Пищеварительная система млекопитающих - одна из наиболее доступных для убедительной функциональной трактовки, строение ее у китообразных имеет глубокие черты сходства с таковой у других млекопитающих, но в то же время показывает некоторые важные, глубокие отличия, в разной степени характерные для разных представителей отряда китообразных.
Ротовое отверстие ограничено со стороны верхней челюсти плотными складками кожного покрова, лишенными собственной мускулатуры и покрытыми многослойным ороговевшим эпителием. Таким образом, можно сказать, что у китообразных нет типичных губ, характерных для млекопитающих, равно как нет и щек. Однако с анатомической точки зрения эти плотные кожные складки являются губами, определяющими границы ротовой полости.
Большая поверхность ротовой полости лишена каких бы то ни было желез. Язык менее подвижный, чем у наземных млекопитающих.
У китообразных функции ротовой полости как переднего отдела пищеварительного тракта многообразны. Добыча у зубатых китов схватывается, умерщвляется и удерживается зубами и твердыми губами. Ориентация добычи и начало проталкивания ее в глотку осуществляется разнообразными движениями языка. В аборальной части ротовой полости дельфинов проталкивается пища и начинает обволакиваться секретом слизисто-белковых желез, что облегчает ее дальнейшее проталкивание.
Со дна глотки, там, где у наземных животных находится вход в гортань, у зубатых китов поднимаются два черпаловидных хряща и надгортанник, образуя твердую хрящевую трубку, перегораживающую полость глотки в ее центральное части поперек, тем самым разделяя пути пищи и воздуха.
Для всех китообразных характерно сложное многокамерное строение желудка. Общее число отделов желудка колеблется от трех до тринадцати у разных видов китообразных. Первый отдел желудка служит в основном для механической обработки пищи. Однако механическая обработка пищи не была бы так эффективна, если бы в этом не участвовал секрет желудка из второго отдела.
Интересно, что в начале желудка китообразных нет кардиального сфинктера, препятствующего у многих млекопитающих выбрасыванию пищи в пищевод. Очевидно, киты способны легко извергать из желудка остатки пищи. Прямые наблюдения в природе и в неволе подтверждают, что испуганный зверь может срыгивать пищу.
В строении тонкого и толстого кишечника особенностью является отсутствие у большинства дельфинов слепой, кишки. Также у дельфинов отсутствует желчный пузырь.
У зубатых китов наружное дыхательное отверстие одно, у усатых - два; у дельфинов имеется сложная система воздушных мешков, связанная с наружным носовым проходом, надгортанники и черпаловидные хрящи удлинены в гортанную трубку. На удлиненных межчелюстных и верхнечелюстных костях черепа всегда располагается своеобразная жировая подушка, в отличие от китов, у которых этого нет.
Это показывает, что дельфины отличаются не только от наземных млекопитающих, но и от второго подотряда - усатых китов.
Хотя в самых общих чертах кровеносная система китообразных не отличается от таково а наземных млекопитающих, имеется некоторые важные особенности, так или иначе связанные с адаптацией к водному образу жизни. К таким особенностям относится первую очередь мощное развитие артериальной и венозной чудесной сети, которая располагается в основании черепа и грудной области. Долгое время функциональное значение этого образования оставалось неясным (широко распространено было предположение о роли ее в качестве депо крови). Сейчас известно, что в той или иной степени чудесная сеть хорошо развита у всех млекопитающих, ведущих водный образ жизни. Одно. из функций этой структуры является регуляция пульсирующего давления в кровеносной системе, развивающегося в результате задержки дыхания у китообразных. Прижизненная ангиография показала, что мозг дельфинов (исследована афалина) снабжается кровью не прямо из сонных артерий (как это обычно происходит у млекопитающих), а исключительно через околопозвоночную чудесную сеть,
Общее количество крови в организме китообразных колеблется у разных видов. Так, у обыкновенного дельфина кровь составляет 8-9% общего веса тела. Исследования показали, что между близкими формами существуют определенные различил в количестве крови в организме, совпадающие с различиями в активности животного: чем более подвижный образ жизни свойствен виду, тем относительно большее количество крови у него (у афалины - 71мл/кг веса тела, у короткоголового дельфина – 108мл/кг, у дельфина Далля - 143мл/кг).
Одной из основных особенностей кровеносной системы китообразных считается высокое содержание мышечного гемоглобина. Как показано для обыкновенного дельфина, по концентрации гемоглобина отдельные группы мышц значительно различаются: в мышцах сердца и головы концентрация гемоглобина минимальная - 1200 мг/%, что все же превышает в несколько раз эти величины для наземных млекопитающих, а в спинных и брюшных мышцах - максимальная (до 3500 мг/%). Оказывается, у дельфинов на долю мышц приходится примерно такое же количество гемоглобина, какое содержится в крови, этим китообразные значительно отличаются от наземных млекопитающих, у которых на долю мышечного гемоглобина приходится 15-25% всего гемоглобина.
Представляет большой интерес характеристика форменных элементов крови китообразных. По числу эритроцитов все китообразные незначительно отличаются друг от друга и от наземных млекопитающих. Общий объем эритроцитов (гематокрит) у разных видов китообразных колеблется в довольно широких пределах. - от 40 до 57%, однако значительные колебания этого показателя даже внутри одного вида (у афалины от 40,6 до 52,0%). Исследователи для китообразных ответили зависимость между величиной содержания гемоглобина в крови и уровнем активности животных.
Самой специфической характеристикой крови китообразных можно считать ее чрезвычайно высокую ( по сравнению с другими млекопитающими ) общую буферную емкость.
Вероятно, одной из самых интересных общебиологических особенностей китообразных является выработка глубоких специальных приспособлений- для регуляции кровообращения в условиях постоянного и чрезвычайно резкого изменения внешнего давления.
Скорость погружения дельфина достигает в среднем 100 метров в минуту, тренированная афалина поднималась из глубин со скоростью 143 метра в минуту, следовательно, в течение от одной - двух минут давление крови должно измениться в организме этих дельфинов на десятки атмосфер. Во время ныряния у всех изученных китообразных происходит резкое сокращено числа сердцебиений (брадикардия). Также установлено, что при увеличении тренированности афалин к глубинному погружению скорость наступления и степень развития брадикардии увеличивается на 50-60%.
Средняя частота пульса у афалин в океанариуме составляет около 100 ударов в минуту (наблюдается размах колебаний от 81 до 137 ударов в минуту). У косатки отмечено сокращение пульса при нырянии вдвое (60 и 30 ударов в минуту). То, что брадикардия представляет собой совершенное приспособление к задержке дыхания, теперь ни у кого из исследователей не вызывает сомнения. Об этом убедительно говорит факт увеличения брадикардии у тренированных пловцов.
Известно, что в процессе задержки дыхания в крови накапливается большое количество молочной кислоты, которая не может в условиях кислородного голодания быть окислена до углекислоты и выведена через легкие из организма. Значит, замедление кровотока в период прекращения дыхания с это- точки зрения возможно и целесообразно. Это замедление кровотока не должно сказываться на деятельности мышц, в которых у китообразных находится огромный запас кислорода в виде специального гемоглобина мышц.
У китообразных из общего количества запасаемого кислорода около половины содержится именно в гемоглобине мышц. Но есть некоторые органы (в первую очередь ЦНС), которые лишены каких-либо запасов кислорода и живут лишь на кислороде, приносимом кровью. Снабжение их кровью идет довольно равномерно, чему способствует функционирование чудесной, сети, выравнивающей давление (создаваемое сердечной мышцей. вероятно, даже при многократных перепадах частоты работы сердца кровь почти равномерно будет снабжать мозговую ткань.
После выныривания период урежения работ сердца сменяется периодом его гиперфункции - чрезвычайно активной работы. Кстати, не последнюю роль в развитии брадикардии играет то обстоятельство, что сердце тоже представляет собой мышцу, для активной работы которой нужно большое количество кислорода; естественно, что при более медленном ритме работы потребление кислорода и сердечной мышцей может быть сокращено.
Из других особенностей кровообращения следует ответить своеобразное кровообращение в комплексе сосудов, связанных с терморегуляцией. В изящных экспериментах Р. Элснера, во время которых рентгеноконтрастный раствор вводился в кровь нормальной афалины, регистрировалась работа артериальных и венозных сосудов при разной температуре окружающей среды. В результате доказано, что кровеносная система плавников участвует в терморегуляции организма китообразных.
Обтекаемая, торпедообразная форма тела и перестройка мускулатуры обеспечивают быстрое погружение и подъем на поверхность.
Присутствие в организме только одной порции воздуха, взятой перед погружением в легкие, объясняет отсутствие кессонной болезни при быстром подъеме с большой глубины. Огромное количество гемоглобина в мышцах позволяет депонировать значительное количество кислорода во время пребывания у поверхности моря. Кислород, связанный миоглобином,, очевидно, расходуется только на мышечную работу, это обстоятельство объясняет возможность резкого замедления кровотока (частоты сердцебиении) при погружениях. .