Тюлени и дельфины терпят нестабильность сердечного ритма

Ныряя за добычей, тюлени и дельфины вынуждены терпеть нестабильность сердечного ритма из-за двух взаимоисключающих задач: с одной стороны, им нужно экономить кислород, с другой – нужно быстро плыть, чтобы догнать свой обед.

На первый взгляд кажется, что растения и животные в совершенстве приспособлены к тем условиям, в которых им приходится жить: птицы созданы для полёта, рыбы – для плавания и т. д. Есть, конечно, плохо летающие птицы, но это значит, что полёт в их жизни – не главное.

Однако вряд ли можно говорить об идеальной приспособленности к среде обитания. Все живые организмы, конечно, стремятся к «идеалу», но не достигают его, и в эволюционной гонке выигрывает тот, кто оказался «совместим» с окружающей средой лучше своих конкурентов (заметим, что под совместимостью следует понимать в том числе и способность сотрудничать с другими видами, развивать социальные связи, которые помогали бы выживать, и т. д.) Но какие-то недочёты, например, в строении тела, в физиологии могут оставаться на протяжении миллионов лет, пока эволюция не «придумает» усовершенствование. Характерный пример – работа сердца у морских млекопитающих, дельфинов и тюленей, которым приходится часто и подолгу нырять на большие глубины.

Долгое время считалось, что погружение заставляет сердца китообразных и ластоногих биться медленнее, ведь под водой нужно экономить кислород, и чем глубже ты ныряешь, тем больше его нужно экономить. Но, с другой стороны, дельфины, киты и тюлени обычно ныряют не просто так, а в поисках добычи, и, найдя её, преследуют, пока не поймают. Поиск и преследование добычи связаны с сильными мышечными нагрузками и повышенными энергозатратами, что, в свою очередь, сопряжено с усилением кровотока и учащенным сердцебиением. Получается, что сердце морских млекопитающих вынуждено выбирать между двумя взаимоисключающими решениями: замедлением и ускорением ритма.

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Круз (США) утверждают, что эволюция так пока и не смогла удовлетворительно примирить эти два противоположных требования. Терри Уильямс (Terrie Williams) вместе с коллегами снабдил нескольких дельфинов афалин и тюленей Уэдделла специальными устройствами, которые регистрировали частоту сердечного ритма, плавательные движения животных, глубину и время погружения под воду. Наблюдения проводили как в специальном бассейне (с дельфинами), так и в открытом море (с дельфинами и тюленями). В итоге оказалось, что при погружении морские животные тут же «заболевают» аритмией: сердце сбивается с определённого ритма, и частота сокращений начинает скакать, подстраиваясь под сиюсекундные потребности. В статье в Nature Communications авторы пишут, что работа сердца сильно зависела как от глубины погружения, так и от мышечных усилий. Скачки ритма шли один за другим, так что примерно 70% времени под водой сердце дельфинов и тюленей было в состоянии аритмии.

С одной стороны, можно было бы ожидать чего-то подобного, учитывая, что при погружении организм млекопитающего должен решать взаимоисключающие задачи: беречь кислород и делать всё возможное, чтобы поймать добычу. С другой стороны, за десятки миллионов лет эволюции млекопитающие могли бы «придумать» какое-нибудь более подходящее решение дилеммы. Потому что в случае аритмии вполне реальна ситуация, когда при преследовании добычи на достаточно большой глубине сердце может просто остановиться. Правда, мы пока не знаем, случается ли такое в природе, но вряд ли аритмия проходит для организма бесследно.

Конечно, можно предположить, что у животных есть какие-то другие механизмы, позволяющие скомпенсировать неудовлетворительную физиологическую регуляцию сердечной деятельности – в частности, поведенческие. Тюлени Уэдделла, например, стараются так распределить усилия во время погружения, чтобы по возможности выровнять сердечный ритм: животные чередуют периоды очень активной мышечной работы с пассивным скольжением в толще воды за счёт первоначального импульса. Очевидно, такого рода ухищрения дают возможность дельфинам и тюленям охотиться и процветать, так что даже при не вполне эффективной адаптации со стороны сердечно-сосудистой системы животные смогли обосноваться в своей экологической нише. Возможно, в будущем эволюция как-то решит эту задачу, если к тому времени дельфины и тюлени будут ещё живы.