.
Мозг любого животного состоит из двух симметричных половин – правой и левой. Обе половины мозга одинаковы по размеру, массе и форме; в основном схожи и их функции: правая и левая половины мозга выполняют одинаковую работу для двух половин тела. Поэтому если животное засыпает или просыпается, то переход от бодрствования ко сну и наоборот происходит сразу в обоих полушариях мозга. Это сразу обнаруживается по электрической активности мозга, которую можно регистрировать одновременно от правой и левой половин. Изменение электроэнцефалограмм, указывающее на засыпание или пробуждение, происходит сразу в обеих половинах мозга. Такая картина наблюдается у всех животных, кроме дельфинов.
Когда зарегистрировали электроэнцефалограмму у дельфина, то оказалось, что у него два полушария спят не одновременно, а поочерёдно. Если дельфин бодрствует, то электроэнцефалограмма, характерная для бодрствования, наблюдается сразу в обоих полушариях. Но когда дельфин засыпает, то электроэнцефалограмма приобретает вид, характерный для сна, только в одной половине мозга, а в другой она остаётся активной, бодрой. После того, как одна половина поспала, (на это требуется от получаса до 1-1,5 часов) она просыпается, и засыпает другая. И так в течение всего времени, которое нужно дельфину, чтобы выспаться, (несколько часов) обе половины спят по очереди, несколько раз меняясь ролями.
Такая диаграмма наглядно показывает, как протекает сон в двух половинах мозга дельфина – правой (П) и левой (Л).

Сначала (с 21¹⁵ до 22¹⁵) спит левое полушарие мозга, затем (с 22³⁰ до 23⁴⁵) правое, потом снова левое, снова правое и т.д. С 6³⁰ утра обе половины бодрствуют, – дельфин проснулся.

Нервная система.

Головной мозг взрослого Tursiops truncatus длиной 240 см, весит 1700 граммов, то есть примерно на 350 граммов больше, чем у взрослого человека ростом 180 см. В течение многих лет считали, что большие размеры мозга не обязательно означают высокий уровень его развития. Гистологическое изучение, произведенное при перфузии мозга животных, еще до прекращения сердцебиения (это обеспечило превосходную фиксацию нервных клеток), а также тщательное исследование таламуса и коры у дельфинов показало, что нервные клетки у них распределены столь же плотно, как и у человека. Складок, щелей, борозд и извилин в коре головного мозга дельфинов больше, чем в коре головного мозга человека. Общее число клеток в коре выше, чем у человека. Вся кора дифференцирована, и в ней можно выделить все шесть слоев. И специфических и неспецифических ядер таламуса у дельфина на одно-два больше. Другими словами, у него имеются так называемые проекционные ядра таламуса. Следовательно, у дельфина существуют те же ассоциативные области коры, что и у нас. Ученый Лангворти изучал ход волокон пирамидного тракта, и установил, что у дельфина двигательная кора расположена там, где у человека находится супраорбитальная область, то есть у этих животных, по сравнению с человеком, двигательная область коры выдвинута далеко вперед и смещена вниз.
С помощью вживлённых электродов Джон Лилли установил ещё одно сходство между мозгом дельфина и мозгом человека: наличие обширных областей, при раздражении которых не наблюдается никакой реакции. То есть, в коре мозга дельфина, как и у человека, имеются обширные так называемые “молчащие” молчащие зоны. Это, по-видимому, означает, что мы просто ещё не умеем улавливать реакцию этих зон. Были так же обнаружены зоны поощрения и наказания. Одна система поощрения была найдена около головки хвостатого ядра, расположенного у дельфинов в базальной части мозга, над глоткой.
Внешне мозг дельфина имеет гораздо более сферическую форму. Очень велики затылочные и височные доли. Мозжечок у дельфинов так же очень велик.
Было установлено, что у дельфинов не наблюдается полной потери сознания ни при каких обстоятельствах (даже при наркозе, эпилептических судорогах или достаточно тяжёлых ранениях головы). По-видимому, дельфины не обладают тем автоматизмом дыхательного центра, который обеспечивает дыхание в бессознательном состоянии. У дельфина, находящегося под водой, дыхание полностью заторможено, и, чтобы начать дышать и снять это торможение он должен всплыть на поверхность. Если “нокаутированное” животное не может очнуться, его выносят на поверхность товарищи.

Анализаторы

Обоняние.

Обоняние – ощущение запахов посредством органа, расположенного в носу. У китообразных оно подверглось редукции. Но сама по себе жизнь в воде ещё не ведёт к исчезновению органа обоняния. Вспомним хотя бы акул, которые идут на запах крови с далёких расстояний, и у них сильно развиты обонятельные доли переднего мозга. У рыб орган обоняния всё время развивался и приспосабливался к улавливанию запахов в воде, а у наземных предков китообразных запахи проникали через ноздри, вместе с вдыхаемым воздухом. С переходом в воду потомки этих предков утратили обоняние, так как молекулы пахучих веществ могли проникать в носовой канал лишь в момент короткого вдоха. Воздух над океаном был чистым, и запахи в нём потеряли всякое значение. Поэтому обонятельные луковицы мозга, обонятельные нервы и обонятельный эпителий в решетчато-раковинном отделе полностью исчезли. Растворённые же в воде химические вещества стали раздражителями другого органа чувств – вкуса.

Вкус.

Китообразные способны тонко различать разную солёность воды или обнаруживать своих сородичей по их “химическим следам”- моче и фекалиям. Вероятно, именно при помощи чувства вкуса дельфины находят рыбу. При поедании рыбы их поведение напоминает собой не что иное, как дегустацию.
Многие морские свиньи, белухи, дельфины-соталии, орцеллы, малые полосатики посещают окрестные устья рек, а серые киты находят полупресные лагуны, чтобы очищать кожу от вшей, погибающих в пресной воде. Однако не все китообразные могут долго пребывать в пресной воде. Некоторые океанические дельфины тяжело переносят недостаточную солёность воды: они заболевают прыщами, рожистыми воспалениями, грибковыми поражениями кожи и чаще всего погибают.
На кончике и по краям языка дельфина видны сосочки, в которых находятся вкусовые луковицы. Сосочки на кончике языка очень выпуклые и имеют 2-3 мм в длину и столько же в поперечном сечении. Дельфины могут приподнимать язык и прижимать его к зубам, слегка приоткрывая рот, чтобы солёная вода входила в него. Благодаря этому животное ощущает вкус воды и обнаруживает следы другого животного или определённых рыб.
У корня языка находится несколько ямок покрытых призматическим эпителием. Функцию этих ямок связывают с хеморецепцией. Здесь же находятся обильные слизистые железы, которые выносят из организма соли, попадающие в пищеварительный тракт вместе с морской водой.
Задние две трети языка снабжены очень сильной мускулатурой. Кончик же, весьма тонкий и гибкий. Позади языка расположен ротовой сфинктер, который предотвращает попадание солёной воды в пищевод. Если рот дельфина открыт, то сфинктер находится состоянии сокращения.

To be continued...