Når det kommer til å dykke dypt, Cuvier er nebbhval lede flokken. I en studie publisert i Mars 2014, forskere spores disse vanligvis unnvikende hval og meldte om en hval stupte til svimlende dyp 2,992 m (9,816 ft). Samme hvalen bodde under vann, uten å ta et eneste pust, for 138 minutter.
bragden var eksepsjonell, bryte ny mammalske dykke poster i to kategorier samtidig., Men mens Cuvier er nebbhval har vist seg som mester dykkere, andre marine pattedyr har også utviklet seg, og finpusset, muligheten til å dykke dypt og lenge. Spermhval rutinemessig dykke mellom 500m og 1000m, Weddell sel gå til 600m, og elefantsel kan holde pusten i to timer.
«Det er bare utrolig hva disse dyrene kan gjøre,» sier Andreas Fahlman av Texas A&M University i Corpus Christi., «Disse dyrene gjør disse dype dykk dag inn og dag ut, noen ganger gjentatt dykk en rekke ganger om dagen, og synes ikke å ha noen problemer med det. Så konstant spørsmålet vi stiller oss er: hvordan gjør de det?»
Dyr dykke dypt for en grunn og en grunn alene: å få mat, sier Randall Davis, som også er ved Texas A&M University. «Disse hvalene er å gjøre disse dykk til enorm dypet fordi det er noen payback i form av mat,» Davis sier. «Dyr ikke gjør slike ting for moro skyld. Dette er hvordan de lage en levende.,»
Men det er en utfordrende vei å lage en levende. Den mest umiddelbare problemet er ekstreme, knusing press. På 1000m ned, en Cuvier er nebbhval erfaringer 100 ganger det trykket som de gjør på overflaten, nok til helt å komprimere luft i lungene.
for Å unngå dette, sier Randall, de har rib merder som kan kaste ned, kollapser lungene og redusere luftlommer. Så, rett før dykking, disse pattedyr puster 90% av luften i lungene. Dette reduserer også sin oppdrift, noe som gjør det lettere å dykke.
Men som introduserer et nytt problem., Med lite oksygen i lungene, hvalene har til å være sparsommelig når det kommer til bruk av gass på sine dykk. «De er svært nøysom,» Fahlman sier. «De er bare veldig, veldig godt å holde på denne oksygen og prøver å bruke det som konservativt som mulig.»
for Å slutte å bruke så mye oksygen, dykking pattedyr kan slutte å puste og shunt blodstrømmen fra deres ekstremitetene til hjernen, hjertet og musklene. De har også stengt ned fordøyelsen, nyre-og leverfunksjon.
til Slutt, de lavere puls. De fleste pattedyr kan gjøre dette når de dykker, selv mennesker., Men i marine pattedyr nedgangen kan være ekstreme. Forskere har målt hjertefrekvens for dykking Weddell sel på bare fire slag per minutt.
dyrene også tilpasse sin atferd for å spare oksygen ved å redusere hvor mye de beveger seg. I 2000, Terrie Williams University of California, Santa Cruz og kolleger festet miniatyr kameraer for å Weddell sel, en bottlenose delfiner, en elefantsel og en blåhval. De fant at dyr bare gled nedover, uten å bevege en muskel. Deres krympet lungene redusert sin oppdrift, som tillater dem å synke heller enn å svømme.,
Men det er ikke nok å bare være gjerrig med oksygen. Når de er på dypt vann, dykkere som Cuvier er nebbhval har til å snike seg på, og overvinne, deres byttedyr. For det, må de finne noen oksygen.
Heldigvis, de har en strømforsyning: de store oksygen i blodet og musklene. Marine pattedyr har en høyere prosentandel av oksygen-lagring av røde blodlegemer enn de fleste pattedyr, noe som gjør deres blod tykke og seige. De har også en høy blod-til-kroppen-volum-forhold. «De rett og slett har en større sparekonto enn vi gjør,» Fahlman sier.
Men dette bør ikke være nok., «Fra hva folk har anslått for oksygen lagret, og hastigheten som de er tidkrevende denne oksygen, det bør ikke være mulig for dyr å dykke på disse dypene i det hele tatt,» sier Michael Berenbrink av University of Liverpool i STORBRITANNIA.
Så, i 2013, Berenbrink gjort et oppsiktsvekkende funn om dykking dyr’ muskler. Som alle pattedyr, deres musklene inneholder et protein som kalles myoglobin som lagrer oksygen og gir kjøttet sin røde farge. Myoglobin er ti ganger mer konsentrert i musklene i dykking dyr enn det er i menneskets muskler., Det er så konsentrert i hvaler som deres kjøtt vises nesten svart.
Men det bør være en grense for mengden av myoglobin at musklene kan inneholde. Hvis for mange av molekyler pakke inn en liten plass, kunne de holde sammen. Slike klumper kan forårsake alvorlige sykdommer hos mennesker, slik som diabetes og Alzheimers. Ennå Berenbrink fant at dykking dyr’ muskler tilsynelatende bære for mye myoglobin.
Hva er deres hemmelighet? Berenbrink funnet at myoglobin av dykking dyr er positivt ladet., Siden like ladninger frastøter hverandre, positivt ladet myoglobin molekyler ikke kleber seg sammen. Dette betyr at store mengder av myoglobin kan være pakket i, som forsyner rikelig med oksygen.
Berenbrink funnet at alle dykking pattedyr studerte han hadde positivt ladet myoglobin, selv om noen hadde større positive ladninger enn andre. De høyeste konsentrasjonene av myoglobin oppstå i musklene som trengs for bading, akkurat der dykkere trenger det mest. Hva er mer, genetiske analyser foreslått at nebbhval bør ha de høyeste nivåene av myoglobin, som vi ville forvente.,
Men mens Berenbrink arbeid har funnet en veritabel innebygd oksygen tank i dykkere, han sier at vi fortsatt ikke vet om denne tanken som gir nok for lange dykk laget av nebbhval. «Det er fortsatt mye vi ikke vet,» Berenbrink sier.
Selv om dykking pattedyr har nok oksygen, de er fortsatt ikke ut av skogen. De må også avtale med en lidelse som kalles dekompresjon sykdom, eller «svingene». I mennesker, bøyer seg kan være dødelig. Og det viser seg at marine pattedyr er også i fare.
Når et menneske dykker er i dypet, gasser løses opp i blodet., Hvis dykkeren kommer så fort opp, trykkfallet årsaker gass bobler dukke opp fra blodet og setter seg fast i kapillærer og kritiske organer. Dette fører til ubehag og smerte, og noen ganger død.
Sent i 2002, 14 nebbhval skylt på land sammen på en strand på Kanariøyene. Når forskere utført en obduksjon på 10 av hval, fant de dødelige skader på vevet som er vanligvis forbundet med lommer av gass i vitale organer. Som foreslått hvalene hadde svingene.,
Forskere hadde tenkt dykking pattedyr var immune mot tilstanden, selv om de hadde funnet slike bobler før i strandet dyr. Mellom 1992 og 2003, har forskere funnet boble-forbundet skade vevet i delfiner, niser og et enkelt Blainville er nebbhval vasket opp på Britiske kysten.
spørsmålet var endelig avgjort i 2013, da Daniel García-Párraga av Oceanografic i Valencia, Spania og hans kolleger diagnostisert svingene for første gang i levende marine dyr: loggerhead havskilpadder.,
skilpadder hadde vært tilfeldigvis fanget i kommersielt fiske på garn og kjøpt inn av lokale fiskere. Av de 21 som kom levende, 9 viste tegn på spastisitet. CT-skanner avslørte bobler i skilpadder’ organer.
Det er lett å diagnostisere dekompresjon sykdom: bare sette dyr under høyere trykk og se om symptomene forsvinner. I slutten av García plassert de to minste skilpadder i laboratoriet autoklav og recompressed dem ved hjelp av tilsvarende protokoller som brukes for menneskelig dykkere. Skilpadder har gjort en full gjenoppretting og García til slutt sluppet dem tilbake i naturen.,
«Det er første gang noen hvor som helst i verden har oppnådd en klinisk diagnose av dekompresjon sykdom i en levende marine virveldyr,» sier Michael Moore av Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts.
slike funn er viktig for arbeidet med å bevare havskilpadder. Vi vet nå at skilpadder fanget opp i fiske garn kan lide av svingene, og trenger behandling før de la gå. Hvis fiskere bare å gre dem fra garn og slipp dem umiddelbart, skilpadder kan dø av dekompresjon sykdom.,
Utsiden av fiske, men det er vanskelig å se hvorfor marine pattedyr noensinne ville komme svingene. En 2011 studie av Fahlman og hans kolleger vist at de er alltid utsatt for tilstanden, men under normale forhold er i stand til å unngå å få det. Dekompresjon sykdom som skjer hvis de stiger for fort, så sannelig, de skal ha utviklet seg for ikke å gjøre det. Men kanskje noe som tvinger dem til å skynde til overflaten?
I 2002 settes på land, en rekke militære øvelser med ekkolodd fant sted i regionen bare fire timer tidligere., Siden denne hendelsen, forskere har bemerket koblinger mellom ekkolodd aktivitet og strandingene av marine pattedyr på strendene i Middelhavet, Kanariøyene, og Bahamas.
I teorien, hvis hvalene er 1000m eller 2000m ned, støy på ekkoloddet kunne sende dem rocketing opp til overflaten. Hvis de kom opp altfor fort, deres anti-dekomprimering mekanismer kan ikke holde tritt. Men vi kan ikke bekrefte dette, Fahlman sier. «Ingen selv forstår hvordan de kan unngå bend, si hvordan de så gå på for å få den bøyer seg i visse situasjoner,» Fahlman sier.,
Hval synes å mislike ekkolodd. Når forskere utsatt Cuvier er nebbhval til simuleringer av ekkolodd for 2013 studien, hval stoppet fluking og echolocating, og svømte bort raskt og stille. De bodde under vann lenger enn det som er normalt.
«Men egentlig hva betyr det viser?»spør Fahlman. «Det trenger ikke fortelle oss noe om hvordan hvalene kan oppføre seg under vann, på store dyp.»
Fahlman sier at den eneste måten å forstå hvorfor hvaler få svingene er å finne ut deres normale atferd og fysiologi, spesielt hvordan de takler det når dyp dykking., Men det er ikke bety oppgave, ikke minst fordi hvalene er altfor stor til noen gang å studere i et laboratorium.
Disse studiene kan ha uventede fordeler, legger Fahlman. Ved å rakne fysiologi av ekstreme dykking, forskerne kan finne ut hvordan å behandle visse kliniske tilstander hos mennesker. Ett eksempel er atelectasis, der en person er lungene kollapser, hindret pust. Marine pattedyr’ ekstreme dykk kan vise veien til en kur.
«De er dykke til dybder som er helt fenomenal,» Fahlman sier., «Med vår nåværende kunnskap, og for fysiologi, de kommer måte over og utover det de er ment å være i stand til å gjøre.»
Legg igjen en kommentar