Спринтерське пришвидшення серцебиття дозволило китам пірнати за їжею. Серце інших тварин під час занурення сповільнюється

28 липня 2026 р. 14:07

28 липня 2026 р. 14:07

Регуляція роботи серця під час живлення китів-смугачів виявилася подібною на реакцію організму людей-спринтерів. Під час стрімких випадів для захоплення здобичі частота серцебиття китів різко зростає і залишається підвищеною ще деякий час, навіть коли тварини фільтрують воду й майже не рухаються. Це пояснило, як багатотонні кити забезпечують м'язи киснем та поживними речовинами під час пірнання, коли в інших тварин зазвичай серцебиття сповільнюється. Дослідження опублікували у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences .

Горбатий кит під час вистрибування на поверхню. Aurore Murguet / Wildlife Nomads

Чому біологи вирішили дослідити роботу серця китів?

Вусаті кити з родини смугачевих живляться за допомогою так званих випадів: тварина розганяється, відкриває пащу та захоплює величезний об’єм води разом із крилем або дрібною рибою. Після цього кит сповільнюється, проціджує воду крізь китовий вус та заковтує здобич. Хоча випади займають лише близько 20 відсотків процесу живлення, враховуючи, що кит може важити десятки тонн і поєднувати випади з поворотами та обертами навколо власної осі, таке полювання потребує значної кількості енергії.

У більшості ссавців під час занурень рефлекторно сповільнюється серцебиття та обмежується надходження крові до менш важливих тканин, щоб зберегти кисень для мозку й серця. Тому було незрозуміло, як китам вдається забезпечити м’язи киснем під час випадів. Дослідити це вирішила група науковців зі Стенфордського університету та інших дослідницьких установ США.

Як працює серце китів під час занурень?

Щоб з’ясувати, як серцево-судинна система китів дозволяє їм виконувати швидкі маневри на великій глибині, біологи прикріпили датчики руху та серцевої активності до п’яти синіх і чотирьох горбатих китів та оцінили розміри тварин за допомогою спостереження з дронів. Загалом вчені отримали майже 179 годин записів серцевої активності різних китів, що дозволило зіставити частоту їхнього серцебиття з глибиною занурення, швидкістю руху, поворотами хвоста та моментом відкривання пащі.

Горбатий кит поблизу Антарктиди з прикріпленим до його тіла датчиком для відстеження пульсу та глибини занурень. Duke Marine Robotics and Remote Sensing Lab

Виявилося, що у стані спокою серце горбатого кита б’ється в середньому близько 18,5 раза на хвилину — майже стільки ж передбачали розрахунки для ссавця такої маси. Під час звичайного пірнання пульс китів також знижується так, як би це відбувалося в інших ссавців — в одного з горбатих китів середнє значення частоти серцевих скорочень під час глибоких занурень не з метою полювання становило близько 13,1 удару на хвилину, а у деяких випадках цей показник знижувався приблизно до 6-7 ударів.

Водночас під час кормових випадів пульс китів інколи перевищував 30 ударів на хвилину, та не одразу повертався до початкових значень: опісля він становив до 22 ударів на хвилину в синіх китів та до 28 — у горбатих. Надалі за 60 секунд після випаду частота серцебиття синіх китів опускалася в середньому до 7,7 удару на хвилину, а у горбатих за 17 секунд — до 19 ударів. Також дослідники відзначили, що зі збільшенням розмірів кита розширювався і діапазон змін частоти серцевих скорочень — більші тварини виявилися здатними точніше узгоджувати постачання кисню з різкими змінами навантаження.

Чому серце китів не сповільнюється після випадів?

Оскільки пульс китів лишався відносно високим ще деякий час після припинення активного руху, дослідники припустили, що під час випаду м’язи тварини отримують енергію взагалі без використання кисню — через безкисневе розщеплення глюкози та фосфокреатину. Завдяки цьому кит може здійснити потужний кидок швидше, ніж кисень встигне надійти до тканин. Водночас підвищений пульс після завершення випаду дозволяє м’язам поповнити запаси кисню та частково відновити фосфокреатин перед наступним випадом. Дослідники порівняли цю стратегію з підходом спринтерів — коротке максимальне навантаження створює кисневий та енергетичний «борг», який організм частково компенсує під час короткого перепочинку. Утім, вони зазначили, що для остаточних висновків необхідно безпосередньо виміряти процеси обміну речовин в організмі китів.

Поєднання пришвидшеного серцебиття та використання безкисневого розщеплення глюкози допомагає найбільшим тваринам на Землі, синім китам, ефективно пірнати за здобиччю. Duke Marine Robotics and Remote Sensing Lab

Дослідження на дрібних морських тваринах уже вказували на гнучкість роботи серцевої системи під час пірнань, однак вивчення китів показало, що під час опускання на глибину організм тварин не просто економить кисень та адаптує частоту серцевих скорочень під рівень навантаження, але і здатен використовувати складні стратегії регуляції з урахуванням майбутніх витрат енергії. На думку дослідників, саме така гнучкість дає смугачевим китам можливість поєднувати миттєву атаку хижака з економним обміном речовин тварин, які харчуються дрібною здобиччю.

Чим кити дивують науковців

🤷‍♀️ Біологи не змогли пояснити, як вусаті кити-смугачі відціджують криль із води вчетверо швидше за теоретичні очікування.

🤔 Самиця горбатого кита з популяції поблизу Оману мігрувала щонайменше на 7330 кілометрів. Досі вважалося, що кити в цій популяції не мігрують.

🗣 Пісні горбатих китів виявилися подібними до людського мовлення за структурою та ефективністю використання їх елементів.

🌿 Аналіз понад сотні відео вказав, що кити носять на собі жмути з водоростей заради гри. Можливо, ця поведінка має інші функції, але про них науковці поки не знають.

Наука