als het gaat om diep duiken, leiden Cuviers snavelwalvissen de roedel. In een studie gepubliceerd in maart 2014, wetenschappers traceerden deze typisch ongrijpbare walvissen en gemeld één walvis dook tot de duizelingwekkende diepte van 2.992 m (9.816 ft). Dezelfde walvis bleef onder water, zonder een adem te halen, voor 138 minuten.
de prestatie was uitzonderlijk, het breken van nieuwe zoogdierduikrecords in twee categorieën tegelijk., Maar terwijl de snavelwalvissen van de Cuvier zich bewezen als de kampioen duikers, hebben andere zeezoogdieren ook geëvolueerd, en het vermogen aangescherpt om diep en lang te duiken. Potvissen duiken routinematig tussen de 500m en 1000m, Weddell-zeehonden gaan naar 600m en zeeolifanten kunnen hun adem twee uur inhouden.
“Het is gewoon verbazingwekkend wat deze dieren kunnen doen,” zegt Andreas Fahlman van Texas A&M University in Corpus Christi., “Deze dieren doen deze diepe duiken dag in, dag uit, soms herhalen ze de duiken een aantal keer per dag, en lijken er geen problemen mee te hebben. Dus de constante vraag die we onszelf stellen is: hoe doen ze dat?”
Dieren duiken diep om één reden, en één reden alleen: om voedsel te krijgen, zegt Randall Davis, die ook op Texas A&M University. “Deze walvissen zijn het maken van deze duiken tot enorme diepten, omdat er enige terugverdientijd in termen van een voedselbron,” Davis zegt. “Dieren doen dit soort dingen niet voor de lol. Zo verdienen ze hun brood.,”
maar het is een uitdagende manier om de kost te verdienen. Het meest directe probleem is de extreme druk. Op 1000m diepte ervaart de snavel van een Cuvier 100 keer de druk aan het oppervlak, genoeg om de lucht in hun longen volledig te comprimeren.
om dit te voorkomen, zegt Randall, hebben ze ribbenkooien die kunnen neerklappen, hun longen inklappen en luchtzakken verminderen. Vlak voor het duiken ademen deze zoogdieren 90% van de lucht in hun longen uit. Dit vermindert ook hun drijfvermogen, waardoor het makkelijker wordt om te duiken.
maar dat introduceert een nieuw probleem., Met weinig zuurstof in hun longen, moeten de walvissen zuinig zijn als het gaat om het gebruik van het gas op hun duiken. “Ze zijn erg zuinig”, zegt Fahlman. “Ze houden gewoon heel erg stevig vast aan deze zuurstof en proberen het zo conservatief mogelijk te gebruiken.om te stoppen met het gebruik van zoveel zuurstof, kunnen duikzoogdieren hun ademhaling stoppen en de bloedstroom van hun ledematen naar de hersenen, het hart en de spieren sturen. Ze stoppen ook spijsvertering, nier-en leverfunctie.
ten slotte verlagen ze hun hartslag. De meeste zoogdieren kunnen dit doen als ze duiken, zelfs mensen., Maar bij zeezoogdieren kan de vertraging extreem zijn. Wetenschappers hebben de hartslag van Weddell-zeehonden gemeten met slechts vier slagen per minuut.
De dieren passen ook hun gedrag aan om zuurstof te besparen door de hoeveelheid beweging te verminderen. In 2000 bevestigden Terrie Williams van de Universiteit van Californië, Santa Cruz en collega ’s miniatuurcamera’ s aan Weddell-zeehonden, een tuimelaar, een zeeolifant en een blauwe vinvis. Ze vonden dat de dieren gewoon naar beneden glijden zonder een spier te bewegen. Hun gekrompen longen verminderden hun drijfvermogen, waardoor ze eerder konden zinken dan zwemmen.,
maar het is niet genoeg om gewoon gierig te zijn met zuurstof. Zodra ze in diep water zijn, moeten duikers als Cuviers snavelwalvissen hun prooi besluipen en overwinnen. Daarvoor moeten ze zuurstof vinden.gelukkig hebben ze een voorraad: ze slaan zuurstof op in hun bloed en spieren. Zeezoogdieren hebben een hoger percentage zuurstofopslagende rode bloedcellen dan de meeste zoogdieren, waardoor hun bloed dik en stroperig wordt. Ze hebben ook een hoge bloed-naar-lichaam-volume verhouding. “Ze hebben gewoon een grotere spaarrekening dan wij”, zegt Fahlman.
maar dit zou niet genoeg moeten zijn., “Uit wat mensen hebben geschat voor de opgeslagen zuurstof, en de snelheid waarmee ze consumeren deze zuurstof, het zou niet mogelijk moeten zijn voor dieren om te duiken naar deze diepten op alle,” zegt Michael Berenbrink van de Universiteit van Liverpool in het Verenigd Koninkrijk.in 2013 deed Berenbrink een verrassende ontdekking over de spieren van duikdieren. Zoals alle zoogdieren, bevatten hun spieren een eiwit genaamd myoglobine dat zuurstof opslaat en vlees zijn rode kleur geeft. Myoglobine is tien keer meer geconcentreerd in de spieren van duikdieren dan in de menselijke spieren., Het is zo geconcentreerd in walvissen dat hun vlees bijna zwart lijkt.
maar er moet een limiet zijn aan de hoeveelheid myoglobine die spieren kunnen bevatten. Als er te veel moleculen in een kleine ruimte zitten, kunnen ze aan elkaar kleven. Dergelijke klontering kan ernstige ziekten bij de mens veroorzaken, zoals diabetes en Alzheimer. toch vond Berenbrink dat de spieren van duikdieren schijnbaar te veel myoglobine dragen.
Wat is hun geheim? Berenbrink ontdekte dat de myoglobine van duikdieren positief geladen is., Omdat ladingen elkaar afstoten, kleven de positief geladen myoglobine moleculen niet aan elkaar. Dit betekent dat enorme hoeveelheden myoglobine kunnen worden verpakt in, het leveren van veel zuurstof.Berenbrink ontdekte dat alle duikzoogdieren die hij bestudeerde positief geladen myoglobine hadden, hoewel sommige grotere positieve ladingen hadden dan andere. De hoogste concentraties van myoglobine komen voor in de spieren die nodig zijn om te zwemmen, precies daar waar de duikers het het meest nodig hebben. Bovendien suggereerden genetische analyses dat snuitwalvissen de hoogste niveaus van myoglobine zouden moeten hebben, zoals we zouden verwachten.,
maar hoewel Berenbrink ‘ s werk een echte ingebouwde zuurstoftank heeft gevonden in duikers, zegt hij dat we nog steeds niet weten of deze tank voldoende is voor de lange duiken gemaakt door snavel walvissen. “Er is nog veel dat we niet weten”, zegt Berenbrink.
zelfs als de duikzoogdieren genoeg zuurstof hebben, zijn ze nog steeds niet uit het bos. Ze moeten ook omgaan met een aandoening genaamd decompressieziekte, of “de bochten”. Bij mensen kunnen de bochten fataal zijn. Het blijkt dat ook zeezoogdieren gevaar lopen.
wanneer een menselijke duiker op diepte is, lossen gassen op in hun bloed., Als de duiker dan te snel naar boven komt, zorgt de drukval ervoor dat gasbellen uit de bloedbaan komen en in haarvaten en kritieke organen terechtkomen. Dit veroorzaakt ongemak en pijn, en soms de dood.
eind 2002 spoelden 14 snavelwalvissen samen aan op een strand op de Canarische Eilanden. Toen wetenschappers een autopsie uitvoerden op 10 van de walvissen, vonden ze dodelijke weefselschade die meestal geassocieerd wordt met gaszakken in vitale organen. Dat suggereerde dat de walvissen de bochten hadden.,wetenschappers dachten dat duikzoogdieren immuun waren voor de aandoening, ook al hadden ze eerder zulke belletjes gevonden bij gestrande dieren. Tussen 1992 en 2003, vonden onderzoekers aan zeepbel-geassocieerd weefselletsel bij dolfijnen, bruinvissen en een enkele Blainville ‘ s snavel aangespoeld op de Britse kust.de vraag werd uiteindelijk opgelost in 2013, toen Daniel García-Párraga van Oceanografic in Valencia, Spanje en zijn collega ‘ s voor het eerst de bochten bij levende zeedieren diagnosticeerden: loggerhead zeeschildpadden.,de schildpadden waren per ongeluk gevangen in commerciële visnetten en gekocht door lokale vissers. Van de 21 die levend arriveerden, vertoonden er 9 tekenen van spasticiteit. CT scans onthulden bubbels in de organen van de schildpadden.
Het is gemakkelijk om decompressieziekte te diagnosticeren: zet het dier gewoon onder hogere druk en kijk of de symptomen duidelijk zijn. Daarom plaatste García de twee kleinste schildpadden in de lab autoclaaf en recomprimeerde ze met behulp van soortgelijke protocollen als die voor menselijke duikers. De schildpadden herstelden volledig en García liet ze uiteindelijk weer vrij in het wild.,”dat is de eerste keer dat iemand in de wereld een klinische diagnose van decompressieziekte heeft bereikt in een levend gewerveld zeedier”, zegt Michael Moore van het Woods Hole Oceanographic Institution in Massachusetts.
Deze bevinding is belangrijk voor de inspanningen om zeeschildpadden te beschermen. We weten nu dat schildpadden die in visnetten gevangen zitten, Last kunnen hebben van de bochten en behandeld moeten worden voordat ze worden vrijgelaten. Als vissers ze gewoon uit de netten halen en ze onmiddellijk vrijlaten, kunnen de schildpadden sterven aan decompressieziekte.,
buiten de visserij is het echter moeilijk in te zien waarom zeezoogdieren ooit de bochten zouden krijgen. Een 2011 studie door Fahlman en zijn collega ‘ s aangegeven dat ze altijd gevoelig zijn voor de aandoening, maar in normale omstandigheden zijn in staat om te voorkomen dat het krijgen van het. Decompressieziekte gebeurt als ze te snel stijgen, dus ze hadden zich moeten ontwikkelen om dat niet te doen. Maar misschien dwingt iets hen om naar de oppervlakte te rennen?
tijdens de beaching in 2002 vond een reeks militaire oefeningen met sonar plaats in de regio slechts vier uur eerder., Sinds dat incident hebben onderzoekers het verband vastgesteld tussen sonaractiviteit en strandingen van zeezoogdieren op stranden in de Middellandse Zee, de Canarische Eilanden en de Bahama ‘ s.
in theorie, als walvissen 1000m of 2000m lager liggen, kan het geluid van de sonar hen naar de oppervlakte doen stijgen. Als ze te snel naar boven kwamen, zouden hun anti-decompressie mechanismen het niet kunnen bijhouden. Maar we kunnen dit niet bevestigen, zegt Fahlman. “Niemand begrijpt zelfs hoe ze de bochten vermijden, laat staan hoe ze dan in bepaalde situaties de bochten krijgen”, zegt Fahlman.,
walvissen lijken sonar niet te mogen. Toen wetenschappers Cuviers snavelwalvissen blootstelden aan simulaties van sonar voor een studie uit 2013, stopten de walvissen met fluken en echoloceren en zwommen snel en stil weg. Daarna bleven ze langer onder water dan normaal.
” maar wat laat dat echt zien?”vraagt Fahlman. “Het vertelt ons niets over hoe de walvissen zich onder water zouden kunnen gedragen, op grote diepte.”
Fahlman zegt dat de enige manier om te begrijpen waarom de walvissen de bochten krijgen is om erachter te komen hun normale gedrag en fysiologie, in het bijzonder hoe ze omgaan met diepduiken., Maar dat is geen gemene taak, niet in de laatste plaats omdat walvissen veel te groot zijn om ooit in een laboratorium te studeren.
deze studies kunnen onverwachte voordelen hebben, voegt Fahlman toe. Door de fysiologie van extreem duiken te ontrafelen, kunnen onderzoekers erachter komen hoe ze bepaalde klinische aandoeningen bij mensen moeten behandelen. Een voorbeeld is atelectase, waarbij iemands longen instorten, waardoor de ademhaling wordt belemmerd. Extreme duiken van zeezoogdieren kunnen de weg wijzen naar een genezing.
” ze duiken naar dieptes die absoluut fenomenaal zijn, ” zegt Fahlman., “Met onze huidige kennis van fysiologie, gaan ze veel verder dan wat ze verondersteld worden te kunnen doen.”
Geef een reactie