Серый кит
Многотонный серый кит извлекает из недр российских морей огромное количество «энергоносителей». Затем мигрирует в более теплые моря, где тратит запасенные соединения углерода и водорода, и такой цикл повторяется ежегодно. На пути «живого танкера» арктических морей поджидают хищники и другие невзгоды, но морское млекопитающее выбрало такой образ жизни, научившись добывать энергию и правильно распоряжаться ей.
Первый же взгляд на это существо вызывает удивление. Вибриссы (короткие волоски) на морде, как у кошки. Удлиненный шейный отдел позвоночника и даже подвижная голова. Это точно кит, а не кто-то другой? Но если обратиться к особенностям его извилистого жизненного пути — многое становится ясным. В качестве проводника на этом маршруте мы выбрали специалиста по морским млекопитающим из Института проблем экологии и эволюции им А.Н. Северцова Российской академии наук Матвея Мамаева.
Живой танкер — с запасом топлива на двести суток
Наверное, самое впечатляющее в энергообмене серого кита в том, что полгода он практически ничего не ест. Так получилось из-за его экзотического образа жизни. Если летние месяцы — 130–140 дней в году — кит проводит у Чукотки и вод Сахалина, то зимние предпочитает проводить близ Калифорнии, где даже в холодное время года относительно тепло и морским млекопитающим проще поддерживать температуру тела: в отличие от рыб, она у них постоянная и не должна опускаться ниже плюс 35 градусов Цельсия. В южных водах и на пути к ним серый кит проводит не менее 200 дней в году. Скорость миграции до 145–155 километров в сутки.
Возникает вопрос: если ему так нужно тепло, зачем же в теплое время года он плавает в более северных водах? Все просто: биомасса типичной еды серого кита в холодных водах выше, чем в теплых. Чем холоднее вода, тем больше в ней растворяется кислорода на единицу объема. А чем больше в ней кислорода, тем проще морским беспозвоночным, «китовьей еде», его потреблять, бурно размножаясь.
Поскольку серые киты каждый год мигрируют на тысячи километров, они не могут рожать детенышей летом: тогда к началу миграции на юг они бы не успели накопить запас жира, необходимый, чтобы пережить зимний «великий пост», тянущийся полгода. Поэтому самки китов выкармливают своих детенышей молоком у берегов Калифорнии, выступая в роли «живого танкера» — но сами в это время ничего не едят.
Как кит сохраняет энергию
Еда серого кита — бентос, организмы, живущие на морском дне. Захватив еду со дна — вместе с морской водой и песком, — кит закрывает рот, и выталкивает языком то, что может пройти через фильтрующий ус. Отверстия в нем достаточно малы, чтобы пропустить песчинки и воду, но задержать живые организмы.
Матвей Мамаев
Специалист по морским млекопитающим Института проблем экологии и эволюции РАН
Пища серого кита – это, например, морские тараканы (небольшие хищные ракообразные), бокоплавы (ракообразные, обычно менее 10 миллиметров в длину), многощетинковые черви, морские звезды и прочее — все то, что ползает и шевелится на морском дне. При питании серый кит нижней челюстью касается дна, буквально бороздит его. Если после кормления взглянуть на дно сонарами, видны борозды, буквально, как грядки, оставленные кормившимся китом.
Питательные вещества в бентосе содержатся в основном в виде белков (ими очень богаты придонные организмы). Энергоемкость белка на единицу веса — примерно четыре килокалории на грамм. Мужчина при тяжелой физической нагрузке будет потреблять четыре тысячи калорий в сутки. Если кормить его только белком, понадобится около килограмма.
А если бы нам, как серым китам, потребовался запас на 200 суток голодовки — то запасти пришлось бы 200 килограммов белка. Столько с собой не унести, что же делать? Киты используют то же решение, что и многие другие жители Арктики: запасают энергию в жирах, а именно — в триацилглицеринах. Их молекулы более энергоемкие, поскольку содержат сразу три типа жирных кислот. Грамм такого «топлива» запасает уже девять килокалорий, кратно больше, чем белки в еде наших героев.
Но даже в таком виде запас энергоносителей на борту «живого танкера» огромен. Согласно наблюдениям, кит массой 15–35 тонн набирает 16–30% своей массы за время летнего периода кормления — причем в основном в виде жира. В среднем — от 4 до 10 тонн за 130–140 суток. Получается, он прибавляет несколько десятков килограммов жира в день!
Матвей Мамаев отмечает: когда киты прибывают в российские воды весной, они так худы, что у них довольно отчетливо можно различить шейный отдел позвоночника (у многих китов это вообще невозможно), позволяющий им активно двигать головой. Осенью, когда серые киты направляются вдоль побережья Евразии и затем Северной Америки на юг, шеи уже не различить: она окружена жиром.
После запрета охоты на серого кита, численность вида растет. Отслеживать количество морских обитателей сложно: они скрыты под толщей воды, а побережье российских северо-восточных морей заселено слабо. Большой вклад в изучение вида внесла программа мониторинга серых китов, в которой с 2017 года участвует «Газпром нефть». В программе впервые применены активные акустические методы — «подопечных» китов ищут с помощью гидролокатора на исследовательском судне. Раньше этих животных искали или визуально, или пассивными акустическими методами: отслеживая издаваемые ими звуки на морских станциях.
Активный метод не только позволяет «найти» серого кита под водой, когда он звуки не издает (или делает это редко), но и позволяет вовремя выключать источники техногенных шумов, если гидролокатор обнаруживает кита недалеко от места геологоразведочных работ: сильный техногенный шум может помешать млекопитающим и заставить их поменять место кормления. В ходе долгосрочной программы мониторинга удалось идентифицировать серых китов уже несколько сотен раз.
Сколько пицц потребляет кит в сутки
Серые киты не едят пиццу — но и мы не едим морских тараканов (хотя если отвлечься от названия, он вполне съедобен). Чтобы сравнить энергетический бюджет млекопитающего с нашим, нужно перевести его в привычные единицы. В среднем взрослая особь серого кита потребляет 1–1,2 тонны еды в сутки. Хотя надо понимать, что тут есть большая условность: беременные самки потребляют больше всех, потом идут самки кормящие, а взрослый самец потребляет уже много меньше пищи.
Среднее содержание калорий в этой еде примерно вдвое ниже чем в чистом белке, порядка двух килокалорий на грамм. Причина тут в том, что в организмах морских ракообразных много воды, в которой калорий вообще нет. Выходит, кит потребляет примерно 2,18 миллиона килокалорий в сутки.
Средняя «тридцатисантиметровая» пицца содержит примерно 2100–2200 килокалорий. Мы не зря выбрали именно ее: это один из самых калорийных продуктов в кухне людей. Получается, что кит поглощает энергетический эквивалент тысячи пицц в сутки.
Это довольно интересно, потому что средняя его масса — 25–40 тонн, то есть всего в 350–450 раз больше, чем у типичного человека. То есть, на единицу живого веса серый кит потребляет энергии в 2,5–3 раза больше нас. Допустим, более полугода он голодает. Все равно энергопотребление на 25–30% больше нашего. Почему так получается?
Труженики моря
Постоянные спуски и подъемы на глубину требуют больших энергозатрат. К тому же Чукотское, Берингово и Охотское моря летом довольно холодные, особенно на дне, где серые киты проводят много времени. Чтобы поддерживать высокую температуру тела, характерную для млекопитающих, этим животным приходится тратить много энергии.
Матвей Мамаев
Специалист по морским млекопитающим Института проблем экологии и эволюции РАН
Я, как исследователь, наблюдаю в основном охотоморскую популяцию серых китов, живущих близ Сахалина, их примерно 271 особь. Здесь много молодых китов — но и они ныряют на глубину в пять метров на 2–5 минут. Затем выныривают, делают 2–3 глубоких вдоха, пуская при этом фонтаны, а затем ныряют снова. Взрослые киты ныряют на глубины до полусотни метров и могут оставаться там до 20 минут.
Такой образ жизни означает, что им требуется много энергии на обеспечение пищеварения. Чтобы наполнить свой сложно устроенный многокамерный желудок — в плане устройства больше напоминающий коровий, чем желудок типичного морского обитателя — им нужно 300 килограммов пищи. За сутки «желудочный оборот» может повториться три раза. Затем еда поступает в длинный кишечник, где продолжается цикл переваривания. Но этот процесс довольно энергозатратен — любой, кто пробовал заниматься спортом сразу после еды ощущал, что это не так просто, и одна из причин здесь именно трата сил организма на пищеварение.
Весь летний сезон кит ест «как не в себя» — потому что иначе ему не хватит жира на зиму. Естественно, его затраты энергии при этом на десятки процентов выше, чем у человека, не имеющего такой привычки. Возникает вопрос: почему бы серому киту не сэкономить энергию в остальные 200+ суток года? Ведь в этот период он не ест, и, следовательно, на пищеварение энергию не тратит.
В теории, все так. Но на практике в этот период серые киты мигрируют на тысячи километров. Причем они не делают это по самому короткому маршруту — через открытое море. Напротив, идут вдоль побережья, держась мелководий, серьезно удлиняя свой путь.
Возможная причина выбора такого маршрута — хищники. Крупные акулы действуют поодиночке, и группам серых китов они почти не опасны, а косатки атакуют группами, особенно молодых китов и самок. Самая уязвимая часть серого кита — его брюхо, бока и верхняя часть тяжелы для прокусывания. Если держаться мелкой воды, хищники не смогут атаковать снизу, поэтому при их атаке серые киты стремятся занять мелководный залив, ближе к устью, в который (где поглубже) находятся самые крупные особи, а в самых мелких частях — самые молодые.
Каждое такое путешествие — настоящее испытание, во многом напоминающее нерест лосося: когда он идет вверх по течению, его атакуют хищники, и он не кормится, живя на накопленных запасах энергии. Вот только лосось в конце пути, после нереста, умирает — а серый кит нет. Его жизненный цикл — порядка пятидесяти лет (иногда до 75–80), то есть ему нужно сохранять энергию для длительного выживания, несмотря на труднейшую миграцию.
Каждый год киты охотоморской популяции проплывают от Калифорнии к русским водам и обратно до 22 тысяч километров, что является наиболее протяженным известным миграционным маршрутом среди китообразных. Те серые киты, что летом кормятся у Чукотки (их 19 000 особей, намного больше, чем охотоморских) плавают по 16–20 тысяч километров в год (чукотско-калифорнийская популяция). И все равно за свои пятьдесят лет они проплывают до миллиона километров — а ведь от Земли до Луны всего 400 тысяч.
