De ce sigiliile pot fi sub apă mult timp?

Mediul subacvatic este ostil pentru mamifere. Fără un Aqualanga, o persoană poate ține sub apă nu mai mult de șase minute, în timp ce unele sigilii pot fi cufundate pentru o perioadă de până la jumătate de oră.

Boala Cessonus (decompresie) (cunoscută sub numele de boală a scafandrilor), provocând pierderea conștiinței la o adâncime de 100 m, intoxicații cu oxigen, provocând convulsii, hipoxie severă, din cauza căreia se întunecă în ochi, toate acestea sunt probleme asociate cu imersiunea pe o adâncime mai mare. Pentru a evita aceste pericole, sigiliile au trecut o dezvoltare evolutivă lungă și au dezvoltat o serie de dispozitive perfecte.

Multe mamifere se hrănesc cu apă sau în apropiere, dar doar două detașamente - balene și sirene - sunt complet adaptate la stilul de viață al apei. Sigiliile, pisicile de mare și leii de mare aparținând unui detașament al standurilor petrec cea mai mare parte a vieții sale în apă, lăsându -l doar pentru o perioadă scurtă de timp.

Deci, toate aceste animale sunt bine adaptate vieții subacvatice, dar, rămânând aer, sunt obligate să se întoarcă la suprafața apei pentru a reface furnizarea de oxigen.

Primul pas pentru sigiliile de scufundare a fost expirația majorității aerului din plămâni. După ce se scufundă sub presiunea apei, plămânii sunt comprimați, iar aerul este împins în bronhi, apoi trece prin gură și nas. Acest mecanism de compresie a plămânilor duce la faptul că, la o adâncime de aproximativ 60 m în corpul animalului Adâncimile se dizolvă în sânge și atunci când sunt ridicate la suprafață, se fierbe în vasele de suprafață ale scufundării.

La prima vedere, ideea de comprimare a plămânilor nu este cea mai reușită. Dar această abilitate a devenit necesară pentru scufundările de sigilii la o profunzime semnificativă. Când plămânii sunt comprimați, durata imersiunii depinde de cantitatea de oxigen păstrată în corp.

Scufundări, toate mamiferele au nevoie de oxigen, deoarece metabolismul nu se oprește în timpul imersiunii. Sistemul lor de sânge este bine adaptat pentru a se asigura că furnizarea creierului nu se oprește. Sângele de sigilii conține un număr mare de globule roșii și o mulțime de hemoglobină, care leagă oxigenul și îl răspândește în tot corpul. O parte semnificativă a garniturilor de oxigen sunt păstrate în mușchi folosind mioglobină (proteină care leagă oxigen).

O altă adaptare cheie este o limitare a oxigenului țesutului prin reducerea sau oprirea circulației sângelui la membrele și organele care nu au funcții vitale. Acest efect se realizează prin comprimarea vaselor de sânge și reducerea ritmului cardiac. În unele cazuri, inima în timpul imersiunii face până la 4 bătăi pe minut în loc de obișnuitele 60-80. La femeia însărcinată, chiar și ritmul cardiac al embrionilor încetinește simultan cu mama.

Toate aceste modificări fiziologice permit mamiferelor să facă o imersiune extraordinară. Elefanții de mare sunt considerați campioni, deși realizările lor se estompează în fața abilităților de ciocuri și balene de spermă. Bărbații de elefanți de mare se scufundă în medie timp de 30-40 de minute, deficiența de oxigen restaurator în câteva minute pe suprafața apei. În mare, unde petrec 10 luni pe an, 90% din timpul elefantului mării este sub apă. Dacă este necesar, crește durata de imersiune la o oră, ceea ce îi permite să prindă pește la o adâncime considerabilă. În mod obișnuit, elefanții de mare alimentează la 300-600 de metri de suprafața apei, dar, dacă este necesar, aceștia scad la o adâncime de aproximativ 900 de metri.

Scufundarea mult timp, sigiliile au nevoie de o vacanță lungă: 45 de minute petrecute sub apă necesită odihnă timp de o oră pe suprafață. Cu toate acestea, elefanții de mare sunt capabili să facă mai multe scufundări la rând, relaxându -se în aer doar câteva minute.

O masă semnificativă ajută elefantul mării să reducă costurile metabolice atunci când se scufundă pe unitate de masă. Deoarece cantitatea de oxigen stocată depinde de masă, la mamifere mari, oferta este mai mare atât în ​​valori absolute, cât și relativ nevoile lor. Dar chiar și bărbații de pisici de mare, a căror greutate corporală este comparabilă cu masa câinelui, se pot scufunda la o adâncime de peste 200 de metri mai mult de 5 minute.

Oamenii de știință au argumentat mult timp despre modul în care animalele, a căror anatomie și fiziologie sunt atât de asemănătoare în majoritatea mamiferelor la sol, ar putea face o imersiune atât de lungă. Scufundarea mamiferelor au folosit toată plasticitatea structurii lor, ceea ce le -a permis să acceseze resursele bogate de nutrețuri ale oceanului. Limita capacităților lor este determinată în principal de cantitatea de oxigen, care poate fi stabilită în corp. În plus, știm că unele animale au un regim de metabolism anaerob, care depinde de proprietățile tampon-redox-reînnoit ale sângelui și mușchilor în condiții de acumulare rapidă de acid lactic ca produs al unui astfel de metabolism.

Mamiferele marine sunt mai rezistente la concentrații mari de acid lactic decât oamenii. Metabolismul anaerob este de 18 ori eficient decât aerobic și, de obicei, necesită o perioadă lungă de recuperare, astfel încât poate fi utilizat doar în cazuri extreme. Pe de altă parte, este necesar să furnizați scafandrului acces la resurse alimentare bogate, care echilibrează valoarea energetică relativ ridicată a procesului de imersiune în coloana de apă.