Защо печатите могат да бъдат под вода за дълго време?

Подводната среда е враждебна на бозайниците. Без Акваланга човек може да се задържи под вода за не повече от шест минути, докато някои тюлени могат да бъдат потопени за период до половин час.

Cessonus (декомпресия) болест (известна като заболяване на водолази), причинявайки загуба на съзнание на дълбочина 100 m, отравяне с кислород, причинявайки конвулсии, тежка хипоксия, поради която потъмнява в очите-всичко това са проблеми, свързани с потапянето на по -голяма дълбочина. За да избегнат тези опасности, печатите са преминали дълго еволюционно развитие и са развили редица перфектни устройства.

Много бозайници се хранят с вода или близо до нея, но само два отряда - китолов и сирени - са напълно адаптирани към водния начин на живот. Тюлени, морски котки и морски лъвове, принадлежащи на откъсване на сергиите, прекарват по -голямата част от живота си във водата, оставяйки го само за кратко време.

И така, всички тези животни са добре адаптирани към подводния живот, но оставащият въздух са принудени да се върнат на повърхността на водата, за да попълнят доставката на кислород.

Първата стъпка за гмуркащи уплътнения беше издишването на по -голямата част от въздуха от белите дробове. След гмуркане под водно налягане белите дробове се компресират и въздухът се изтласква в бронхи, след което преминава през устата и носа. Този механизъм на компресия на белите дробове води до факта, че на дълбочина около 60 m в тялото на животното няма свободен газ, което помага да се избегне въздушната емболия - явление Дълбочините се разтварят в кръвта и когато се повдигнат на повърхността, кипнете в повърхностните съдове на гмуркането.

На пръв поглед идеята за компресиране на белите дробове не е най -успешната. Но тази способност стана необходима за гмуркане на уплътнения до значителна дълбочина. Когато белите дробове са компресирани, продължителността на потапянето зависи от количеството на кислорода, съхранявано в тялото.

Гмуркане, всички бозайници се нуждаят от кислород, тъй като метаболизмът не спира по време на потапяне. Тяхната кръвна система е добре адаптирана, за да гарантира, че доставката на мозъка не спира. Кръвта от уплътнения съдържа голям брой червени кръвни клетки и много хемоглобин, който свързва кислород и го разпространява по цялото тяло. Значителна част от кислородните уплътнения се съхраняват в мускулите, използвайки миоглобин (свързващ кислород протеин).

Друга ключова адаптация е ограничаване на тъканния кислород чрез намаляване или спиране на кръвообращението в крайниците и органите, които нямат жизненоважни функции. Този ефект се постига чрез компресиране на кръвоносни съдове и намаляване на сърдечната честота. В някои случаи сърцето по време на потапяне прави до 4 удара в минута, вместо обичайните 60-80. При бременна жена дори сърдечният ритъм на ембрионите се забавя едновременно с майката.

Всички тези физиологични промени позволяват на бозайниците да направят изключително потапяне. Морските слонове се считат за шампиони, въпреки че техните постижения избледняват пред способностите на човките и китовете на сперматозоидите. Мъжките морски слонове се гмуркат средно за 30-40 минути, възстановителен дефицит на кислород за няколко минути на повърхността на водата. В морето, където прекарват 10 месеца в годината, 90% от времето на морския слон е под вода. Ако е необходимо, той увеличава продължителността на потапянето до един час, което му позволява да улавя риба на значителна дълбочина. Обикновено морските слонове се хранят на 300-600 метра от повърхността на водата, но ако е необходимо, те падат до дълбочина около 900 метра.

Гмуркане Дълго време, уплътненията се нуждаят от дълга ваканция: 45 минути, прекарани под вода, изискват почивка за час на повърхността. Въпреки това, морските слонове са в състояние да направят няколко гмуркания подред, релаксирайки във въздуха само за няколко минути.

Значителна маса помага на морския слон да намали метаболитните разходи при гмуркане на единица маса. Тъй. Но дори и мъжки морски котки, чието телесно тегло е сравнимо с масата на кучето, могат да се потопят до дълбочина над 200 метра повече от 5 минути.

Учените се спорят дълго време как животните, чиято анатомия и физиология са толкова сходни при повечето от земните бозайници, биха могли да направят толкова дълго потапяне. Гмуркащи бозайници използваха цялата пластичност на своята структура, което им позволява да имат достъп до богатите фуражни ресурси на океана. Ограничението на техните възможности се определя главно от количеството кислород, което може да бъде уредено в тялото. В допълнение, ние знаем, че някои животни имат режим на анаеробния метаболизъм, който зависи от редокс-ремонтиране на буферните свойства на кръвта и мускулите в условия на бързо натрупване на млечна киселина като продукт на такъв метаболизъм.

Морските бозайници са по -устойчиви на високи концентрации на млечна киселина от хората. Анаеробният метаболизъм е 18 пъти ефективен от аеробния и обикновено изисква дълъг период на възстановяване, така че може да се използва само в екстремни случаи. От друга страна, е необходимо да се осигури на водолаза достъп до богати хранителни ресурси, което балансира сравнително високата енергийна стойност на процеса на потапяне във водния стълб.