Удивительная способность: как черепахи научились дышать задом

Запомните один факт: черепахи дышат через ноздри. Дыхание открытым ртом для них ненормально. И только один вид пришел к тому, чтобы научиться дышать задом, но об этом позже.

У черепах наружные ноздри находятся на переднем конце головы и имеют вид небольших около круглых отверстий.

Внутренние ноздри (их еще называют хоаны) более крупной и овальной формы. Они расположены в передней трети неба. При закрытом рте хоаны вплотную примыкают к гортанной щели. В покое гортанная щель закрыта и открывается только во время вдоха и выдоха с помощью мышцы — дилататора. Короткая трахея образована замкнутыми хрящевыми кольцами и в своем основании разделяется на два бронха. Это помогает черепахам дышать со втянутой внутрь головой.

Черепахи не имеют функционирующей грудной клетки и поэтому дышат не так, как другие животные. Вдох происходит за счет движения мощных пучков мышц, идущих от плечевого и тазового пояса к пластрону, и дорсально-вентральных мышц, расположенных вдоль края панциря. Движение мышц взывает уменьшение или увеличение объема полости тела и, соответственно, легких. У сухопутных черепах движения передних лап и шеи принимают участие в дыхании, а также сокращение собственной гладкой мускулатуры легких.

У полуводных черепах на суше вдох более пассивный, а выдох — более активный, а в воде — наоборот. У черепах с более легким панцирем (Трионикс) меньше объем легких, чем у черепах с более тяжелым (красноухие — 14% от объема тела). Количество вдохов колеблется от вида черепахи. Греческая сухопутная черепаха делает в период активности, т.е. вне периода зимней спячки, 4-6 вдохов в минуту. Морские черепахи всплывают для того, чтобы глотнуть воздух, приблизительно раз в 20 минут. А вообще любые черепахи могут не дышать до нескольких часов.

Все водные черепахи должны всплывать за воздухом на поверхность каждые несколько часов. У некоторых из пресноводных появились специальные приспособления, которые помогают им долго оставаться под водой. Одни виды приобрели способность дышать через кожу, у других есть специальные пазухи, помогающие усваивать кислород. Бугорки на языке и в ротовой полости у мускусных черепах (и некоторых других видов) помогают усваивать кислород из воды.

Rheodytes leucops — рекордсмен по способам альтернативного дыхания среди австралийских хелид - длительность его погружений у молодняка может длиться до 13 часов и дольше. Львиная доля водного дыхания здесь принадлежит клоакальным бурсам.

У этих сухопутных пресмыкающихся частота дыхательных движений зависит в основном от температуры и размера тела. У водных черепах при задержке дыхания во время погружения под воду абсорбция кислорода из легких в кровь и ткани происходит еще в течение 20 минут. Уровень углекислоты может сильно повышаться, не вызывая раздражения дыхательного центра. Параллельно включается механизм анаэробного дыхания, который постепенно усиливается, дублируя нормальный газообмен. При всплывании на поверхность черепахи достаточно 3-4 секунд, чтобы восстановить нормальный уровень кислорода и углекислоты.

Начнем с того, что этот способ дыхания изобрел конкретный вид — элсея белогорлая. Клоака этих черепах способна абсорбировать кислород. Оригинальный способ дыхания позволяет животным проводить длительное время под водой. Такая среда обитания позволяет им быть менее уязвимыми для хищников. Но использование рек человеком превратило условия обитания элсеи в непригодные для жизни — по этому поводу уже предпринимаются действия.

Эксперты считают, что последней пригодной средой обитания для черепах остается вода в реке Коннорс, Австралия. Они агитируют за то, чтобы уменьшить ее техногенное использование: прекратить строительство плотин и ограничить водосбор для штата Квинсленд на северо-востоке Австралии.

Черепахи холоднокровные, а значит, их тело имеет температуру окружающей среды. Если пруд, в котором живет черепаха, замерзает, то и черепаха замерзает вместе с ним. Но это не значит, что черепаха умирает. Наоборот, в холодной воде черепаха спасается от смерти в еще более холодном воздухе: температур ниже ноля животное бы не перенесло, а непромерзающий водоем никогда не станет холоднее.

Более того, черепаха выживет, даже если пруд затянет плотный лед. Жабр, чтобы дышать под водой, у черепахи нет: она, как и мы, вдыхает воздух легкими. Чтобы кислорода хватало в отсутствие воздуха, черепахи входят в состояние гибернации; замедленный метаболизм обходится тем небольшим количеством кислорода, которое удается сохранить в крови. Черепахам даже удается немного пополнять запасы кислорода — через части тела, которые касаются воды, и в которых много кровеносных сосудов. А именно, через область между задними лапами. Процесс поглощения кислорода таким образом так и называется — клоачное дыхание.

Оно помогает, если в воде растворено много кислорода. Осенью и в начале зимы это обычно так и есть, потому что в воде еще сохраняется кислород, выработанный водорослями за теплый сезон. К весне рыбы и другие обитатели водоема используют его почти полностью. Некоторые черепахи приспособились к жизни подо льдом даже в таких условиях, но если лед долго не тает, даже им грозит гибель от недостатка кислорода. Долго — это больше трех месяцев; ученые выяснили, что для таких черепах не проблема протянуть подо льдом до 100 дней.