Зачем мы бежим, или Как догнать свою антилопу (Хайнрих) - страница 65
Эти инновации в области дыхания заложили основу для дальнейшей поэтапной модификации организма птиц практически во всех аспектах их морфологии, физиологии и поведения. Это сделало их самыми впечатляющими сверхвыносливыми машинами из всех, что когда-либо видел мир.
Непревзойденная аэробная и дыхательная способность птиц позволяет им тратить значительные средства на обмен веществ при полете даже в разреженной атмосфере над Эверестом, где люди едва могут ползти, так как наш VO>2max едва превышает уровень покоя.
Млекопитающие делают вдох, расширяя грудную клетку за счет сжатия мышц ребер и диафрагмы. Давление воздуха в грудной клетке падает, и воздух врывается в легкие. У птиц к легким прикреплены воздушные мешочки, но сами легкие относительно жесткие; воздушные мешочки расширяются и сжимаются для вентиляции легких. Во время вдоха расширяются как передние, так и задние воздушные мешки, передние с уже использованным воздухом из легких, задние – со свежим воздухом. С выдохом воздух из передних воздушных мешков выходит из организма, а воздух из задних воздушных мешков (от предыдущего вдоха) поступает в легкие. За счет двух циклов дыхания воздух движется через легкие в одну сторону.
Горные гуси (Anser indicus) пролетают над вершиной Эвереста (8848 м), совершая безостановочный перелет на расстояние около 1500 км. Как они и многие другие перелетные птицы добывают достаточное количество кислорода для мышц на высоте, где его доля в воздухе составляет лишь треть от обычной и где люди могут сделать лишь несколько шагов, прежде чем выдохнуться?
Легкие птиц с их впечатляющей способностью извлекать кислород из атмосферы – это только часть решения. Затем кровь должна получить нужный элемент из воздуха, проходящего через легкие, и доставить его в мышцы. Одна из основных адаптаций, как видно из различий между гусем и домашней уткой, например, заключается в том, что гемоглобин гуся обладает очень высокой способностью связывать кислород в красных кровяных тельцах. Таким образом, кровь доставляет больше кислорода в ткани на единицу крови, перекачанную сердцем.
Затем кислород должен попасть из крови в те мышцы, в которых он используется. У всех животных с высокой скоростью поглощения и использования кислорода мышечные ткани темнеют из-за высокой концентрации миоглобина, темно-красного белка, который поглощает и таким образом помогает переместить кислород из крови в клетки, где митохондрии, маленькие производящие энергию батареи, используют его с помощью соответствующих ферментов. Концентрация этих ферментов, без которых у митохондрий ничего не получится, выше у перелетных гусей, чем у неактивных, малоподвижных домашних уток. Все эти различные характеристики в совокупности определяют VO