Солевые железы чайки и черноморская вода

Около восемнадцати граммов соли на килограмм — столько в воде у сочинского берега. Капля, которая повисает на кончике клюва у чайки, стоящей на гальке, солонее в два–три раза. У серебристой чайки, ближайшей родни нашей хохотуньи, в таком растворе нашли 600–800 миллимолей хлорида натрия на литр, а это 35–47 граммов поваренной соли. Птица готовит его сама, из собственной крови, и выбрасывает через ноздри. Поэтому чайка может напиться из моря, а большинство птиц и млекопитающих от такого питья обезвоживается.

Чайка на гальке у кромки воды. Сочи, берег Чёрного моря (фото: Ivanaivanova, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Две железы над глазами

Железы анатомам были известны давно, а что они делают, выяснили только в середине прошлого века. Физиолог Кнут Шмидт-Нильсен, работавший в университете Дьюка, начал с простого вопроса: как чайки живут на морской воде. Он нашёл у них парный орган на черепе, над глазами, который вытягивает соль из крови, и назвал его солевой железой. В 1958 году вышла работа о железе серебристой чайки, в 1960-м — его обзор о железе морских птиц. Вопрос про чаек потянул за собой целую карьеру: позже Шмидт-Нильсен писал учебник по сравнительной физиологии, который выдержал пять изданий, а в 1992 году получил Международную премию по биологии.

Глаз чайки крупным планом: солевые железы лежат над глазами (фото: Bouke ten Cate, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Задача у железы серьёзная. Океанская вода солонее крови в три–четыре раза, и большинство птиц и млекопитающих, пей они её постоянно, погибли бы от обезвоживания. Железа справляется с солью куда эффективнее, чем почки, и её сравнивают с дополнительной парой почек. Распространённое объяснение «железа опресняет воду» неточно: опреснять она не умеет. Соль уходит наружу, а вода остаётся в организме. Чёрному морю тут повезло: оно вдвое менее солёное, чем океан, около восемнадцати граммов на килограмм против тридцати пяти. На тот же глоток железе приходится убирать вдвое меньше соли.

Такие же железы нашли у альбатросов, пингвинов, морских игуан, акул и морских черепах. У черепахи они выходят слезами: об этом у нас есть отдельный разбор морской черепахи в Чёрном море.

Мокрая галька и пена у кромки воды (сгенерированная иллюстрация)

Откуда берётся капля

Чайка, которая стоит на суше с каплей на клюве, не простужена: так выглядит выведенная соль. На сочинских причалах эту сцену чаще всего играет хохотунья: крупная, с жёлтым клювом и красным пятном на нём. С палубы прогулочной яхты или катера клюв чайки рассматривают с нескольких метров: над кормой, как пишут в статье про птиц с борта, хохотунья зависает метрах в пяти.

Устроена железа остроумно. Секрет собирают тонкие трубочки, они открываются в центральный канал. По капиллярам кровь идёт вверх, по каналу рядом с ними секрет стекает вниз, навстречу, и разделяет их стенка толщиной в одну клетку. Из канала жидкость попадает в носовую полость и вытекает через ноздри, а иногда птица её просто чихает. Вместе с солью уходят лишние калий и кальций. У чаек вдоль клюва проходят желобки, которые направляют каплю вниз, к кончику. Когда она набирает вес, птица встряхивает головой и сбрасывает её. Размер железы зависит от вида и от солёности места, где питается птица. У других зимних гостей свои странности: чомга, например, глотает собственные перья.

Голова чайки в профиль: на клюве видна щель ноздри, через неё выходит рассол (фото: Membeth, Wikimedia Commons, CC0)

Работает железа не всегда. Включает её рост солёности крови, а в покое она почти молчит. В опытах на гусях кровоток через железу во время выделения соли вырастал примерно с 83 до 1 200 миллилитров на 100 граммов ткани в минуту. Выходит, что за минуту через неё проходит около двенадцати её собственных масс крови.

Опыт с большой морской чайкой

Шмидт-Нильсен проверял железу на предельных объёмах. Большая морская (она же черноспинная) чайка получила морскую воду в количестве одной десятой своей массы, а такой объём раньше считали смертельным для морских птиц. Через три часа соль вышла: частью с мочой, частью с каплей из ноздрей. Секрет железы при этом оказался гораздо солонее мочи.

Большая морская чайка, героиня опыта Шмидт-Нильсена (фото: Gzen92, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0)

Пресную чайка любит больше

Выбор у чайки есть, и она им пользуется: серебристая чайка при возможности пьёт пресную воду. В городе такая вода находится в фонтанах и лужах. По словам специалиста Seabird Institute Одюбона, чайки и пеликаны пьют солёную воду главным образом тогда, когда это проще всего. Альбатросы, пингвины и буревестники обходятся морской водой полностью: часть влаги они получают с рыбой, в которой воды много. Как часто эти птицы пьют сами, исследователи до сих пор выясняют.

Чайка в городском фонтане: пресную воду птицы охотно используют (фото: Chris Koerner from St. Louis, USA, Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0)

Железа есть и у птиц, далёких от моря. У кряквы и канюка она мельче: по словам исследовательницы Корнеллской лаборатории, помогает справляться с солёной пищей на побережье. А буревестники, которых видно над сочинской водой, относятся к «трубконосым»: ноздри у них вынесены в две трубочки на клюве, и по одной из версий рассол стекает так, чтобы не попасть в глаза в полёте.

Чайка с жёлтыми лапами в полёте над водой (фото: Anil Öztas, Wikimedia Commons, CC BY 4.0)

Где искать каплю

Лучше всего железа видна у чайки, которая стоит на гальке: раствор копится на кончике клюва, потом птица резко встряхивает головой, рассол летит в сторону, и на клюве начинает собираться новая капля.