Занимательная физиология

Невольно напрашивается вопрос: откуда берут пресную воду морские рыбы? Оказывается, у них есть чудесный опреснительный аппарат. Это не почки. У рыб почки небольшие, плохо развитые и в выведении солей из организма участия почти не принимают. Опреснительное устройство находится в жабрах. Специальные клетки захватывают из крови соли и вместе со слизью в сильно концентрированном виде выводят наружу.

Не легко добывать пресную воду и морским птицам. Буревестники и альбатросы живут в открытом океане, далеко от берегов. На суше они появляются раз в год, только чтобы вывести птенцов. Бакланы, кайры, многие чайки, хотя и живут в прибрежной зоне, никогда не пьют пресной воды. Раньше думали, что они довольствуются тканевой жидкостью своих жертв. А оказывается, они охотно пьют морскую воду и многие даже не могут без нее обходиться. В зоологических садах уже давно замечали, что эти птицы в неволе не живут. Зоологи удивлялись: нежные, крошечные колибри переносят неволю; попугаи, страусы, орлы и совы хорошо живут в клетках, а чайки быстро гибнут. Решили, что в тесных клетках морские красавицы скучают по океанским просторам. Но не тоска по морю, не тесные клетки оказались причиной гибели птиц. Просто птицам не хватало солей. Когда пищу им начинали подсаливать, чайки веселели и превосходно жили.

Есть чудесные опреснители у морских птиц и рептилий. У них это тоже не почки, а носовая, или, как ее теперь называют, солевая железа. У птиц она расположена по верхнему краю глазницы, а ее выводной проток открывается в полость носа. Концентрация натрия в жидкости, выделяемой железой, в пять раз больше, чем в крови, и в два-три раза больше, чем в океанской воде. Жидкость вытекает из носовых отверстий и повисает на кончике клюва в виде крупных прозрачных капель, которые птица время от времени стряхивает. Если морскую птицу накормить очень соленым кормом, через 10–12 минут из ее носа начнет капать. Такое впечатление, будто у нее сильный насморк.

У морских рептилий: черепах, змей, ящериц – выводной проток солевой железы в отличие от птиц открывается в угол глаза, а секрет стекает наружу. Давно уже люди обратили внимание, что крокодилы умеют плакать крупными прозрачными слезами. Съев очередную жертву, крокодил якобы оплакивает ее. Отсюда возникло крылатое выражение «крокодиловы слезы», как символ высшего лицемерия. И только в наши дни стала ясна их причина: так организм крокодила освобождается от излишка солей, поступивших с водой и пищей.

Круглый год странствуют морские черепахи по теплым морям и океанам. Лишь раз в год, темной ночью, в положенное для этого время, выходят самки на песчаные пляжи, чтобы зарыть в укромном местечке кучки отложенных тут же яиц. Возвращаясь обратно в море, черепахи горько плачут, роняя на сухой песок крупные соленые слезы. Грустят ли они, расставаясь с родными местами, где сами когда-то вывелись из яиц? Оплакивают ли брошенное на произвол судьбы потомство? Нет, конечно. Просто их солевые железы заняты своей обычной работой – удалением из организма солей. Это для них обычное состояние. Морские черепахи – самые большие плаксы нашей планеты, но разве в воде слезы заметишь? Вот почему люди так поздно раскрыли секрет солевой железы.

Пьют ли рыбы!

Как вы думаете, рыбы пьют? Я уже вижу вашу улыбку. Ведь стоит рыбе открыть рот, и он полон воды.

А вместе с пищей неизбежно, хочет того рыба или нет, известное количество воды попадает в желудок. Достаточно ли ее? Испытывают ли рыбы жажду? На эти вопросы ученые давно нашли ответ.

Современные рыбы освоили все природные водоемы, но каждый вид может жить только в привычных для него условиях. Переходить из пресной воды в соленую и обратно без вреда для собственного здоровья могут очень немногие. Виртуозами в этой области можно считать угрей. Они полжизни проводят в соленой воде, а другую половину – в пресной. Что же мешает рыбам свободно переходить из одной воды в другую? Кожные покровы, покровы полости рта, жабр и других частей тела, а также оболочки отдельных клеток всех органов и тканей рыбы проницаемы для воды. Она свободно сквозь них просачивается, а для солей и большинства других веществ эти оболочки непроницаемы.

Куда же будет просачиваться вода: в водоем или из водоема? Это зависит отнюдь не от того, где ее больше. Управляет процессом диффузии осмотическое давление растворов, которое создается растворенными в них веществами. Чем их больше, тем выше осмотическое давление и тем сильнее раствор всасывает в себя воду. В пресной воде оно практически равно нулю, а в крови и тканевых жидкостях рыб много солей и белковых веществ, которые создают осмотическое давление, равное 6–10 атмосферам. С этой силой и сосет воду организм пресноводных рыб, которая извне интенсивно поступает в их тело. Если бы у них не существовало приспособлений для быстрого выведения из организма ее излишков, тело быстро бы разбухало и животное погибало. Таким образом, у пресноводных рыб никогда не возникает потребности пить воду. Им хватает забот о том, как избавиться от проникающей со всех сторон воды.

Другое дело их родственники – морские костистые рыбы. В морской воде солей гораздо больше, чем в тканях рыб. Осмотическое давление океанской воды равно 32 атмосферам, тогда как в организме морских костистых рыб оно достигает всего 10–15. Поэтому ненасытный океан с жадностью сосет воду из их тел. Возникает на первый взгляд парадоксальное явление: морская вода способна подсушивать плавающих в ней рыб. Не удивительно, что они всегда испытывают жажду.

Не все морские рыбы пьют воду. Самые древние из них, акулы и скаты, которые, видимо, раньше костистых рыб переселились в океан, иначе приспособились к жизни в соленой воде. Они научились сохранять в крови довольно вредное вещество – мочевину, от которой все другие животные спешат как можно скорее избавиться. Для этого им пришлось одеть жабры в специальную оболочку, непроницаемую для мочевины. Осмотическое давление крови акул и скатов значительно выше, чем морской воды. Их тела точно так же, как и у пресноводных рыб, сосут воду из океана, поэтому акулы и скаты озабочены только тем, как от нее избавиться.

Этот же принцип позаимствовала у акул и лягушка-крабоед, которую недавно обнаружили ученые в Юго-Восточной Азии. Из всех амфибий она одна приспособилась к жизни в соленой воде. Правда, икру эти лягушки по-прежнему мечут в пресную воду, но, когда лягушата подрастут, они уходят в море, где питаются крабами. Как и акулы, лягушки сохраняют в крови мочевину, но только делают это произвольно: прежде чем перейти в морскую воду, запасаются мочевиной, когда уходят в пресную – освобождаются от ее избытка. Поэтому, где бы они ни жили, этим лягушкам, как и остальным их сородичам, нет необходимости пить воду.

Нельзя ли отжать воздух?

Давно уже зоологи заметили, что некоторые животные пустынь, которые у себя на родине никогда не видели водоема даже размером в столовую ложку, в неволе охотно и много пьют. Оставалось загадкой, как они обходятся без воды на воле. Может, пустыня не так безводна, как это кажется на первый взгляд? А нельзя ли и там добыть воду?

Прежде чем ответить на эти вопросы, посмотрим, откуда берут воду люди, живущие в безводных местностях.

Кому из вас посчастливилось побывать в Крыму? Десятки домов отдыха, санаториев, пионерских лагерей разместились на узкой полоске земли Южного берега Крыма, сжатой с двух сторон горами и морем. Сюда с наступлением лета устремляются тысячи отдыхающих. Никто из них и не подозревает, сколько забот и волнений выпадает на долю работников городского хозяйства, сколько труда приходится вложить, чтобы из водопроводного крана постоянно струилась вода, чтобы всегда можно было принять ванну, помыться, сварить обед. Ведь на Южном берегу Крыма нет больших рек и озер. Здешние речки в начале лета пересыхают.

Воду в Крыму начинают запасать еще осенью, когда часто идут дожди. Ее собирают в наземные водохранилища и в огромные, скрытые под землей резервуары и хранят до наступления лета. И все же воды не хватало, пока через горы не пробили туннель, по которому на побережье потекла целая речка.