Kun se tulee syvä sukellus, Cuvier on nokkavalaisiin johtaa pack. Tutkimuksessa, joka julkaistiin Maaliskuussa 2014, tutkijat seurataan tyypillisesti nämä vaikeasti valaita ja raportoitu yksi valas sukelsi huimaa syvyyksiin 2,992 m (9,816 ft). Sama valas jäi veden alle hengittämättä yhtäkään kertaa, 138 minuuttia.
uroteko oli poikkeuksellinen, sillä se rikkoi uusia nisäkkäiden sukellusennätyksiä kahdessa kategoriassa samanaikaisesti., Mutta vaikka Cuvierin valaat ovat osoittautuneet mestarisukeltajiksi, myös muut merinisäkkäät ovat kehittyneet ja hioneet kykyä sukeltaa syvälle ja pitkään. Kaskelotit sukeltavat rutiininomaisesti 500-1000 metrin välillä, Weddell-hylkeet menevät 600 metriin, ja elefanttihylkeet voivat pidättää hengitystään kaksi tuntia.
”Se on aivan hämmästyttävää, mitä nämä eläimet voivat tehdä”, sanoo Andreas Fahlman Texas&M University-Corpus Christi., ”Nämä eläimet tekevät näitä syviä sukelluksia päivästä toiseen, joskus toistaen sukelluksia useita kertoja päivässä, eikä niillä näytä olevan mitään ongelmia sen kanssa. Kysymme itseltämme jatkuvasti: miten he tekevät sen?”
Eläimet sukeltaa syvälle yksi syy, ja yhdestä syystä: saadakseen ruokaa, sanoo Randall Davis, joka on myös Texas A&M University. ”Nämä valaat tekevät näitä sukelluksia valtaviin syvyyksiin, koska ruokavarojen suhteen on jonkinlainen kosto”, Davis sanoo. ”Eläimet eivät tee tällaisia huvikseen. Näin he tienaavat elantonsa.,”
Mutta se on haastava tapa ansaita elantonsa. Välittömin ongelma on äärimmäinen, murskaava paine. Klo 1000m alas, Cuvier on hanhennokkavalaiden kokemuksia 100-kertainen paine, että he tekevät pinnalla, tarpeeksi täysin pakata ilman heidän keuhkoissaan.
välttääkseen tämän heillä on Randallin mukaan kylkiluukotelot, jotka voivat taittua, romahduttaa keuhkonsa ja vähentää ilmataskuja. Juuri ennen sukellusta nämä nisäkkäät hengittävät 90% keuhkoistaan. Tämä myös vähentää niiden kelluvuutta, mikä helpottaa sukeltamista.
mutta se tuo mukanaan uuden ongelman., Kun keuhkoissa on vähän happea, valaiden täytyy olla säästäväisiä, kun on kyse kaasun käyttämisestä sukelluksissaan. ”Ne ovat hyvin säästäväisiä”, Fahlman sanoo. ”He pitävät vain todella tiukasti kiinni tästä hapesta ja yrittävät käyttää sitä mahdollisimman konservatiivisesti.”
lopettaa niin paljon happea, sukellus nisäkkäät voivat estää niiden hengitys ja shuntti veren virtaus niiden raajojen aivot, sydän ja lihakset. Ne myös sulkevat ruoansulatuksen, munuaisten ja maksan toiminnan.
lopulta he laskevat sykettään. Useimmat nisäkkäät pystyvät tähän sukeltaessaan, jopa ihmiset., Merinisäkkäillä hidastuminen voi kuitenkin olla äärimmäistä. Tutkijat ovat mitanneet sukeltavien Weddell-hylkeiden sykettä vain neljä lyöntiä minuutissa.
eläimet myös muuttavat käyttäytymistään hapen säästämiseksi vähentämällä liikkumistaan. Vuonna 2000, Florencia Williams University of California, Santa Cruz ja työtovereiden kiinnitetty pienet kamerat Weddell tiivisteet, pullonokkadelfiinin, norsu, sinetti, ja blue whale. He havaitsivat, että eläimet vain liukuivat alaspäin liikuttamatta lihasta. Niiden kutistuneet keuhkot vähensivät niiden kelluvuutta, jolloin ne pystyivät uppoamaan uinnin sijaan.,
mutta se ei riitä, että vain kitsastellaan hapella. Syvässä vedessä sukeltajien, kuten Cuvierin valaiden, on livahdettava saaliinsa kimppuun ja voitettava se. Sitä varten heidän on löydettävä happea.
onneksi heillä on tarjontaa: he varastoivat happea vereensä ja lihaksiinsa. Merinisäkkäillä happea varastoivien punasolujen osuus on suurempi kuin useimmilla nisäkkäillä, jolloin niiden veri on paksua ja viskoosia. Niillä on myös korkea veren ja kehon tilavuus-suhde. ”Heillä on yksinkertaisesti isompi säästötili kuin meillä”, Fahlman sanoo.
mutta tämän ei pitäisi riittää., ”Mistä ihmiset ovat arvioitu hapen tallennettu, ja nopeus, jolla he ovat vievää tämä happea, se ei pitäisi olla mahdollista, että eläimet sukeltaa syvyydessä ollenkaan”, sanoo Michael Berenbrink University of Liverpool, UK.
sitten vuonna 2013 Berenbrink teki hätkähdyttävän löydön sukelluseläinten lihaksista. Kuten kaikki nisäkkäät, niiden lihakset sisältävät proteiinia kutsutaan myoglobiinia, joka varastoi happea ja antaa lihalle sen punaisen värin. Myoglobiini keskittyy sukelluseläinten lihaksiin kymmenen kertaa enemmän kuin ihmisen lihaksiin., Se on niin keskittynyt valaisiin, että niiden liha näyttää lähes mustalta.
, mutta lihasten sisältämälle myoglobiinimäärälle pitäisi olla raja. Jos liian monet molekyylit ahtautuvat pieneen tilaan, ne voivat pysyä yhdessä. Tällainen paakkuuntuminen voi aiheuttaa ihmisille vakavia sairauksia, kuten diabetesta ja Alzheimerin tautia, mutta Berenbrinkin mukaan sukelluseläinten lihaksissa on ilmeisesti liikaa myoglobiinia.
mikä on heidän salaisuutensa? Berenbrinkin mukaan sukelluseläinten myoglobiini on positiivisesti latautunut., Koska räjähteet hylkivät toisiaan, positiivisesti varautuneet myoglobiinimolekyylit eivät pysy yhdessä. Tämä tarkoittaa, että valtavat määrät myoglobiinia voidaan pakata sisään ja toimittaa runsaasti happea.
Berenbrink totesi, että kaikki sukellus nisäkkäät hän opiskeli oli positiivisesti myoglobiinin, vaikka jotkut oli suurempi positiivinen maksut kuin toiset. Suurimmat myoglobiinipitoisuudet esiintyvät uintiin tarvittavissa lihaksissa juuri siellä, missä sukeltajat sitä eniten tarvitsevat. Mitä enemmän, geneettiset analyysit ehdotti, että nokkavalaisiin pitäisi olla korkeimmalla tasolla myoglobiinin, kuin olisimme odottaneet.,
Mutta kun Berenbrink työ on löytynyt todellinen sisäänrakennettu hapen säiliön sukeltajat, hän sanoo, että emme vieläkään tiedä, onko tämä tankki tarjoaa tarpeeksi pitkät sukellukset tehdään nokkavalaisiin. ”On vielä paljon, mitä emme tiedä”, Berenbrink sanoo.
vaikka sukellusnisäkkäillä olisi tarpeeksi happea, ne eivät ole vieläkään pois metsästä. Heidän täytyy myös käsitellä häiriötä nimeltä dekompressiosairaus eli”mutkat”. Ihmisillä mutkat voivat olla kohtalokkaita. Myös merinisäkkäät ovat vaarassa.
kun ihmissukeltaja on syvyydessä, kaasut liukenevat heidän vereensä., Jos sukeltaja sitten nousee liian nopeasti, painehäviö saa kaasukuplat nousemaan verenkierrosta ja juuttumaan hiussuoniin ja kriittisiin elimiin. Tämä aiheuttaa epämukavuutta ja kipua ja joskus kuolemaa.
loppuvuodesta 2002 Kanariansaarilla sijaitsevalla rannalla rantautui yhdessä 14 miekkavalasta. Kun tutkijat suorittivat ruumiinavauksen 10 valaalle, he löysivät tappavia kudosvaurioita, jotka yleensä liittyvät elintärkeiden elinten kaasutaskuihin. Se viittaa siihen, että valailla oli mutkia.,
Tutkijat oli ajatellut, sukellus nisäkkäät olivat immuuni kunnossa, vaikka he olivat löytäneet tällaisia kuplia ennen pulaan eläimiä. Vuosina 1992-2003 tutkijat löysivät kuplaan liittyviä kudosvaurioita delfiineistä, pyöriäisistä ja yhdestä Blainvillen valaasta, joka huuhtoutui Britannian rannoille.
kysymys oli lopullisesti ratkaistu vuonna 2013, kun Daniel García-Párraga ja Oceanografic Valencia, Espanja ja hänen kollegansa diagnosoitu taipuu ensimmäistä kertaa live-meren eläimet: tyhmyri merikilpikonnat.,
kilpikonnat olivat joutuneet vahingossa kaupallisiin kalastusverkkoihin ja paikallisten kalastajien ostamiksi. Elossa saapuneista 21: stä 9 osoitti merkkejä spastisuudesta. CT-kuvat paljastivat kuplia kilpikonnien elimissä.
on helppo diagnosoida dekompressiosairaus: laita eläin vain kovempaan paineeseen ja katso, ovatko oireet selkeitä. Tätä varten García sijoitti kaksi pienintä kilpikonnaa lab autoklaaviin ja korjasi ne käyttäen samanlaisia protokollia kuin ihmissukeltajat. Turtlesit toipuivat täysin ja García päästi heidät lopulta takaisin luontoon.,
”tämä on ensimmäinen kerta, kun joku kaikkialla maailmassa on saavutettu kliininen diagnoosi sukeltajantaudin live meren selkärankaisten”, sanoo Michael Moore Woods Hole Oceanographic Laitos Massachusettsissa.
havainto on tärkeä merikilpikonnien suojeluyrityksille. Tiedämme nyt, että kalaverkkoihin juuttuneet kilpikonnat saattavat kärsiä mutkista ja tarvitsevat hoitoa ennen kuin ne päästetään irti. Jos kalastajat vain irrottavat heidät verkoista ja vapauttavat heidät välittömästi, kilpikonnat voivat kuolla paineenlaskutautiin.,
kalastuksen ulkopuolella on kuitenkin vaikea nähdä, miksi merinisäkkäät koskaan saisivat mutkia. 2011 tutkimus, jonka Fahlman ja hänen kollegansa totesi, että ne ovat aina alttiita ehto, mutta tavanomaisissa olosuhteissa osaa välttää saada se. Dekompressiosairaus tapahtuu, jos he nousevat liian nopeasti, joten varmasti heidän olisi pitänyt kehittyä olemaan tekemättä sitä. Mutta ehkä jokin pakottaa heidät kiirehtimään pinnalle?
vuoden 2002 beachingissa alueella järjestettiin vain neljä tuntia aiemmin joukko sotaharjoituksia, joissa oli mukana kaikuluotain., Koska tämä tapaus, tutkijat ovat havainneet yhteyksiä sonar toimintaa ja ajautuneiden merinisäkkäiden rannoilla Välimeren, Kanarian Saaret, Bahama.
teoriassa, jos valaat ovat 1000m tai 2000m alas, melu sonar voisi lähettää ne jyrkästi pintaan. Jos ne ilmaantuisivat liian nopeasti, niiden dekompressionestomekanismit eivät välttämättä pysy perässä. Mutta emme voi vahvistaa tätä, Fahlman sanoo. ”Kukaan ei edes ymmärrä, miten he välttelevät mutkia, saati miten he sitten lähtevät hakemaan mutkia tietyissä tilanteissa”, Fahlman sanoo.,
valaat eivät näytä pitävän kaikuluotaimesta. Kun tutkijat altistuvat Cuvier on nokkavalaisiin simulaatioita sonar for 2013-tutkimuksessa, valaat pysähtyi fluking ja luotaa aluetta, ja ui pois nopeasti ja hiljaa. Sen jälkeen he pysyivät veden alla normaalia pidempään.
” But really what does that show?”kysyy Fahlman. ”Se ei kerro meille mitään siitä, miten valaat saattavat käyttäytyä veden alla syvyyksissä.”
Fahlman sanoo, että ainoa tapa ymmärtää, miksi valaat saada mutkia on selvittää, että niiden normaali käyttäytyminen ja fysiologia, erityisesti, miten he selviävät, kun syvä sukellus., Mutta se ei ole mikään ilkeä tehtävä, eikä vähiten siksi, että valaat ovat aivan liian suuria koskaan tutkittavaksi laboratoriossa.
näillä tutkimuksilla voisi olla odottamattomia hyötyjä, Fahlman lisää. Äärimmäisten sukellusten fysiologiaa purkamalla tutkijat voivat selvittää, miten tiettyjä kliinisiä tiloja voidaan hoitaa ihmisillä. Yksi esimerkki on atelectasis, jossa ihmisen keuhkot romahtavat ja estävät hengitystä. Merinisäkkäiden äärimmäiset sukellukset saattavat näyttää tietä parannuskeinoon.
”he sukeltavat syvyyksiin, jotka ovat aivan ilmiömäisiä”, Fahlman sanoo., ”Nykyisellä fysiologian tuntemuksellamme he menevät paljon pidemmälle kuin mitä heidän pitäisi pystyä tekemään.”
Vastaa