Dodano: 27 listopad 2019r.

Pierwszy pomiar pulsu płetwala błękitnego ujawnia zaskakujące skrajności

Naukowcy pierwszy raz w historii zbadali puls płetwala błękitnego. Wyniki nieco zaskoczyły uczonych. Okazało się, że gdy te ogromne zwierzęta nurkują w poszukiwaniu pożywienia, mogą obniżyć tętno nawet do dwóch uderzeń na minutę. To znacznie poniżej przewidywań.

Płetwal Błękitny

 

Płetwale błękitne to największe stworzenia na Ziemi. Ich długość ciała może dochodzić nawet do 30 metrów. Ich waga może osiągać blisko 150 ton. Do tej pory nie było wiadomo, jakie zdolności pompowania krwi mają ich 600-kilogramowe serca. Sprawdzili to badacze z Uniwersytetu Stanforda, a nie było to łatwe zadanie.

Uczeni, za pomocą przyssawek, przymocowali do ciała płetwala błękitnego cały zestaw czujników zamknięty w plastikowej skorupie. Sam proces mocowania urządzenia był dość problematyczny. Testowane wcześniej przyssawki dobrze sprawdziły się na podbrzuszach mniejszych waleni przetrzymywanych w niewoli, ale żyjące na wolności zwierzęta nie były trenowane, by współpracować z ludźmi. Do tego podbrzusze płetwala błękitnego przypomina miech akordeonu i podczas żerowania nieustannie rozciąga się i kurczy.

Ale trud naukowców się opłacił. Urządzenie zamontowano przy lewej płetwie zwierzęcia. Tętno rejestrowały czujniki osadzone w przyssawkach przymocowanych do ciała walenia. Sensory rejestrowały także inne parametry, jak trasę podróży czy głębokość, na jaką zwierzę się zanurzyło. Pomiarów dokonano w Zatoce Monterey u wybrzeży Kalifornii, a rezultaty opublikowano na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences”.

Badania takie jak te uzupełniają naszą podstawową wiedzę z zakresu biologii i mogą również stanowić podstawę działań ochronnych tych zwierząt. Analiza danych sugeruje, że serce płetwala błękitnego funkcjonuje na granicy, co może wyjaśniać, dlaczego wieloryby nigdy nie ewoluowały, by być większe. Dane sugerują również, że niektóre niezwykłe cechy serca wieloryba mogą pomóc mu działać w tych ekstremalnych warunkach.

- Zwierzęta działające w skrajnych warunkach mogą pomóc nam zrozumieć biologiczne ograniczenia wielkości - powiedział kierujący badaniami Jeremy Goldbogen. - Mogą być również szczególnie podatne na zmiany w środowisku, które mogą wpłynąć na dostępną dla nich żywność. Dlatego te badania mogą mieć ważne implikacje dla ochrony i zarządzania zagrożonymi gatunkami, takimi jak płetwal błękitny – dodał.

Od pingwinów do wielorybów

Dziesięć lat temu Goldbogen oraz Paul Ponganis ze Scripps Institution of Oceanography mierzyli tętno nurkujących pingwinów cesarskich na Antarktydzie. Przez kolejne lata zastanawiali się, czy podobne zadanie można wykonać z wielorybami.

Goldbogen przyznał, że nie do końca wierzył, że uda się je przeprowadzić na dużych waleniach. - Trzeba było wykonać naprawdę wiele rzeczy. Musieliśmy znaleźć odpowiednie zwierzę, umieścić czujniki w odpowiednim miejscu na jego ciele, tak, by miały dobry kontakt ze skórą wieloryba. No i oczywiście upewnić się, że to wszystko działa – powiedział Goldbogen.

Czujniki działały dobrze na mniejszych zwierzętach, ale zamontowanie ich w pobliżu serca dziko żyjącego płetwala błękitnego to znacznie trudniejsze zadanie. - Montowaliśmy urządzenie nie wiedząc, czy będzie działać - zaznaczył David Cade, współpracownik Goldbogena i współautor publikacji. To on udanie przymocował czujniki do ciała płetwala błękitnego.

Puls płetwala błękitnego

Przechwycone przez sensory dane wykazały uderzające skrajności. Kiedy wieloryb zanurkował, jego tętno zwolniło do około 4-8 uderzeń na minutę. Najwolniejsze zarejestrowane tempo było na poziomie dwóch uderzeń na minutę. Na głębokości 184 metrów, gdzie płetwal żerował i pozostawał tam przez 16,5 minuty, jego tętno wzrosło do około pięciu uderzeń na minutę. Potem powoli spadło.

Gdy wieloryb zakończył żerowanie i zaczął wypływać na powierzchnię, jego tętno znowu wzrosło. Najwyższe - od 25 do 37 uderzeń na minutę - miało miejsce na powierzchni, gdzie wieloryb oddychał i przywracał poziom tlenu.

Uzyskane dane zaintrygowały uczonych, ponieważ najwyższe tętno wieloryba niemal przekroczyło przewidywania oparte na modelach, podczas gdy najniższe było o około 30 do 50 procent niższe niż przewidywano. Naukowcy sądzą, że zaskakująco niskie tętno można wytłumaczyć elastycznym łukiem aorty - częścią serca, która przenosi krew do ciała. U płetwala błękitnego łuk aorty powoli kurczy się, co pozwala na utrzymanie dodatkowego przepływ krwi pomiędzy uderzeniami serca. Tymczasem imponująco wysokie wskaźniki bicia serca na powierzchni mogą zależeć od subtelności w ruchu i kształcie organu, co zapobiega zaburzeniom przepływu krwi podczas poszczególnych skurczów.

Naukowcy sądzą, że serce wieloryba osiąga wartości graniczne. To może pomóc wyjaśnić, dlaczego żadne zwierzę nigdy nie osiągnęło większych rozmiarów niż płetwal błękitny. Potrzeby energetyczne większego ciała przewyższyłyby to, co może wytrzymać serce.

Teraz zespół naukowców pracuje nad zamontowaniem większej ilości czujników w urządzeniu, co może pomóc im lepiej zrozumieć, w jaki sposób różne działania wpływają na tętno. Chcą także dokonać pomiarów na innych wielorybach. - Wiele z naszych działań obejmuje nowe technologie, wiele z nich opiera się na nowych pomysłach, nowych metodach i nowych podejściach. Zawsze staramy się przekraczać granice tego, w jaki sposób możemy dowiedzieć się więcej o tych zwierzętach - powiedział Cade.

 

Źródło: Stanford University, fot. NOAA