Почему у летучих мышей не болит голова
Когда смотришь на спящую летучую мышь, которая свесилась вниз головой с потолка пещеры, невольно возникает вопрос: «А у нее не кружится голова?» У человека, проведшего несколько минут вверх ногами, начинается головная боль, шум в ушах и тяжесть в затылке. Как рукокрылые избегают этого дискомфорта?
Как устроен вестибулярный аппарат летучих мышей
У каждого позвоночного во внутреннем ухе есть три полукружных канала, заполненных жидкостью. При поворотах головы эта жидкость смещается, раздражает волосковые клетки, и мозг получает сигнал об изменении положения тела. У человека этот «гироскоп» откалиброван на прямохождение. Когда мы переворачиваемся, эндолимфа движется в непривычных направлениях, возникает хаос сигналов — отсюда тошнота, головокружение и дезориентация. Даже космонавты, привыкшие к невесомости, после возвращения на Землю испытывают трудности с вертикальным положением.
У летучих мышей система работает иначе. Их полукружные каналы имеют более широкий просвет и чувствительные волоски, которые реагируют не столько на статическое положение «верх-низ», сколько на ускорения в любой плоскости. Это важно для полета, где мышь постоянно меняет траекторию, кувыркается, ловит насекомых. Для мозга рукокрылого висячее положение — один из штатных режимов, как и полет брюхом вверх или резкое пикирование. Более того, у некоторых видов отолитовые мембраны (камешки карбоната кальция, давящие на рецепторы) расположены так, что сила тяжести не вызывает смещения сигнала при перевороте.
«Если человек встанет на руки, то очень скоро почувствует головокружение. Конечно, с помощью тренировок можно научиться стоять дольше, даже научиться ходить на руках, но все же типичное для нас положение — головой вверх. А летучие мыши за счет адаптации к активному полету одинаково хорошо чувствуют себя в любом положении», — добавляет Сергей Артеменко, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и генетики Института биологии Тюменского государственного университета.
Почему кровь у летучих мышей не уходит в голову
Вторая причина головной боли у вниз головой — венозный застой. У человека нет клапанов в венах, которые идут от головы к сердцу (внутренние яремные вены имеют клапаны только у входа в грудную клетку, но они не предотвращают обратный ток при перевернутом положении). Когда мы встаем на руки или висим на турничке вверх ногами, кровь под действием гравитации устремляется к черепу, давление в мозговых синусах повышается, растягиваются мозговые оболочки — это и вызывает тупую, распирающую боль.
У летучих мышей эволюция предусмотрела клапанный аппарат на всем протяжении вен, отводящих кровь от мозга. Эти клапаны срабатывают при любом изменении позы, перекрывая обратный ток. Кроме того, стенки их сосудов более эластичны, а тонус гладкой мускулатуры регулируется независимо от симпатической нервной системы. Это позволяет быстро перераспределять объем крови: когда мышь висит, большая часть крови остается в туловище и крыльях, а мозг получает ровно столько, сколько нужно, без скачков внутричерепного давления.
«Дело не только в привычке — их внутренние органы тоже перестроились так, чтобы в перевернутом состоянии кровь не текла под действием силы тяжести против нужного направления, а в сердце увеличены и усилены клапаны», — поясняет Сергей Артеменко.
Не устают ли летучие мыши висеть вниз головой
Человеку, чтобы висеть вниз головой, приходится постоянно держать в напряжении мышцы пресса, спины и ног — иначе тело перекосится и вы упадете. Усталость наступает через несколько минут. А летучие мыши способны висеть часами, не прилагая никаких усилий. Секрет — в сухожильном механизме. Сухожилие сгибателя пальцев задней лапы проходит вдоль всей ноги и крепится к мышце у плеча. Когда зверек висит, вес тела натягивает это сухожилие, и когти автоматически смыкаются. Мышца при этом расслаблена — удержание происходит за счет чисто механического натяжения. Чтобы разжать лапу, нужно сознательно сократить мышцу-разгибатель, а это требует усилия.
Такой механизм не только экономит энергию, но и позволяет спать в висячем положении. Человек во сне не может контролировать тонус мышц — поэтому мы не можем спать стоя или вниз головой. Для рукокрылых же висение — аналог лежания на диване. Кроме того, их суставы и связки имеют особую структуру гиалинового хряща, который распределяет нагрузку равномерно и не изнашивается даже после миллионов циклов «полет-висение».
«Попробуйте повисеть вниз головой, зацепившись за что-то ногами. Даже максимально расслабившись, вы почувствуете, что определенные группы мышц напряжены. Максимально расслабленное состояние для человека — лежа на спине. У летучих мышей наоборот. Они отдыхают, повиснув вниз головой», — добавляет эксперт.
Как летучие мыши висят вниз головой
Как объясняет Сергей Артеменко, скелет птиц сильно облегчен для полетов. Так же и у рукокрылых. Их кости тонкие, следовательно, хрупкие. А хрупкие кости — это проблема при приземлении, особенно когда летишь с большой скоростью.
Выделяют два типа приземления: четыре касания и два касания. В первом случае зверек цепляется и передними, и задними лапками, а потом делает рывок, чтобы повиснуть вниз головой. Но этот рывок настолько сильный, что может стоить ему костей при неудачном ландшафте. Такая стратегия характерна для летучих мышей, цепляющихся за деревья, где удар может смягчить древесина.
А вот на скалах лишний раз биться не стоит, поэтому рукокрылые изловчились обходиться касанием двух конечностей.
Почему летучие мыши почти не болеют
Головная боль часто возникает при инфекционных заболеваниях — из-за интоксикации и воспаления мозговых оболочек. Летучие мыши болеют редко, хотя носят в себе до 17 семейств вирусов (человек — около 10). Секрет — в их температурном режиме.
В покое, повиснув в пещере, температура их тела может падать почти до температуры окружающей среды (экономия энергии). Но стоит мыши начать махать крыльями, мышцы выделяют колоссальное количество тепла.
«Крыло летучей мыши — это тонко натянутая кожа, в которой есть и кровеносные сосуды, и нервные окончания, что позволяет довольно быстро охлаждать тело. Повиснув в пещере, где они живут, летучие мыши часто заворачиваются в крылья, как в плащ, именно для того, чтобы снизить теплопотери. Но это в спокойном состоянии. А во время полета мышцы работают в высоком темпе и выделяют много тепла. Настолько много, что при постоянных теплопотерях тело все равно имеет температуру около 40 °C. Такая горячка позволяет избежать многих заболеваний», — уточняет Сергей Артеменко.
Итак, летучая мышь спокойно висит вниз головой, не испытывая ни головокружения, ни мигрени, потому что эволюция пересобрала ее организм под небо и под потолок пещеры. Ее вестибулярный аппарат не различает «нормального» и «перевернутого» положений. Кровеносная система снабжена клапанами, не пускающими кровь в мозг. Сухожилия работают как автоматические замки, позволяя отдыхать без мышечных усилий. А постоянная горячка во время полета защищает от инфекций, которые у человека вызвали бы жесточайшую головную боль.
Такая способность адаптироваться позволила рукокрылым распространиться по всему земному шару, за исключением, пожалуй, Арктики и Антарктики.
Консультант: Сергей Артеменко, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии и генетики Института биологии Тюменского государственного университета.
Материал впервые опубликован в 2020 г., обновлен в 2022 и 2026.
