Ламантины: метеоризм как механизм ныряния
Ламантин — одно из самых кротких морских млекопитающих и одно из самых биологически удивительных в отношении кишечного газа. В отличие практически от всех других животных, газообразование у ламантина — не просто побочный продукт пищеварения, а активно используемый физиологический механизм управления плавучестью. Ламантины управляют глубиной погружения, удерживая или выпуская кишечный газ, — принцип, напоминающий балластную цистерну подводной лодки.
Тело ламантина: эволюционно ориентировано на газ
Ламантины — травоядные, съедающие до 10 % массы тела в водных растениях ежедневно — у взрослого животного до 50 килограммов растительности в день. Этот растительный рацион сбраживается в длинном пищеварительном тракте кишечными бактериями, производя значительные количества метана, CO₂ и водорода. Пищеварительная система ламантина анатомически приспособлена к этой задаче: у них необычно длинная и мускулистая толстая кишка. Но решающая особенность — способность мышц кишечника целенаправленно сжимать и хранить произведённый газ — или выпускать его.
Управление плавучестью через кишечный газ: принцип подводной лодки
Морские биологи наблюдали, что ламантины показывают заметно больше выпуска газа на мелководье и у поверхности, чем на глубине. И наоборот, ламантины, желающие нырнуть, могут сжать газ в кишечнике. Биологический механизм: мощные мышцы кишечника могут повышать или понижать давление газа в кишке, что напрямую влияет на плотность тела. Меньше газа в кишечнике = выше плотность тела = погружение. Больше газа = ниже плотность = подъём к поверхности. Этот механизм делает ламантинов одними из немногих животных, активно управляющих плавучестью через управление кишечным газом. Размер лёгких играет дополнительную роль — у ламантинов горизонтально расположенные лёгкие вдоль спины, что тоже способствует оптимизации плавучести.
Загрязнение воды и газовая проблема ламантина
У стратегии плавучести ламантина есть неожиданная уязвимость: загрязнители. Пестициды и другие органические загрязнители в водах, населённых ламантинами, могут повреждать кишечную флору и менять газообразование. Ламантины, живущие в сильно загрязнённых водах, по исследованиям USF (Университета Южной Флориды), показывают изменённые паттерны газообразования — что нарушает управление плавучестью. У отдельных животных наблюдали трудности с удержанием на поверхности воды — или, наоборот, неспособность нормально нырять. Поскольку ламантины должны регулярно всплывать, чтобы дышать, нарушенное управление плавучестью потенциально опасно для жизни.
Газообразование в цифрах
Конкретные измерения кишечного газа ламантинов впервые провели в 1970-х американские морские биологи. На килограмм массы тела ламантин производит, по оценкам, 3–5 мл газа в час — у животного весом 600 кг это соответствует 1,8–3 литрам кишечного газа в час. За сутки набегает объём газа, эквивалентный большой винной бутылке. Этот газ, как у большинства травоядных, относительно без запаха (мало соединений серы), но имеет высокие концентрации метана в зависимости от питания. Ламантины относительно размера тела — эффективные производители метана, но их вклад в атмосферный метан ничтожен из-за малой общей популяции (около 13 000 животных во всём мире).
А вы знали?
- Ламантины активно управляют плавучестью, удерживая или выпуская кишечный газ, — подобно подводной лодке.
- Ламантин весом 600 кг производит, по оценкам, 1,8–3 литра кишечного газа в час.
- Загрязнение воды может повредить кишечную флору ламантина и нарушить управление плавучестью.
- У ламантинов лёгкие расположены горизонтально вдоль спины — ещё один механизм плавучести.
Интересный факт
Зоолог Дэрил Домнинг, специалист по эволюции ламантинов, описал в интервью, как впервые наблюдал пукающего под водой ламантина: «Это был большой газовый пузырь, поднявшийся прямо под моим шноркелем — запах был на удивление мягким и напоминал свежескошенную траву. Затем животное всплыло. Оно явно только что сбросило балласт». Домнинг — один из немногих, кто описал звук пука ламантина под водой: «Глубокий, приглушённый водой рокот».
Источники
- Domning, D.P. & Hayek, L.C. (1986). Interspecific and intraspecific morphological variation in manatees. Marine Mammal Science, 2(2), 87–144.
- Reynolds, J.E. & Odell, D.K. (1991). Manatees and Dugongs. Facts on File Publications.
- Rommel, S.A. & Reynolds, J.E. (2000). Diaphragm structure and function in the Florida manatee. Anatomical Record, 259(1), 41–51.