W jaki sposób ssaki mogą nurkować na ekstremalne głębokości, na jednym oddechu bez problemów, których doświadczają ludzie?
Ssaki morskie, aby przeżyć znajdują zdobycz na różnych głębokościach, ale jak to zwierzęta, zawsze wracają na powierzchnię, by zaczerpnąć oddech. Wiele ssaków, w celu zwiększenia zdolności do nurkowania i zmniejszenia zużycia energii do jej pozyskania ewoluowało.
Delfiny butlonose ( Tursiops truncatus ) są wszechstronnymi drapieżnikami, które przystosowały się do szerokiej gamy żerujących nisz od ekosystemów przybrzeżnych do głębokowodnych oceanicznych siedlisk.
Naukowcy przeanalizowali fizjologiczne uwarunkowania, które umożliwiają różnym populacjom tego samego gatunku delfina, zróżnicowanie zdolności nurkowań do prawie 1000 metrów.
Populacje delfinów butlonosych często przebywają blisko lądu, w płytkich obszarach przybrzeżnych, wykonując płytkie nurkowania na głębokości mniejsze niż 10 metrów, celem zdobycia pożywienia.
Jednak niektóre populacje – takie jak populacja bermudzka, którą wzięto pod uwagę w badaniu – często nurkują do 400, a nawet 1000 metrów głębokości, spędzając pod wodą na jednym oddechu do 13 minut, w poszukiwaniu jedzenia.
W jaki sposób pojedynczy gatunek może mieć tak ekstremalnie różne sposoby przeżycia?
Na tak zadane pytanie doktor Andreas Fahlman z Fundación Oceanográfic w Walencji, Hiszpania, ze swoim międzynarodowym zespołem starał się odpowiedzieć przeprowadzając badania.
Każdy, kto nurkował ze sprzętem, ma świadomość choroby dekompresyjnej. Ten bolesny i potencjalnie zagrażający życiu stan jest spowodowany zbyt szybką ekspansją pęcherzyków azotu, które tworzą się w krwiobiegu i tkankach podczas nurkowania, nie mając wystarczająco dużo czasu, aby w naturalny sposób rozpraszać się w ciele podczas wynurzania. Delfiny narażone są na takie same ryzyko podczas nurkowania na duże głębokości.
Zespół naukowców zbadał fizjologię płuc i zużycie energii kilku delfinów butlonosych, o których wiadomo, że polują na dużych głębokościach, aby zrozumieć, w jaki sposób unikają tych problemów.
Porównano wyniki płytkiej populacji delfinów butlonosych występujących na Florydzie z delfinami, które miały większą pojemność magazynowania tlenu, co umożliwiło im nurkowanie dłużej.
W efekcie dowiedziono, że nie ma różnic w mechanice płuc, ani we wskaźnikach metabolicznych między populacjami, co sugeruje, że delfiny mogą używać innych rozwiązań.
Free-Photos
Doprowadziło to do drugiego badania, w którym wzięto pod uwagę sposób zarządzania wymianą gazu podczas płytkiego i głębokiego nurkowania.
W tym celu skonstruowano modele teoretyczne, wykorzystując znane parametry dla danego gatunku, aby określić, jakie adaptacje będą musiały osiągnąć delfiny nurkujące głębiej, bez negatywnego wpływu na zdrowie.
Model sugerował, że przy porównywaniu znanych parametrów z wymaganym przechowywaniem tlenu, delfiny nurkujące głęboko przekraczałyby obliczone granice nurkowania.
“Wyniki wykazały, że populacja nurkująca głęboko, będzie musiała utrzymywać podwyższoną częstość akcji serca, nie tylko podczas przerw na powierzchni, ale także podczas płytkich nurkowań pomiędzy głębokimi nurkowaniami, aby umożliwić wystarczającą odbudowę zapasów tlenu”, powiedział Fahlman. “Utrzymywanie przepływu krwi pomiędzy głębokimi nurkowaniami pomaga zredukować czas spędzany na powierzchni i wydłuża czas regeneracji, z drugiej strony podczas głębokich nurkowań delfiny będą musiały kierować przepływem krwi przez zapadnięte obszary płuc, pozwalając na pewną wymianę tlenu i dwutlenku węgla, jednocześnie zapobiegając wymianie azotu. Tak więc delfiny mogą mieć sposób na opanowanie poziomu azotu, który absorbują. “
Korzystając z teoretycznych szacunków dotyczących gospodarki gazem, wyniki potwierdzają nową hipotezę.
Budowa płuc i zarządzanie przepływem krwi umożliwiają delfinom dostęp do tlenu w płucach, zapobiegając wychwytywaniu azotu, dzięki czemu unikają choroby dekompresyjnej.
źródło www.frontiersin.org
autorzy: Andreas Fahlman, Frants H. Jensen, Peter L. Tyack, Randall S. Wells
[/emaillocker]
