То, что киты – парнокопытные, это ведь уже все знают, верно? А парнокопытные были хищниками. Это тоже всем давно понятно. Или нет?

Усатые киты в ус не дуют, они через него цедят

Что посоветовать киту, набравшему в рот воды с крилем, но не успевшему в ходе эволюции обзавестись китовым усом?

Вот, ты, предположим, кит. Плаваешь себе, такой, в просторах Тихого океана у берегов Камчатки и Аляски, или там, в Северном Ледовитом, вокруг полно криля – мелких рачков, которыми ты в основном питаешься. Рачков-то полно, но как их поймать? Ты большой – в длину, скажем, метров тридцать, это если ты синий кит. Пятнадцать, если, полосатик. Не важно, все равно ты в сотни тысяч раз больше самого крупного рачка-криля. Они маленькие, не больше 5 сантиметров в длину, но их много. А ты большой, но один. И у тебя огромная пасть. Просто гигантская! У тебя даже длиннющие тяжеленные половинки нижней челюсти соединены подвижно, чтобы лучше раздвигаться, образуя сачок объёмом так... кубометров 30. А на теле есть даже специальные складки кожи, чтобы пасть распахивалась максимально широко. Лодку с учеными, которые тебя изучают, можешь проглотить. Можешь, но не будешь, потому что учеными ты не питаешься. Они в твою глотку не пролезут, узкая. Тебе криль подавай. Ну, ладно, заглотить-то в пасть вместе с водой ты его можешь, криль то есть. Много криля. Но с водой. И вот, плаваешь ты такой с надутыми щеками, а тебе другие киты говорят, ты что, в рот воды набрал? Глупейшее положение! И ведь действительно набрал! Ты, кит, набрал в рот воды. А в ней криль. Много криля, может быть, центнер. Может, десять центнеров. Кто там его считал, криль в твоей пасти. А воды тридцать тонн. Куда-то надо же ее девать? А ничего с ней не сделаешь – проглотить нельзя, в желудок не поместится, да и соленая, с почками будут проблемы. Открыть пасть тоже нельзя – весь криль вместе с водой обратно в море уйдет. Или там в океан. Просто глупейшее положение. Нет, такая стратегия фуражирования нам, китам, не подходит.

“
Концентрация криля в одном кубометре воды может достигать 30 000 рачков (или примерно 150 кг). По разным оценкам общая мировая масса антарктического криля составляет 500 миллионов тонн. В 100 граммах криля содержится 15 г белка, причём белок криля усваивается на 95%, то есть почти в два раза лучше, чем обычное мясо. Советуем перейти на морепродукты, это лучше, чем говядина. Полезнее уж точно. Киты гарантируют!
Эволюционная задача: нужно в пасти кита отделить мух от котлет, то есть криль от воды. Отцедить, отфильтровать, сепарировать. Да как хотите называйте, главное, скорее что-нибудь придумайте, а то так с надутыми щеками уже не в мочь плавать!
И природа придумала. Но думала она долго и придумала не сразу. Примерно 50 миллионов лет.
А, кстати! Посмотрим, что соседи по экологической нише в таких случаях делают. Вот, еще один антарктический житель – тюлень-крабоед. Он, как установили ученые, крабами вообще-то не питается, потому что тоже спец по крилю (дался вам всем этот криль!) У него зубная система – просто произведение искусства: фестончато-бугорчатая форма боковых (щёчных) зубов такова, что зубы, словно кусочки пазла, плотно прилегают друг к другу при смыкании челюстей и образуют своеобразное резное сито. Красиво в целом получилось. 

Долгий путь китов
  • Проблема вязкости водной среды
    Проблема питания водных животных состоит в вязкости среды, в которой их корм находится словно во взвешенном состоянии, облекается ею. Попробуйте поймать ладонями в ванной какую-нибудь плавающую в толще воды небольшую игрушку – у вас ничего не получится, игрушка будет выскальзывать из ладошек вместе с током воды. То есть задача состоит в отделении вязкой среды от взвешенных в ней частиц корма – фильтрации. Оказалось, что такая сложная фестончатая форма зубов тюленя-крабоеда, так же, как и уникальное строение китового уса – все это для того, чтобы захватив в пасть часть вязкой среды (а это вода в нашем случае) вместе с пищевыми объектами, которые в ней находятся в виде взвеси (а это криль в нашем случае), и потом сомкнув челюсти, отфильтровать вязкую среду обратно, вовне. И криль в пасти остается, и соленая вода за бортом оказывается.
    То есть тюлень-крабоед цедит воду сквозь зубы, а усатые киты – сквозь ус. Пасущийся кит медленно плывёт, открывая пасть и набирая в неё воду с массой мелких ракообразных. Зачерпнув воду с рачками, кит закрывает пасть и языком выжимает воду обратно сквозь китовый ус. При этом планктон оседает на бахроме уса и затем заглатывается. Дешево, не затратно, спокойно, ни за кем гоняться не надо, ты словно в борще плаваешь – еда кругом, знай только пасть открывай да закрывай, даже ложки не надо. Собственно, пасть твоя и есть ложка. Только так можно прокормить 150 тонн, которые весит синий кит.
    Но к такому совершенству был долгий эволюционный путь длиной 50 миллионов лет.

  • Оледенение, криль и эволюция китов
    Все же есть в этом какая-то интрига – как это все у китов с крилем так гладко получилось. Есть у ученых одно предположение. Сложилось несколько факторов. Как раз 5 миллионов лет назад случилось очередное оледенение. Ледовый покров океанов резко увеличился, сократив пространства свободной воды. Сократились участки, подходящие для нагула и размножения планктона и других животных, которыми киты питались. Произошло массовое вымирание рыб и других хищников, в то время как теплокровным предкам китов это дало преимущество – кормовая база китов резко увеличилась. При этом кормовые угодья стали не так равномерно распределены по просторам Мирового океана. В зависимости от сезона самыми богатыми делались то приполярные северные широты, то холодные воды Южного океана, разделенные тысячами километров, которые понадобилось пересекать в бесконечной миграции в поисках корма. Два эти обстоятельства – необходимость протяженных миграций и концентрированное распределение мелкого, но обильного корма – могло стимулировать увеличение размеров усатых китов. Фильтрующий способ питания оказался наиболее выгоден в условиях высокой концентрации пищи в воде, и тем более выгоден, чем больших размеров животное (и, соответственно, его фильтрующий аппарат).
  • Китовый ус - что это?
    А вот еще вопрос на засыпку: китовый ус – это что? По происхождению и составу? Ученые очень любят выяснять происхождение тех или иных органов, потому что это помогает пролить свет на их эволюционный путь и родственные связи между разными группами животных. Но тут как раз все просто. Китовый ус никакого, разумеется, отношения не имеет к зубам, хотя и расположен в ротовой полости. Он состоит из кератина – вещества, из которого у нас вами, млекопитающих, состоят волосы, ногти, копыта. Соответственно это образование – производное кожи.
  • Как киты решали физические проблемы
    Морское теплокровное – это вообще задачка не для средних умов. Это очень затратная история. Тут столько всего придумать нужно было, помимо фильтрации наиболее обильного в водной среде корма – криля. Фильтрация – это, можно сказать, еще самое простое. Как ориентироваться в слабо прозрачной водной среде? Как обнаружить корм, пусть он и самый обильный? Как решать проблему осмотического давления в соленой воде? Как осуществлять коммуникацию с сородичами? Дыхание, кессонная болезнь… Роды в воде, при том, что ты дышишь воздухом – это вообще не для слабонервных...

Зубатым китам пришлось преодолеть гораздо больше препятствий на пути к тому совершенному строению, которые мы наблюдаем, например, у косаток. Но это уже совсем другая зверская история.
Китовый ус вы можете посмотреть в Верхнем зале Зоологического музея. Как зайдете, первая витрина налево

Записаться на экскурсию про китов и касаток