Жизнь крокодила вряд ли можно назвать размеренной. В засушливые периоды эти зубастые рептилии подолгу отлёживаются в последних оставшихся лужицах, медленно расходуя разумно заготовленные запасы жира. Зрелище жалкое. Но когда праздник приходит на их улицу, крокодилам мало найдётся равных в способности мгновенно схватить, утопить или просто сломать жертве шею. Не имея возможности пережёвывать добычу своими мощными, но достаточно примитивными челюстями, крокодил заранее рвёт её на части и отправляет в желудок огромными кусками.
Общая масса добычи может составлять до пятой части собственной массы животного.
Конечно, до родственных им питонов этим рептилиям далеко, но и представить себе человека, способного за один присест слупить 15–20 килограммов сырого мяса, да ещё и с костями, довольно сложно.
По мнению американских биологов, за такие удивительные пищеварительные способности крокодил может благодарить свою уникальную систему кровообращения. Работа учёных из Университета штата Юта и Института искусственного сердца в Солт-Лейк-Сити принята к публикации в мартовском выпуске журнала Physiological and Biochemical Zoology.
У всех животных, кроме рыб, конец большого круга кровообращения является началом малого и наоборот, что не дает возможности говорить об их полной замкнутости. Фактически, оба круга кровообращения составляют единое целое кровеносное русло, в двух участках которого (правом и левом сердце), крови сообщается кинетическая энергия.
У человека большой круг кровообращения начинается с левого желудочка, выбрасывающего во время систолы кровь в аорту. От аорты отходят многочисленные артерии, в результате кровоток распределяется по нескольким параллельным региональным сосудистым сетям, каждая из которых кровоснабжает отдельный орган. Дальнейшее деление артерий происходит на артериолы и капилляры.
После прохождения органа начинается процесс слияния капилляров в венулы, которые в свою очередь собираются в вены. К сердцу подходят две полые вены: верхняя и нижняя, которые при слиянии образуют часть правого предсердия сердца, являющееся концом большого круга кровообращения. Круговорот крови в большом круге кровообращения человека происходит за 24 секунды.
Малый круг кровообращения человека начинается в правом желудочке, выбрасывающем кровь в легочный ствол. Легочный ствол делится на правую и левую легочную артерию. Артерии дихотомически делятся на долевые, сегментарные и субсегментарные артерии. Субсегментарные артерии делятся на артериолы, распадающиеся на капилляры. Отток крови идет по венам, собирающемся в обратном порядке, которые в количестве 4-х штук впадают в левое предсердие. Круговорот крови в малом круге кровообращения просходит за 4 секунды.
В организме млекопитающих и птиц эти круги, тем не менее, чётко разделены. По малому кругу насыщенную углекислым газом кровь, прибывающую в правое предсердие, гонит в лёгкие правый желудочек. Левый желудочек же отправляет поступающую из левого предсердия обогащённую кислородом кровь дальше по всему организму. По сути, четырёхкамерное сердце — это два насоса в одном, и такое разделение даже позволяет поддерживать в малом круге существенно меньшее давление, чем в большом.
У амфибий и рептилий сердце трёхкамерное — его предсердие разделено надвое, а вот желудочек всего один, он отправляет кровь дальше — как в лёгкие, так и к органам. Понятно, что в этом случае возможно частичное смешивание крови, что делает систему не очень эффективной. Однако хладнокровные ящеры и земноводные, по большей части ведущие не слишком активный образ жизни, могут себе это позволить.
Сердце крокодила — особый случай.
Оно четырёхкамерное, но круги обращения разделены не полностью. Кроме того, от правого желудочка отходит не только лёгочная артерия, но и дополнительная, так называемая левая артерия, большая часть крови по которой направляется к пищеварительной системе, в первую очередь к желудку. Между левой и правой артериями (правая идёт от левого желудочка) имеется отверстие Паниццы, позволяющее венозной крови попадать в начало большого круга кровообращения — и наоборот.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 2,
"pic_fsize": "12332",
"picsrc": "Строение сердца крокодила (RV – правый желудочек, LV – левый желудочек, FP – отверстие Паниццы, RA – правая аорта, LA – левая аорта, PA – лёгочная аорта)
// pharyngula.org/Газета",
"repl": "<2>:{{incut2()}}",
"uid": "_uid_2626172_i_2"
}
У человека подобное является аномалией и носит название врождённого порока сердца. Крокодил же не только не чувствует здесь порока, но и обладает дополнительным механизмом, позволяющим искусственно нагнетать бедную кислородом кровь в правую артерию. Или вовсе закрыть левую артерию, при этом его кровеносная система будет работать почти так же, как и у млекопитающих. Этим так называемым зубцовым клапаном крокодил может управлять по своей воле.
Причины, побудившие природу создать столь примечательный механизм, давно занимали учёных. Долгое время считалось, что сердце крокодила — переходный этап на пути к полноценному четырёхкамерному сердцу теплокровных млекопитающих.
Однако была и противоположная точка зрения, согласно которой крокодил — потомок теплокровного животного, которому по эволюционным причинам стало выгодней жить жизнью хладнокровного убийцы. В этом случае отверстие Паниццы и зубцовый клапан оказываются адаптационным механизмом, позволившим перейти к хладнокровному существованию. Например, в 2004 году Роджер Сеймур из австралийского Университета Аделаиды показал вместе с коллегами, что такое строение сердца может быть очень полезно для полуподводного образа жизни: снижение содержания кислорода в крови может замедлить обмен веществ, что помогает в долгих погружениях, когда хищник неподвижно ждёт свою жертву.
Профессор Университета штата Юта Коллин Фармер и её коллеги считают, что благодаря такой сложной системе крокодил может быстро разлагать проглоченные им куски добычи.
А медлить крокодилу нельзя: если рыба, обезьяна, а то и человеческая нога, не будут переварены слишком быстро, рептилия погибнет. Либо в пасти другого хищника в виду своей неповоротливости, либо от голода и кишечного расстройства: в жарком климате бактерии очень быстро размножатся на проглоченном куске мяса в чреве животного.
Фармер полагает, что дело не в том, что не прошедшая лёгких кровь бедна кислородом — для достижения подобного эффекта не нужно сложное устройство сердца, а достаточно замедлить дыхание. По её мнению, дело в том, что эта кровь богата углекислым газом. Когда крокодил направляет богатую CO2 кровь к желудку и другим органам пищеварения, специальные железы используют его при выработке желудочного сока, и чем больше к ним поступает углекислого газа, тем активнее секреция. Известно, что в интенсивности выделения желудочного сока своими железами крокодилы в десяток раз превосходят чемпионов по этому показателю среди млекопитающих. Это позволяет не только переваривать пищу, но и подавлять рост вредных бактерий в желудке.
отряд водных пресмыкающихся. Длина большинства крокодилов 2-5 м, некоторых - до 6 м (гребнистый крокодил, старые самцы). Голова плоская, с длинным рылом и характерно изогнутым разрезом рта, туловище приплюснутое, хвост мощный, веслообразно сжатый с боков, ноги массивные, сравнительно короткие. Глаза с вертикально-щелевидным зрачком, расположены очень высоко. Ноздри и ушные отверстия замыкаются клапанами.
Кожа толстая, на верхней и нижней стороне туловища и хвоста покрыта крупными прямоугольными роговыми щитками. Под спинными щитками, а у некоторых видов и под брюшными щитками лежат толстые костные пластинки, образующие панцирь. Череп крокодила характеризуется наличием двух височных дуг и неподвижным соединением квадратной кости с черепной коробкой. Носоглоточный проход отделен от ротовой полости вторичным костным нёбом. Однотипные конические зубы сидят в отдельных ячейках и сменяются по мере снашивания. Позвонки передневогнутые. Ребра сочленяются с позвонками двойной головкой и имеют по крючковидному отростку. Имеются «брюшные ребра». Плечевой пояс состоит только из лопатки и коракоида.
По развитию головного мозга крокодилы стоят выше других пресмыкающихся. Из органов чувств особенно хорошо развиты органы зрения и слуха. Сердце имеет 2 желудочка, полностью разделённых перегородкой (как у птиц и млекопитающих). В месте перекреста двух дуг аорты между ними существует отверстие, через которое кровь может поступать из одной дуги в другую. Лёгкие большие, сложного строения. Мясистый язык по всей длине приращен ко дну ротовой полости. Желудок имеет толстые мускульные стенки. Мочевого пузыря нет. Клоака в виде продольной щели, в задней части которой у самцов расположен непарный половой орган, по бокам от него лежат мускусные железы. Такие же железы имеются на нижней стороне челюсти.
Крокоиды распространены во всех тропических странах; обитают в реках, озёрах и многоводных болотах; некоторые живут в прибрежной части морей. Активны преимущественно ночью. Питаются главным образом рыбами, кроме того, птицами и млекопитающими, живущими у воды, а также водными моллюсками и ракообразными; на бродах и водопоях нападают на крупных млекопитающих (даже на рогатый скот). Крупную добычу расчленяют на берегу при помощи мощных челюстей и передних конечностей и проглатывают по частям. Голос крокодила - что-то среднее между лаем и рёвом, особенно часто слышен в период размножения.
Самка откладывает яйца в песок на отмелях или зарывает в куче гниющей листвы болотных растений. Число яиц колеблется от 20 до 100. Яйца имеют плотную белую известковую скорлупу. Самки ряда видов длительное время остаются близ кладки, охраняя яйца, а затем и молодняк от врагов. В некоторых странах в периоды засух К. зарываются в ил пересыхающих водоёмов и впадают в спячку до наступления дождей. К. наносят некоторый ущерб животноводству. Крупные К. нередко нападают на человека. Мясо крокодилов съедобно и употребляется в пищу населением многих тропических стран. Кожа, особенно аллигаторов, используется для различных изделий (портфелей, чемоданов, сёдел и тому подобных).
Отряд крокодилов включает 3 семейства: гавиалов, настоящих крокодилов и аллигаторов. Современные крокодилы являются остатками большой группы крокодилов (произошедших в позднем триасе от текодонтов), включавшей до 15 семейств, объединявших около 100 родов; большинство их вымерло к началу кайнозоя. Ископаемые остатки крокодилов найдены в Европе, Азии, Северной и Южной Америке.
Далее учёные хирургическим путём дезактивировали клапан, закрыв вход в левую аорту, у группы молодых крокодилов. Контрольную группу для чистоты эксперимента также прооперировали, однако им аорту не закрывали. Как оказалось, после кормления у крокодилов, левая аорта которых была заблокирована, выработка желудочного сока значительно снижалась — несмотря на то, что кровь продолжала поступать к пищеварительным органам в достаточном количестве через правую аорту. При этом также резко снижалась способность крокодилов разлагать кости, составляющие немалую часть их рациона.
Помимо функции переноса CO2 к желудку, замечает Фармер, пуск крови в обход лёгких мог играть и другую важную функцию, наличию которой позавидуют многие посетители тренажёрных залов.
У крокодила богатая трапеза почти всегда следует за рывком к добыче, во время которого неповоротливое обычно животное мгновенно выпрыгивает из воды, хватает зазевавшуюся у водопоя жертву и затаскивает её под воду. В это время в мускулах генерируется такое количество ядовитой молочной кислоты (именно из-за них после физических нагрузок мышцы ломит), которое способно стать причиной гибели животного. По предположению учёных из Юты, с кровью эта кислота также переносится к желудку, где и утилизируется.
А что касается отверстия Паниццы, то его роль не только в том, чтобы направлять бедную кислородом кровь к другим органам, притормаживая метаболизм крокодила, но и в том, чтобы, наоборот, снабжать пищеварительную систему дополнительным кислородом из правой аорты, когда это нужно. Зубцовый клапан же помогает время от времени отправлять богатую углекислым газом кровь не только к желудку, но и к другим внутренним органам, которым она может понадобиться.
