Экология
Дельфины – милые и дружелюбные морские обитатели, которых часто путают с рыбами. Однако дельфины – умные и любознательные млекопитающие, умственные способности которых немало удивляют ученых .
Дельфины развили сложные способности , обитая в суровых условиях океанов и морей. Например, знаете ли вы, что дельфины могут долгое время находиться без сна, имеют уникальные способности ориентироваться в пространстве, обладают магнитным чувством и даже могут контролировать кровяные потоки в организме?
Мозг дельфинов
Дельфины умеют не спать
Все животные планеты нуждаются в сне, в том числе и человек. Мировой рекорд по лишению себя сна принадлежит Рэнди Гарднеру , который не спал 11 дней. Впрочем, уже на 4-й день у него начались галлюцинации.
Если человек не будет спать, он в конечном итоге умрет. То же самое произойдет с любым существом с развитыми функциями мозга, за исключением дельфинов , которые, как оказалось, научились лишать себя сна и при этом прекрасно себя чувствовать. Например, детеныши дельфинов не спят в первый месяц своей жизни так же, как их родители.
Все дело в том, что эти удивительные создания могут выключать половину своего мозга на какое-то время. Ученые беспрерывно тестировали реакции дельфинов в течение 5 дней, и, как оказалось, их реакции не замедлялись. Анализ крови на признаки стресса или бессонницы оказывались негативными. Дельфины умеют использовать эту способность бесконечно.
Еще одно исследование показало, что дельфины могут использовать эхолокацию в течение 15 дней подряд с практически идеальной точностью . Это имеет смысл, так как позволяет животным всегда быть на чеку и замечать приближение хищников.
Однако самое удивительное в том, что часть мозга дельфина все же спит. При этом визуальная информация начинает обрабатываться другой, активной частью мозга. Другими словами, если дельфин "выключает" часть своего мозга, вторая его часть может брать на себя все функции первой . Это все равно, что иметь два мозга вместо одного.
Зрение дельфинов
Удивительное зрение дельфинов
Известно, что дельфины используют эхолокацию для того, чтобы ориентироваться в том мире, в котором живут. Так как в морских глубинах видимость оставляет желать лучшего, животным легче использовать звуки, чтобы "видеть" предметы. Можно подумать, что зрение им вообще ни к чему, однако это не так.
Зрение дельфинов намного лучше, чем может казаться. Во-первых, их глаза расположены с обеих сторон головы, что позволяет им охватывать огромное пространство в 300 градусов . Они могут видеть то, что находится сзади. Во-вторых, каждый глаз движется независимо от другого, что позволяет животным смотреть в разных направлениях в одно и то же время.
Также у дельфинов имеются отражающий слой клеток , который находится за сетчаткой глаза и называется tapetem lucidem . Это позволяет им отлично видеть при низкой освещенности. Более того, дельфины так же хорошо видят над поверхностью воды, как и под водой.
Кожа дельфинов
Вам может показаться интересным, почему на дельфинов не цепляются другие морские обитатели, например, усоногие раки . Киты часто увешаны этими существами, однако у дельфинов, похоже, имеется иммунитет. Кожа дельфинов всегда выглядит гладкой, чистой и блестящей. В чем же ее секрет?
Уникальная кожа дельфинов имеет массу преимуществ . Во-первых, верхний слой кожи – эпидермис – у дельфинов не грубее, чем у человека, он в 10-20 раз тоньше , чем эпидермис любого наземного животного. Однако он растет в 9 раз быстрее, чем у нас.
Уникальные легкие дельфинов
Известно, что дельфины – отличные пловцы. Например, дельфин-афалина может задерживать дыхание, находясь под водой, до 12 минут , при этом ныряя на глубину до 550 метров ! Они способны на такое благодаря своим уникальным легким.
Хотя легкие этих животных по размерам не больше наших, они работают намного эффективнее. С каждым дыханием дельфин меняет около 80 и более процентов воздуха в легких. Мы можем поменять всего 17 процентов.
Кровь и мышцы дельфинов могут накапливать и транспортировать огромное количество кислорода благодаря тому, что в организме животных больше красных кровяных телец . Это означает более высокую концентрацию гемоглобина, чем у человека.
Однако все это не может до конца объяснить, как же дельфинам удается так долго задерживать дыхание и нырять на такие глубины. Оказывается, дельфины умеют направлять поток крови в нужном направлении . Например, во время глубоководных погружений кровь переходит от конечностей к сердцу и мозгу, улучшая их работу в экстремальных условиях.
Заживление ран у дельфинов
При травмах дельфины способны чудесным образом восстанавливать здоровье. C точки зрения науки, их способность восстанавливаться сравнима с чем-то фантастическим .
Например, дельфины могут выжить, получив серьезные увечья, и всего за пару недель могут восстановить большие объемы поврежденной плоти. Более того, их внешность способна возвращаться к первоначальному виду без каких-либо шрамов и уродств.
Кстати, у дельфинов также не бывает кровотечений . Например, человек при серьезной открытой травме может умереть только лишь из-за потери крови. При травмах дельфин направляет кровяной поток в нужную сторону так же, как он это делает при нырянии, что не позволяет ему истечь кровью.
Естественные обезболивающие дельфинов
Дельфинам, похоже, наплевать, на такие неудобства, как физическая боль . После того, как они получают серьезные травмы, которые бы обездвижили любое живое существо на планете, они спокойно могут продолжать играть, плавать и даже нормально питаться.
При открытых ранах у дельфинов не оголяются нервные окончания, что вызывает сильные боли. Это не значит, что боли они вообще не испытывают, они тоже очень чувствительны, как и мы.
Однако при получении серьезной травмы дельфины просто умеют.. не обращать на нее внимания . Считается, что их организм способен вырабатывать особые обезболивающие, вроде морфия , которые, впрочем, не вызывают никакого привыкания.
Такие способности дельфины выработали в ходе эволюции, что позволило им выживать в опасных условиях. Например, если за вами гонится хищник, лучше не показывать ему, что вы получили травму и что вам больно. Тогда у вас есть больше шансов выжить и не привлекать к себе внимание, как к слабому и беспомощному.
Дельфины и инфекции
Имея открытые раны на теле, дельфины способны плавать в воде, кишащей бактериями, и при этом не подцепить никаких инфекций . Похожи, им даже не страшны раны от грязных зубов акул. Человек при таком раскладе тут же умер бы от заражения крови в течение нескольких дней. Однако дельфинам хоть бы что!
Оказывается, к дельфинам не цепляется никаких инфекций. Известно, что иммунная система этих животных схожа с нашей, но как же тогда им удается отвратить от себя всю заразу ?
На самом деле, никто точно сказать не может, откуда у дельфинов имеются такие чудо способности. Есть предположение, что дельфины получают своего рода антибиотики из планктона и водорослей.
Химические вещества, которые производят эти микроскопические существа, были обнаружены в подкожном жире дельфинов . Если слой жира повреждается при ранении, антибактериальные вещества освобождаются.
Каким образом дельфинам удается копить эти спасающие жизнь вещества под кожей, а не перерабатывать их при обмене веществ, остается пока загадкой для ученых.
Дельфины – самые лучшие пловцы
В 1936 году британский зоолог сэр Джеймс Грей был поражен тем, как быстро дельфины умеют плавать. Он стал очень подробно изучать их анатомию и выяснил, что кожа дельфинов должна иметь магические свойства , которые предотвращали бы трение, только тогда они были бы способны развивать такую скорость. Эта идея была названа "парадоксом Грея" и вплоть до 2008 года ученые не могли его решить.
Грей был частично прав: у дельфинов действительно имеются особенности, предотвращающие трение . Впрочем, Грей недооценивал силу мышц дельфинов, которая в 5 раз больше, чем сила мышц самого сильного человека на планете. Более того, дельфины также умеют очень эффективно использовать свою энергию.
Человек может использовать всего 4 процента своей энергии для передвижения в воде. Дельфины, в свою очередь, превращают 80 процентов энергии в тягу , что делает их самыми эффективными пловцами.
Магнитное чувство дельфинов
Почему дельфины и киты порой выбрасываются на берег ? Эта загадка волновала умы ученых долгие годы. Предлагались разные теории: странные заболевания, загрязнение окружающей среды или тестирование военной техники. Однако исследования не подтверждали ни одну из этих теорий.
Случаи, когда животные выбрасывались на берег, фиксировались многие сотни лет, однако только недавно ученые стали догадываться, в чем же главная причина : оказывается, все дело в Солнце и магнитном поле нашей планеты.
В мозге дельфинов и китов имеются особые магнитные кристаллы , которые позволяют им чувствовать магнитное поле Земли. С помощью такой встроенной системы GPS они могут передвигаться по бескрайним просторам океана, без особого труда ориентируясь в пространстве.
Одна группа исследователей составила карту восточного побережья США, где наблюдались массовые случаи гибели дельфинов . Как оказалось, эти районы совпадали с местами, где магнитные горные породы снижали уровни магнитного поля планеты.
Таким образом, дельфин или кит, который ориентируется по магнитному полю, мог просто "не заметить" берег и оказывался на суше.
Также ученые выяснили, что когда Солнце выделяет слишком много радиации , оно влияет на магнитные чувства морских млекопитающих и также сбивает их с толку. Больше всего животных выбрасывается на берег, когда активность Солнца наиболее сильна. Это также может объяснить тот факт, почему спасенные животные снова возвращаются на берег.
Электрорецепция дельфинов
Эхолокаторы в организме дельфинов поистине невероятны. Поражает их способность чувствовать объекты на расстоянии . Животные способны посылать звуковые сигналы и слушать эхо, отраженное от объектов.
Если добавить к этому редкому чувству остальные способности дельфинов, о которых говорилось выше, можно сделать вывод, что дельфины обладают действительно фантастическими чувствами и способностями , что отличает их других живых существ.
Однако мать-природа наделила их еще кое-чем: электрорецепцией - умением чувствовать электрические импульсы , посылаемые другими живыми существами.
Гайанские дельфины обитают у побережья Южной Америки и внешне похожи на дельфинов-афалин . Исследователи обнаружили особые углубления на их клювах , которые способны распознавать электроимпульсы, посылаемые мышцами рыб.
Похожая особенность имеется у таких животных, как утконосы . Они используют ее для поиска рыбы, которая прячется в иле. Эхолокация позволяет дельфинам определять положение объектов в пространстве, однако она не особенно эффективна на близком расстоянии, поэтому в ход вступает электрорецепция.
Если сравнить животных по уровню интеллекта, то царем зверей окажется вовсе не лев. Первое место займут дельфины, а второе - слоны. Обезьянам же достанется только четвертое место. Чем же объясняется такая «расстановка» в «хит-параде» способностей?
Как известно, у обезьян зрительная память развита лучше, чем слуховая. У дельфинов все обстоит с точностью до наоборот. Они гораздо лучше запоминают звуки, нежели картинки. Благодаря этому дельфины различают друг друга по свисту. Каждый дельфин знает по голосам особей из своей стаи и обладает своим личным «именем». С помощью свистов разной длины, тональности и мелодичности дельфины общаются между собой. Один дельфин, не видя другого, может «просвистеть» ему, на какую педаль, правую или левую, нужно нажать, чтобы получить рыбу. С помощью свиста можно и описать товарищу размер препятствия, невидимого в мутной воде. А распознать преграду дельфину помогут эхолокационные импульсы - они играют в жизни дельфинов даже большую роль, чем зрение.
Дельфины - превосходные звукоподражатели. Они не только узнают звуки при прослушивании, но и сами имитируют их. Скрип ржавой двери, бульканье воды, колокольный звон, щебет птиц - талантливые дельфины могут изобразить тот или иной шум так, что с закрытыми глазами его не отличишь от настоящего! Они могут копировать даже человеческую речь или смех. Если записать такое звукоподражание на пленку и потом прослушать с замедленной скоростью, сходство с голосом человека отчетливо проявится.
Эти морские жители хорошо различают оттенки многих цветов, кроме синего. Запоминание геометрических форм тоже не составляет для них труда. Более того, дельфины отличают друг от друга плоские и объемные формы. Они никогда не спутают бумажный круг или квадрат с мячом или кубиком. В советское время над дельфинами ставили такой эксперимент. Тренер показывал животному мяч, затем прятал игрушку за ширму. Когда ширма раздвигалась, дельфин видел плоский щит и объемную коробку. В одном из предметов был спрятан мяч. Дельфину нужно было только потянуть за петлю, соединенную с нужным предметом, чтоб мяч выпал. Так вот, даже при первом проведении эксперимента дельфины всегда выбирали коробку и никогда не пытались искать мяч внутри плоского щита. Так опыт показал, что дельфины могут различать плоские и объемные предметы.
Дельфины легко находят привлекательные для них объекты. Если показать дельфину, скажем, рыбу или мяч, а потом убрать за ширму, дельфин без труда догадается, где и как надо искать предмет. Глазомер у дельфинов также хороший - стоит только посмотреть, с какой ловкостью они прыгают через обруч или забрасывают мяч в корзину!
Дельфины очень эмоциональны, и это может влиять на процесс обучения. Например, в ходе научных экспериментов рассерженный или раздраженный дельфин делает больше ошибок, чем спокойный. Если же человек ударит или накажет дельфина, животное откажется выполнять его задания и работать с ним в паре. Поэтому при обучении и исследовании дельфинов их поощряют пищей, играми, а также лаской и добрым отношением.
У дельфинов хорошо развито имитационное поведение. Они довольно легко запоминают и повторяют действия других особей. Например, возле берегов Австралии в 2008 году была замечена стая дельфинов, где вожак умел стоять на хвосте. Другие члены клана достаточно быстро переняли эту способность, подражая вожаку. При этом стоит учесть, что это не было требованием иерархии. Дельфины решили повторить трюк вожака из интереса и любопытства.
В научных статьях описан случай, когда самка дельфина, прожив некоторое время в дельфинарии, стала повторять номера за его обитателями, хотя ее не готовили к этому специально. После того, как ее выпустили на волю, она научила членов своей стаи повторять эти трюки.
Но дельфины могут подражать не только друг другу. Известен случай, когда две дельфинихи, жившие в одном бассейне с морским котиком, стали копировать его действия. Они спали в тех же позах, что и котик, перенимали его манеру плавать, подгребая плавниками как ластами и держа хвост неподвижно, хотя у них не было строгой необходимости повторять его действия. Дельфинихи научились даже потирать живот, лежа на спине у поверхности воды, и зевать, подражая котику!
Мозг дельфина хранит большое количество информации, полученной разными способами. Но помимо ее накопления, дельфины умеют ее использовать. Им не чужд исследовательский подход, и он проявляется у них чаще, чем пассивность или осторожность. Они быстро оценивают ситуацию и подстраивают под нее свое поведение, хорошо ориентируются в происходящем.
За последние 47 миллионов лет мозг у дельфинов развился до невиданных для других животных размеров. Новое, самое обширное исследование ископаемых останков этих морских жителей поставило своей целью описать динамику соответствующего эволюционного развития. Косвенным образом это может помочь найти ответ на вопрос, как сами люди стали настолько "мозговитыми".
Как известно, дельфины способны на "интеллектуальные подвиги", недоступные другим животным. Так, они могут узнавать себя в зеркале, подобно человеку и некоторым высшим приматам. Разумеется, все это связывают с поистине гигантскими размерами мозга дельфинов. Так, у некоторых разновидностей отношение массы мозга к общей массе тела можно сравнить только с человеческими. Но какими темпами происходило развитие мозга дельфинов, до сих пор оставалось тайной.
Трое исследователей, во главе с американским биологом Лори Марино (Lori Marino) из Университета Эмори (Emory University) в Атланте (штат Джорджия), отследили эволюционные изменения мозга дельфинов, используя ископаемые останки.
После четырех лет работы среди музейных коллекций, эта группа ученых выявила 66 ископаемых черепов предков дельфинов, которые добавились к тем пяти, что были изучены раньше. Размеры мозга у этих экземпляров вычислялись с использованием методов компьютерной томографии (computed tomography - CT), а оценки массы тел животных были получены путем анализа размеров костей у основания черепов.
Были изучены ископаемые черепа древностью до 47 миллионов лет. Их сравнили с 144 современными экземплярами, в результате чего вычислялся так называемый EQ (encephalisation quotient - "коэффициент мозговитости") каждого такого существа. Этот коэффициент связывает массу мозга конкретного экземпляра со средним значением того или иного вида животных подобных размеров, и при этом если EQ оказывается меньше единицы, то это означает, что мы имеем дело с "недоразвитым" существом, ну а если EQ > 1, то мозг считается относительно большим. Люди в этом смысле "мозговитее" всех остальных животных, у них коэффициент EQ примерно равен 7.
Остаточные элементы в скелетах дельфинов подтверждают, что они произошли от неких наземных четвероногих млекопитающих.
Анализы крови позволили предположить, что китообразные, к которым относятся дельфины, и копытные - родственники. Когда-то они вернулись с суши в водную стихию (возможно, это было связано с какой-то глобальной катастрофой), со временем утратив задние конечности и приобретя плавники.
Приблизительно 35 миллионов лет назад эти ластоногие животные были размером с небольшого кита - приблизительно 9 метров в длину, имели острые зубы и EQ около 0,5.
И вот с этого момента происходит некая загадочная перемена: старые разновидности непонятным образом вымирают, заменяемые новой группой, которую именуют Odontoceti (подотряд зубатых китов).
Новое исследование показывает, что все эти существа были гораздо меньших размеров, чем прежде, имели более мелкие зубы, но зато у них кардинально увеличился размер мозга. Их EQ подскочил до 2,5 - явление, которое Марино связывает с развитием навыков эхолокации, то есть использования звуковых волн для определения местонахождения объектов под водой.
Исследование также показывает, что приблизительно 8 из 67 разновидностей Odontoceti (включая дельфинов) прошли через второй этап повышения EQ приблизительно 15 миллионов лет назад, достигнув коэффициентов 4 и 5 , хотя причины этого второго эволюционного скачка остаются совершенно невыясненными.
Есть только один подобный случай "взрывного" развития "умственных способностей" среди крупных животных, известный на сегодняшний момент ученым: за пять миллионов лет человеческой истории EQ вырос от приблизительно 2,5 до 7. При этом "умственные способности" оставшейся части "дельфиньего племени" почему-то наоборот снизились.
"Существует миф, согласно которому развитие жизненных форм всегда сопровождается увеличением размера мозга, - говорит Марино. - Однако с точки зрения животного метаболизма (обмена веществ) умственные способности обходятся очень дорого, и поэтому по логике эволюционного развития нужно иметь какие-то чрезвычайно веские причины для того, чтобы "завести" себе большой мозг" . Она добавляет, что, согласно другому научному мифу, в одно и то же время и в одном и том же месте может развиться только один вид существа с крупным мозгом. Однако новая работа показывает, что в течение 15 миллионов лет множество различных разновидностей дельфинов и китов благополучно сосуществовали в океане вместе.
Контакт между людьми и дельфинами - это один из излюбленных сюжетов научной фантастики. Причем разумность дельфинов в литературе стала настолько расхожим местом, что, по мнению ряда американских авторов (Лэрри Найвен, Дэвид Брин и др.), дельфины в будущем смогут вместе с людьми даже осваивать и заселять Галактику.
Дельфины являются самыми умными млекопитающими на земле. Головной мозг дельфина и схожи по строению. Несмотря на многочисленные исследования, они остаются самыми загадочными млекопитающими на земле.
Исследования необыкновенных возможностей морских обитателей, подтвердили их интеллектуальные способности. Путем МРТ диагностики, ученые обнаружили, что сложность мозговых структур у дельфинов не уступает человеческому центру, а наоборот, в сравнении с человеком, извилин и нервных клеток даже на порядок больше.
Мозг дельфина-афалины имеет вес 1700 гр., всего на 350 гр. превышая вес центрального органа нервной системы у взрослого мужчины. Внешнее отличие лишь в форме: у млекопитающих он имеет форму сферы, человеческий мозг слегка приплюснут. Абсолютно идентична с человеком, ассоциативная область коры – подтверждая тем самым наличие интеллекта у морских обитателей.
Теменная доля у дельфинов по размеру сопоставима с теменной и лобной долей у человека. Зрительная часть мозга (затылочная), у млекопитающих очень большая.
Несмотря на отличное зрение, и возможность движения глазными яблоками в разном направлении, охватывая тем самым радиус в 300 градусов, для зрения млекопитающие используют ультразвук – направляя его на различные объекты. Отталкиваясь, звук возвращается, тем самым дельфин определяет форму и расстояние до предмета.
В отличие от людей, мозг дельфинов может обходиться без сна – для человека это смертельно. Особенность этих созданий, в способности отключать одну половину центра, с сохранением всех реакций. Одна часть мозга берет на себя все функции, когда другая находится в состоянии сна – это равнозначно наличию двух центров.
Дельфины, так же как и люди, обладают способностью воспроизводить звук. Млекопитающие могут точно скопировать различные шумы или трели птиц. Общение между сородичами происходит через сигналы, которые образуются путем прохождения воздуха через носовые каналы.
Словарный запас дельфинов:
- Базовые звуковые сигналы (около 60);
- Пять уровней их разного сочетания;
- 14 тысяч различных сигналов.
Это идентично словарному запасу человека и если перевести звук млекопитающих в слова, то это будет похоже на иероглиф. Дельфины обладают хорошей памятью и психическими возможностями, что позволяет, как и человеку передавать опыт поколениям.
Особенностью центрального аппарата, у китообразных является наличие магнитных кристаллов, которые ориентируют в широком пространстве океана.
Кто умней?
Многочисленные исследования мозговых структур китообразных, подтверждают их эволюционное развитие и наличие высшей формы разума (логика). Австралийские ученые, отнесли дельфинов к ближайшим родственникам человека, на основе анализа ДНК.
Возможно, это и стало основой для гипотезы — все китообразные являются далекими предками человека и покинуть сушу их вынудили весомые причины. Размер полушарий объясняется кислородным голоданием и как следствие — увеличение органа.
Ученые – ихтиологи доказали, что мозг млекопитающих способен к выражению чувств: ревность, обида, любовь. Это говорит о наличии долговременной памяти и разума близкого к человеку.
Определенные особи дельфинов, воспринимают сложные лингвистические конструкции и способны к анализу ситуации. Уровень их интеллекта схож с ребенком дошкольного возраста.
Большой мозг у дельфинов не связан с огромным интеллектом — слишком мало нейронов. Центральный орган морским обитателям нужен, для ориентации в пространстве и теплорегуляции. Исходя из этого, млекопитающие занимают почетное второе место по интеллектуальному развитию после человека.
