Синий кит ныряет на сотни метров, и его сердце замедляется до двух ударов в минуту. Человек при таком пульсе потерял бы сознание. Но кит не просто выживает — он охотится, совершая резкие броски, повороты и даже бочкообразные вращения, чтобы зачерпнуть пастью тонны воды с крилем. Учёные называют это крупнейшим биомеханическим событием на Земле. Долгое время оставалось загадкой, как животное размером с самолёт умудряется резко ускоряться, когда его сердце почти остановилось.

Ответ, похоже, нашла команда под руководством морского биолога Эшли Блауас из Стэнфордского университета. Исследование, опубликованное в PNAS, показало: сердечный ритм китов не застывает на минимальной отметке. Перед броском за добычей он резко ускоряется — а после медленно возвращается к экономному режиму.

Сердце, которое умеет ждать и ускоряться

Блауас и её коллеги уже несколько лет изучают, сколько энергии тратят киты во время кормления. Теперь их интересовал сам сердечный ритм. «Киты и другие ныряльщики сталкиваются с противоречием: нужно экономить кислород во время погружения, но при этом совершать энергичные движения для захвата добычи», — объясняет исследовательница.

Чтобы записать электрокардиограмму у свободно плавающего кита, учёные прикрепляли к животным специальные метки на присосках. Внутри — акселерометр, гироскоп, магнитометр и электроды для ЭКГ. Задача оказалась нетривиальной: толстый слой жира не позволяет разместить датчик прямо над сердцем, а солёная вода может замкнуть электрические контакты. После нескольких инженерных итераций метки всё же заработали.

Их крепили, когда кит всплывал подышать. Устройства держались от 12 до 36 часов, а отвалившись, всплывали и посылали спутниковый сигнал — так исследователи находили их и скачивали данные.

Бросок как спринт

Всего пометили пять синих китов и четырёх горбатых — в заливе Монтерей, у Нормандских островов в Калифорнии и у западного побережья Антарктического полуострова. Данные показали: сразу после броска за добычей пульс подскакивал в среднем до 21,9 удара в минуту у синих китов и до 28,2 — у горбатых. Затем сердцебиение оставалось повышенным, пока кит фильтровал воду через китовый ус, и лишь потом постепенно замедлялось.

«Это похоже на то, что мы видим у людей между интервальными спринтами: пульс остаётся высоким даже после окончания усилия и медленно восстанавливается», — проводит аналогию Блауас. По её словам, киты, вероятно, как и человек, частично используют анаэробные запасы энергии для резких бросков, а насыщенная кислородом кровь помогает восполнить их в паузах между атаками.

Случайная находка: пульс отдыхающего кита

Одним из самых любопытных результатов стало измерение, полученное почти случайно. Один из горбатых китов не нырял, а лежал у поверхности почти без движения — такое поведение называют «логированием». Учёные записали его сердечный ритм и получили, по словам Блауас, «вероятно, самое близкое к измерению пульса покоя у свободно плавающего кита».

Показатель — 18,5 удара в минуту. Для сравнения: у человека в покое пульс обычно 60–100 ударов, у слона — около 30. Для животного таких размеров цифра вполне ожидаемая, если бы кит находился на суше. Это наводит на мысль, что метаболические механизмы и потребность в кислороде в состоянии покоя у наземных млекопитающих и гигантских китов схожи.

Такие данные могут пригодиться для оценки здоровья китов, уровня стресса и влияния шумового загрязнения или сокращения популяций добычи. Пока же исследование впервые показывает, насколько гибким может быть сердце самого большого животного планеты — от почти полной остановки на глубине до спринтерского ускорения в момент атаки.