Дельфины и тюлени: жизнь с аритмией сердца 0 133

На первый взгляд может показаться, что животные и растения идеально адаптированы к условиям своего существования: птицы созданы для полёта, а рыбы — для плавания и так далее. Конечно, существуют птицы, которые не летают так хорошо, но это лишь указывает на то, что полёт не является для них основным.

Тем не менее, говорить о полной адаптации к среде обитания было бы ошибочно. Все живые существа стремятся к «идеалу», но редко его достигают. В эволюционной борьбе побеждает тот, кто оказывается «совместим» с окружающей средой лучше своих соперников (при этом совместимость включает в себя также способность взаимодействовать с другими видами и развивать социальные связи, способствующие выживанию). Однако некоторые недостатки, например, в анатомии или физиологии, могут сохраняться на протяжении миллионов лет, пока эволюция не предложит усовершенствование. Ярким примером служит функционирование сердца морских млекопитающих, таких как дельфины и тюлени, которые вынуждены часто нырять на значительные глубины.

Долгое время считалось, что погружение замедляет сердечный ритм китообразных и ластоногих, так как под водой необходимо экономить кислород, и чем глубже ныряешь, тем больше его нужно сохранять. Однако дельфины, киты и тюлени обычно ныряют не просто так, а в поисках пищи, и, найдя её, начинают преследование, пока не поймают. Поиск и ловля добычи требуют значительных мышечных усилий и увеличенных энергозатрат, что, в свою очередь, ведет к усилению кровотока и учащению сердцебиения. Таким образом, сердце морских млекопитающих оказывается в ситуации, когда ему необходимо выбирать между замедлением и ускорением ритма.

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Круз (США) утверждают, что эволюция так и не смогла найти удовлетворительное решение для этих противоречивых требований. Терри Уильямс (Terrie Williams) и его команда оснастили нескольких дельфинов афалин и тюленей Уэдделла специальными устройствами, которые фиксировали частоту сердечного ритма, движения животных, глубину и время погружения. Наблюдения проводились как в специализированном бассейне (с дельфинами), так и в открытом море (с дельфинами и тюленями). В результате выяснилось, что при погружении морские млекопитающие сразу же «заболевают» аритмией: сердце сбивается с установленного ритма, и частота сокращений начинает колебаться, подстраиваясь под текущие потребности. В статье, опубликованной в Nature Communications, авторы сообщают, что работа сердца зависела как от глубины погружения, так и от мышечных усилий. Скачки ритма происходили один за другим, и примерно 70% времени под водой сердце дельфинов и тюленей находилось в состоянии аритмии.

С одной стороны, подобное можно было бы ожидать, учитывая, что при погружении организму млекопитающего необходимо решать противоречивые задачи: сохранять кислород и делать всё возможное для поимки добычи. С другой стороны, за десятки миллионов лет эволюции млекопитающие могли бы «найти» более подходящее решение этой дилеммы. Поскольку в случае аритмии существует риск, что при преследовании добычи на значительной глубине сердце может просто остановиться. Хотя мы пока не знаем, происходит ли это в природе, маловероятно, что аритмия проходит для организма без последствий.

Разумеется, можно предположить, что у животных есть другие механизмы, позволяющие компенсировать недостаточную физиологическую регуляцию сердечной деятельности — в частности, поведенческие. Например, тюлени Уэдделла стараются распределять усилия во время погружения так, чтобы максимально выровнять сердечный ритм: они чередуют периоды активной мышечной работы с пассивным скольжением в воде за счёт первоначального импульса. Очевидно, такие ухищрения позволяют дельфинам и тюленям успешно охотиться и процветать, так что даже при не совсем эффективной адаптации сердечно-сосудистой системы, эти животные смогли занять свою экологическую нишу. Возможно, в будущем эволюция найдет способ решить эту проблему, если к тому времени дельфины и тюлени всё ещё будут существовать.