Исследователи обнаружили, что у китов, питающихся выпадом, есть «ротовая пробка» — мясистая луковица во рту, которая движется назад, чтобы перекрыть верхние дыхательные пути во время кормления, в то время как их гортань закрывается, чтобы блокировать нижние дыхательные пути.
Эта пробка предотвращает попадание воды в их легкие во время кормления, согласно статье, опубликованной 20 января 2022 года в Current Biology. «Это похоже на то, как язычок человека отодвигается назад, чтобы заблокировать наши носовые проходы, и наши дыхательные пути закрываются при глотании пищи», — говорит ведущий автор доктор Келси Гил, научный сотрудник отдела зоологии.
Как вы уже догадались, киты, питающиеся выпадом, бросаются на свою добычу, ускоряются на высокой скорости и открывают рот, чтобы поглотить воду и криль. Иногда это количество может быть больше, чем их собственные тела, говорит доктор Гил, впечатляющий подвиг, учитывая, что в эту группу входят горбатые и синие киты, самые большие животные на Земле. Затем вода сливается через их китовый ус, оставляя крошечный вкусный криль, который нужно проглотить.
Исследователи специально исследовали финвалов, тип китов, питающихся выпадом, и обнаружили «ротовую пробку», необходимую для движения, чтобы пища могла попасть в пищевод. Единственный способ, которым это могло быть, - это движение к затылку и вверх, перекрывая носовые проходы, когда кит глотает. Одновременно хрящ закрывается у входа в гортань, а гортанный мешок смещается вверх, блокируя нижние дыхательные пути, говорит доктор Гил. «Мы не видели этот защитный механизм ни у каких других животных или в литературе. Большая часть наших знаний о китах и дельфинах получена от зубатых китов, у которых полностью разделены дыхательные пути, поэтому аналогичные предположения были сделаны о китах, питающихся выпадом».
Оказывается, у людей есть похожая система, позволяющая глотать пищу, ничего не попадая в легкие: у нас есть надгортанник и мягкое небо, «крышка» из хряща и лоскут мышц в горле и во рту соответственно. Люди, вероятно, могли бы есть и под водой, говорит доктор Гил, но это было бы похоже на плавание на высокой скорости к гамбургеру и широкое открывание рта при приближении — трудно не затопить легкие.
Исследователи говорят, что ротовая пробка китов и закрывающаяся гортань играют центральную роль в эволюции кормления выпадом, ключевого компонента огромных размеров этих существ. «Массовое фильтрующее кормление стаями криля очень эффективно и является единственным способом обеспечить огромное количество энергии, необходимой для поддержания такого большого размера тела. Это было бы невозможно без особых анатомических особенностей, которые мы описали», — говорит старший автор доктор Роберт Шедвик, профессор кафедры зоологии Университета Британской Колумбии.
Изучение анатомии китов часто связано с попыткой препарировать китов, погибших в результате выброса на мель, что сопряжено с такими проблемами, как попытка завершить работу до подъема прилива. Однако для этого исследования доктор Гил и ее коллеги препарировали китов в Исландии в 2018 году, извлекая ткани, которые не использовались в пищу, с коммерческой китобойной станции. По ее словам, работать с китами в режиме реального времени было бы замечательно, но для этого могут потребоваться некоторые достижения в области технологий. «Было бы интересно бросить крошечную камеру в пасть кита, пока он кормился, чтобы увидеть, что происходит, но нам нужно было убедиться, что это безопасно для еды и биоразлагаемо».
Команда продолжит изучение механизмов, связанных с глоткой и небольшим пищеводом, который отвечает за быструю транспортировку сотен килограммов криля в желудок менее чем за минуту. По словам доктора Гила, с учетом множества антропогенных воздействий, которые нарушают пищевые цепи, и зная, как питаются киты и сколько они едят, полезно знать как можно больше об этих животных, чтобы защитить их и их экосистемы.
И еще многое предстоит узнать, в том числе, кашляют ли киты, икают ли они и да, отрыгивают ли они. «Горбатые киты выдувают пузыри изо рта, но мы точно не знаем, откуда берется воздух — для китов может быть разумнее и безопаснее отрыгивать их через дыхала».
Ссылка: «Анатомический механизм защиты дыхательных путей у крупнейших животных на Земле», Келси Н. Гил, А. Уэйн Фогл и Роберт Э. Шедвик, 20 января 2022 г., Current Biology.
DOI: 10.1016 / j.cub.2021.12.040