Zašto brtve mogu dugo biti pod vodom?

Podvodno okruženje je neprijateljski raspoložen prema sisavcima. Bez Aqualange, osoba može izdržati pod vodom ne više od šest minuta, dok se neki pečati mogu uroniti u razdoblju do pola sata.

Cessonus (dekompresijska) bolest (poznata kao bolest ronioca), uzrokujući gubitak svijesti na dubini od 100 m, trovanje kisikom, uzrokujući konvulzije, tešku hipoksiju, zbog čega je potamnjena u očima-sve su to problemi povezani s uranjanjem s uranjanjem na većoj dubini. Kako bi izbjegli ove opasnosti, tuljani su prošli dugi evolucijski razvoj i razvili niz savršenih uređaja.

Mnogi sisari se hrane u vodi ili u blizini, ali samo su dva odreda - kitolov i sirene - u potpunosti prilagođeni vodnom načinu života. Pečate, morske mačke i morski lavovi koji pripadaju odredu štandova provode većinu svog života u vodi, ostavljajući ga samo kratko vrijeme.

Dakle, sve su ove životinje dobro prilagođene podvodnim životom, ali, preostale zrak, prisiljene su da se vrate na površinu vode kako bi napunili opskrbu kisikom.

Prvi korak za ronilačke pečate bio je izdisaj većine zraka iz pluća. Nakon ronjenja pod tlakom vode, pluća se komprimiraju, a zrak se gura u bronhi, a zatim prolazi kroz usta i nos. Ovaj mehanizam kompresije pluća dovodi do činjenice da na dubini od oko 60 m u tijelu životinje nema slobodnog plina, koji pomaže izbjeći zračnu emboliju - fenomen kada mjehurići slobodnog plina pod pritiskom u velikom Dubine se otapaju u krvi, a kad se podignu na površinu, kuhajte u površinskim žilama ronjenja.

Na prvi pogled ideja o komprimiranju pluća nije najuspješnija. Ali ta je sposobnost postala potrebna za ronjenje pečata do značajne dubine. Kad se pluća komprimiraju, trajanje uranjanja ovisi o količini kisika pohranjenog u tijelu.

Ronjenje, svim sisavcima treba kisik, jer metabolizam ne prestaje tijekom uranjanja. Njihov je krvni sustav dobro prilagođen kako bi se osiguralo da opskrba mozga ne prestane. Krv pečata sadrži veliki broj crvenih krvnih zrnaca i puno hemoglobina, koji veže kisik i širi ga po cijelom tijelu. Značajan dio kisikovih brtva pohranjuje se u mišićima pomoću mioglobina (protein koji veže kisik).

Druga ključna prilagodba je ograničenje kisika tkiva smanjenjem ili zaustavljanjem cirkulacije krvi u udovima i organima koji nemaju vitalne funkcije. Taj se učinak postiže komprimiranjem krvnih žila i smanjenjem otkucaja srca. U nekim slučajevima srce tijekom uranjanja čini do 4 ritma u minuti umjesto uobičajenih 60-80. U trudnoće, čak i srčani ritam embrija istovremeno usporava s majkom.

Sve ove fiziološke promjene omogućuju sisavcima da naprave izvanredne uranjanje. Morski slonovi smatraju se prvacima, iako njihova dostignuća blijede pred sposobnostima kljuna i kitolova sperme. Mužjaci morskih slonova rone u prosjeku 30-40 minuta, restorativni nedostatak kisika u nekoliko minuta na površini vode. U moru, gdje provode 10 mjeseci godišnje, 90% vremena morskog slona je pod vodom. Ako je potrebno, povećava trajanje uranjanja na sat vremena, što mu omogućava da ulovi ribu na značajnu dubinu. Morski slonovi obično se hrane 300-600 metara od površine vode, ali ako je potrebno, padaju na dubinu od oko 900 metara.

Ronjenje na duže vrijeme, tuljanima je potreban dug odmor: 45 minuta provedenih pod vodom zahtijeva odmor sat vremena na površini. Međutim, morski slonovi su u stanju napraviti nekoliko zarona zaredom, opuštajući se u zraku samo nekoliko minuta.

Značajna masa pomaže morskom slonu da smanji metaboličke troškove pri ronjenju po jedinici mase. Budući da količina pohranjenog kisika ovisi o masi, kod velikih sisavaca, opskrba je veća i u apsolutnim vrijednostima i u njihovim potrebama. Ali čak i mužjaci morskih mačaka, čija je tjelesna težina usporediva s masom psa, mogu se popiti na dubinu veću od više od 200 metara više od 5 minuta.

Znanstvenici su se dugo raspravljali o tome kako su životinje, čija su anatomija i fiziologija toliko slični kod većine zemaljskih sisavaca, mogle napraviti tako dugo uranjanje. Ronilački sisavci koristili su svu plastičnost svoje građevine, što im je omogućilo pristup bogatim resursima hrane oceana. Ograničenje njihovih mogućnosti određuje se uglavnom količinom kisika, koja se može smjestiti u tijelu. Pored toga, znamo da neke životinje imaju režim anaerobnog metabolizma, što ovisi o svojstvima pufera redoks obnavljanja krvi i mišića u uvjetima brzog nakupljanja mliječne kiseline kao produkta takvog metabolizma.

Morski sisavci otporniji su na visoke koncentracije mliječne kiseline nego ljudi. Anaerobni metabolizam je 18 puta učinkovit od aerobnog i obično zahtijeva dugo razdoblje oporavka, tako da se može koristiti samo u ekstremnim slučajevima. S druge strane, potrebno je roniocu pružiti pristup bogatom prehrambenom resursu, što uravnotežuje relativno visoku vrijednost procesa uranjanja u vodenom stupcu.