Təbiətin ən parlaq təxəyyülün olması fikri ilə mübahisə etmək çətindir. Flora və fauna nümayəndələrinin hər birinin özünəməxsus, bəzən hətta qəribə xüsusiyyətləri var ki, onlar çox vaxt başımıza sığmır. Məsələn, eyni mantis cırını götürək. Bu yırtıcı məxluq 83 km/saat sürətlə güclü pəncələri ilə qurban və ya cinayətkarı vurmağa qadirdir və onların görmə sistemi insanlar tərəfindən indiyədək öyrənilmiş ən mürəkkəb sistemlərdən biridir. Mantis xərçəngkimi, şiddətli olsa da, o qədər də böyük deyil - uzunluğu 35 sm-ə qədərdir. Dənizlərin və okeanların, eləcə də ümumilikdə planetin ən böyük sakini mavi balinadır. Bu məməlinin uzunluğu 30 metrdən çox, çəkisi isə 150 tona çata bilər. Təsirli ölçülərinə baxmayaraq, mavi balinaları çətin ki, nəhəng ovçular adlandırmaq olar, çünki... planktona üstünlük verirlər.
Mavi balinaların anatomiyası həmişə belə nəhəng orqanizmin və içindəki orqanların necə işlədiyini daha yaxşı başa düşmək istəyən alimləri maraqlandırıb. Mavi balinaların varlığından bir neçə yüz ildir (daha dəqiq desək, 1694-cü ildən) xəbərdar olmağımıza baxmayaraq, bu nəhənglər onların bütün sirlərini açmayıblar. Bu gün biz Stenford Universitetindən bir qrup elm adamının mavi balinanın ürək döyüntüsünün ilk qeydlərini əldə etmək üçün istifadə edilən bir cihaz hazırladığı bir araşdırmaya nəzər salacağıq. Dənizlər hökmdarının ürəyi necə işləyir, elm adamları hansı kəşfləri edib və niyə mavi balinadan böyük orqanizm mövcud deyil? Bu barədə araşdırma qrupunun hesabatından öyrənirik. Get.
Araşdırma Qəhrəmanı
Mavi balina ən böyük məməli, dənizlərin və okeanların ən böyük sakini, ən böyük heyvan, ən böyük balinadır. Nə deyə bilərəm ki, mavi balina ölçüləri baxımından həqiqətən ən yaxşısıdır - uzunluğu 33 metr və çəkisi 150 tondur. Rəqəmlər təxminidir, lakin daha az təsir edici deyil.
Hətta bu nəhəngin başı Ginnesin Rekordlar Kitabında ayrıca bir xəttə layiqdir, çünki ümumi bədən uzunluğunun təxminən 27% -ni tutur. Üstəlik, mavi balinaların gözləri olduqca kiçikdir, qreypfrutdan böyük deyil. Balinanın gözlərini görmək sizin üçün çətindirsə, dərhal ağzını görəcəksiniz. Mavi balinanın ağzı 100 nəfəri tuta bilər (ürpertici bir misal, lakin mavi balinalar insanları yemir, heç olmasa qəsdən deyil). Ağızın böyük ölçüləri qastronomik üstünlüklərlə bağlıdır: balinalar plankton yeyir, böyük həcmdə suyu udaraq, filtr aparatı vasitəsilə qidanı süzür. Kifayət qədər əlverişli şəraitdə mavi balina gündə təxminən 6 ton plankton istehlak edir.
Mavi balinaların digər mühüm xüsusiyyəti ağciyərləridir. Onlar nəfəslərini 1 saat saxlaya bilir və 100 m-ə qədər dərinliyə dalarlar.Lakin digər dəniz məməliləri kimi mavi balinalar da nəfəs almaq üçün vaxtaşırı suyun səthinə çıxırlar. Balinalar suyun səthinə qalxdıqda, başlarının arxasındakı iki böyük dəlikdən (burun dəliklərindən) ibarət bir nəfəs dəliyindən istifadə edirlər. Balinanın nəfəs dəliyindən nəfəs alması çox vaxt hündürlüyü 10 m-ə qədər olan şaquli su fəvvarəsi ilə müşayiət olunur.Balinaların yaşayış yerlərinin xüsusiyyətlərini nəzərə alsaq, onların ağciyərləri bizimkindən qat-qat səmərəli işləyir - balinanın ağ ciyərləri onun 80-90%-ni udur. oksigen, bizimki isə cəmi 15%. Ağciyərlərin həcmi təxminən 3 min litrdir, lakin insanlarda bu rəqəm 3-6 litr ətrafında dəyişir.
Nyu-Bedfordda (ABŞ) muzeydə mavi balinanın ürəyinin maketi.
Mavi balinanın qan dövranı sistemi də rekord parametrlərlə doludur. Məsələn, onların damarları sadəcə nəhəngdir, təkcə aortanın diametri təxminən 40 sm-dir.Mavi balinaların ürəyi dünyanın ən böyük ürəyi hesab olunur və bir ton ağırlığındadır. Belə böyük bir ürəklə balina çox qana malikdir - yetkin bir insanda 8000 litrdən çox.
İndi biz rəvan şəkildə tədqiqatın özünün mahiyyətinə gəlirik. Mavi balinanın ürəyi artıq başa düşdüyümüz kimi böyükdür, lakin olduqca yavaş döyünür. Əvvəllər nəbzin dəqiqədə təxminən 5-10, nadir hallarda 20-yə çatdığına inanılırdı. Amma indiyə qədər heç kim dəqiq ölçmə aparmamışdı.
Stenford Universitetinin alimləri bildirirlər ki, miqyasın biologiyada, xüsusilə canlıların orqanlarının funksional xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsində böyük əhəmiyyət kəsb edir. Siçanlardan tutmuş balinalara qədər müxtəlif canlıların tədqiqi canlı orqanizmin keçə bilməyəcəyi ölçü həddini müəyyən etməyə imkan verir. Ürək və ümumiyyətlə ürək-damar sistemi bu cür tədqiqatların vacib atributlarıdır.
Fiziologiyası həyat tərzinə tam uyğunlaşan dəniz məməlilərində dalğıc və nəfəsini tutmaqla bağlı uyğunlaşmalar mühüm rol oynayır. Müəyyən edilmişdir ki, bu canlıların bir çoxunun ürək döyüntüləri dalış zamanı istirahət vəziyyətindən aşağı səviyyələrə enir. Və səthə qalxdıqdan sonra ürək dərəcəsi daha sürətli olur.
Dalış zamanı aşağı ürək dərəcəsi toxumalara və hüceyrələrə oksigen çatdırılma sürətini azaltmaq, bununla da qanda oksigen ehtiyatlarının tükənməsi prosesini yavaşlatmaq və ürəyin özü tərəfindən oksigen istehlakını azaltmaq üçün lazımdır.
Güman edilir ki, məşq (yəni artan fiziki fəaliyyət) dalış reaksiyasını modullaşdırır və dalış zamanı ürək döyüntüsünü artırır. Bu fərziyyə mavi balinaların tədqiqi üçün xüsusilə vacibdir, çünki xüsusi qidalanma üsuluna görə (suyu udmaq üçün qəfil atışma) metabolik sürət, nəzəri olaraq, əsas dəyərləri (istirahət vəziyyəti) üstələməlidir. 50 dəfə. Güman edilir ki, belə ağciyərlər oksigenin tükənməsini sürətləndirir, buna görə də dalışın müddətini azaldır.
Artan ürək dərəcəsi və oksigenin qandan əzələlərə ötürülməsinin artması bu cür fiziki fəaliyyətin metabolik xərcləri səbəbindən mühüm rol oynaya bilər. Bundan əlavə, aşağı konsentrasiyanı nəzərə almağa dəyər miyoqlobin* (Mb) mavi balinalarda (digər dəniz məməlilərindən 5-10 dəfə aşağıdır: mavi balinalarda 0.8 q-100 əzələyə 1 q Mb və digər dəniz məməlilərində 1.8-10 q Mb).
Mioqlobin* - skelet əzələlərinin və ürək əzələlərinin oksigen bağlayan zülalı.
Nəticə olaraq, fiziki fəaliyyət, dalış dərinliyi və könüllü nəzarət avtonom sinir sistemi vasitəsilə dalış zamanı ürək dərəcəsini dəyişir.
Ürək dərəcəsini azaltmaq üçün əlavə bir amil dalış/yüksəklik zamanı ağciyərlərin sıxılması/genişlənməsi ola bilər.
Beləliklə, dalış zamanı və səthdə olarkən ürək dərəcəsi birbaşa arterial hemodinamik nümunələrlə bağlıdır.
Finwhal
Fin balinalarda aorta divarlarının biyomekanik xassələri və ölçülərinin əvvəlki tədqiqi (Balaenoptera physalus) göstərdi ki, ürək dərəcəsi ≤10 döyüntü/dəq ilə dalış zamanı aorta qövsü rezervuar effekti həyata keçirir (Windkessel effekti), qan axını uzun müddət saxlayır diastolik dövrlər* ürək döyüntüləri arasında və sərt distal aortaya qan axınının pulsasiyasını azaldır.
diastol* (diastolik dövr) - sancılar arasında ürəyin rahatlama dövrü.
Yuxarıda təsvir edilən bütün fərziyyələr, nəzəriyyələr və nəticələr maddi sübuta malik olmalıdır, yəni praktikada təsdiq və ya təkzib edilməlidir. Ancaq bunun üçün sərbəst hərəkət edən mavi balina üzərində elektrokardioqramma aparmaq lazımdır. Burada sadə üsullar işləməyəcək, buna görə də alimlər elektrokardioqrafiya üçün öz cihazlarını yaratmışlar.
Tədqiqatçıların işləri haqqında qısa danışdıqları bir video.
Balinanın EKQ-si 4 sortuqlu xüsusi kapsulun içinə quraşdırılmış xüsusi hazırlanmış EKQ yazıcıdan istifadə etməklə qeydə alınıb. Səthi EKQ elektrodları sorma qablarından ikisinə quraşdırılmışdır. Tədqiqatçılar qayıqla Monterey körfəzinə (Sakit okean, Kaliforniya yaxınlığında) getdilər. Elm adamları nəhayət ki, səthə çıxan mavi balina ilə qarşılaşdıqda, onun bədəninə (sol üzgəcinin yanında) bir EKQ qeyd cihazı bağladılar. Daha əvvəl toplanmış məlumatlara görə, bu balina 15 yaşında erkəkdir. Qeyd etmək lazımdır ki, bu cihaz qeyri-invazivdir, yəni heyvanın dərisinə heç bir sensor və ya elektrod daxil etməyi tələb etmir. Yəni, balina üçün bu prosedur tamamilə ağrısızdır və insanlarla təmasdan minimum stress ilə həyata keçirilir ki, bu da stress səbəbindən təhrif edilə bilən ürək döyüntülərinin oxunuşlarını nəzərə alsaq, son dərəcə vacibdir. Nəticə 8.5 saatlıq EKQ qeydi oldu və ondan elm adamları ürək dərəcəsi profilini qura bildilər (aşağıdakı şəkil).
Şəkil №1: Mavi balina ürək dərəcəsi profili.
EKQ dalğa forması eyni cihazdan istifadə edərək əsir kiçik balinalarda qeydə alınan dalğa formasına bənzəyirdi. Balinanın yem axtarış davranışı onun növləri üçün olduqca normal idi: 16.5 m dərinliyə 184 dəqiqə dalış və 1-4 dəqiqə səth intervalları.
Dalış zamanı ürək-damar reaksiyasına uyğun olan ürək dərəcəsi profili göstərdi ki, dalış müddətindən və maksimal dərinlikdən asılı olmayaraq, yem axtarış dalışlarının aşağı mərhələsində dəqiqədə 4-8 vuruş arasında ürək döyüntüləri üstünlük təşkil edir. Dalış ürək dərəcəsi (bütün dalış müddəti ərzində hesablanır) və minimum ani dalış ürək dərəcəsi dalış müddəti ilə azalır, dalışdan sonrakı maksimum səth ürək dərəcəsi isə dalış müddəti ilə artıb. Yəni, balina suyun altında nə qədər çox qaldısa, dalış zamanı ürək döyüntüləri bir o qədər yavaş, yoxuşdan sonra isə bir o qədər sürətləndi.
Öz növbəsində, məməlilər üçün allometrik tənliklər göstərir ki, 70000 kq ağırlığında bir balinanın 319 kq ağırlığında bir ürəyi var və vuruşun həcmi (bir döyüntüdə atılan qanın həcmi) təxminən 80 l-dir, buna görə də istirahətdə ürək dərəcəsi 15 vuruş / olmalıdır. min.
Dalışların aşağı mərhələlərində ani ürək dərəcəsi proqnozlaşdırılan istirahət zamanı ürək dərəcəsinin 1/3 ilə 1/2 arasında idi. Bununla belə, yüksəliş mərhələsində ürək dərəcəsi artdı. Səth intervallarında ürək döyüntüləri təxmin edilən istirahət zamanı ürək dərəcəsinin təxminən iki dəfə idi və əsasən dərin dalışlardan (>30 m dərinlikdə) sonra 37-125 vuruş/dəq və daha dayaz dalışlardan sonra 20-30 vuruş/dəq arasında dəyişdi.
Bu müşahidə onu göstərə bilər ki, dərin dalışlar arasında istənilən tənəffüs qaz mübadiləsinə və toxumaların reperfuziyası (qan axınının bərpası) əldə etmək üçün ürək dərəcəsinin sürətləndirilməsi lazımdır.
Dayaz, qısa müddətli gecə dalışları istirahətlə əlaqəli idi və buna görə də daha az aktiv dövlətlərdə daha çox yayılmışdı. 5 dəqiqəlik gecə dalışı (dəqiqədə 8 vuruş) və onu müşayiət edən 2 dəqiqəlik səth intervalı (dəqiqədə 25 vuruş) zamanı müşahidə olunan tipik ürək dərəcələri birləşərək dəqiqədə təxminən 13 döyünmə ilə nəticələnə bilər. Bu rəqəm, gördüyümüz kimi, allometrik modellərin təxmin edilən proqnozlarına olduqca yaxındır.
Elm adamları daha sonra fiziki fəaliyyətin və dərinliyin ürək dərəcəsinin tənzimlənməsinə potensial təsirlərini araşdırmaq üçün 4 ayrı dalışdan ürək dərəcəsini, dərinliyi və nisbi ağciyər həcmini profilləşdirdilər.
Şəkil #2: 4 ayrı dalışın ürək dərəcəsi, dərinliyi və nisbi ağciyər həcmi profilləri.
Böyük dərinliklərdə yemək yeyərkən, balina müəyyən bir lunge manevri edir - planktonla suyu udmaq üçün ağzını kəskin şəkildə açır və sonra yeməyi süzür. Müşahidə olunub ki, su udma anında nəbz süzülmə anından 2.5 dəfə yüksəkdir. Bu, birbaşa ürək dərəcəsinin fiziki fəaliyyətdən asılılığından danışır.
Ağciyərlərə gəldikdə, onların ürək dərəcəsinə təsiri çox azdır, çünki sözügedən dalışlar zamanı nisbi ağciyər həcmində əhəmiyyətli dəyişikliklər müşahidə edilməmişdir.
Üstəlik, dayaz dalışların aşağı fazalarında ürək dərəcəsinin qısa müddətli artması ağciyərlərin nisbi həcmindəki dəyişikliklərlə dəqiq əlaqələndirilir və ağciyərin uzanma reseptorunun aktivləşdirilməsi nəticəsində baş verə bilər.
Yuxarıda təsvir edilən müşahidələri yekunlaşdıraraq, alimlər belə bir nəticəyə gəldilər ki, böyük dərinliklərdə qidalanma zamanı ürək döyüntüsünün qısa müddətli 2.5 dəfə artması müşahidə olunur. Bununla belə, ağciyərləri qidalandırmaq zamanı orta pik ürək dərəcəsi hələ də proqnozlaşdırılan istirahət dəyərinin yalnız yarısı idi. Bu məlumatlar, böyük balinaların çevik aorta tağlarının dalış zamanı yavaş ürək dərəcəsi zamanı rezervuar təsir göstərdiyi fərziyyəsinə uyğundur. Bundan əlavə, dalışdan sonrakı dövrdə daha yüksək ürək dərəcəsi diapazonu aortada çıxan və əks olunan təzyiq dalğalarının dağıdıcı müdaxiləsi səbəbindən səth intervalında aorta impedansının və ürəyin iş yükünün azaldığı fərziyyəsini dəstəklədi.
Tədqiqatçılar tərəfindən müşahidə edilən ağır bradikardiya, planktonla su udarkən balinanın lunge manevrində çox böyük enerji sərf etməsini nəzərə alsaq, tədqiqatın gözlənilməz nəticəsi adlandırıla bilər. Bununla belə, bu manevrin metabolik dəyəri, qismən qidalanmanın qısa müddəti və qlikolitik, tez bükülən əzələ liflərinin mümkün cəlb edilməsi səbəbindən ürək dərəcəsi və ya konvektiv oksigen nəqlinə uyğun gəlməyə bilər.
Uçuş zamanı mavi balinalar yüksək sürətlə sürətlənir və öz bədənlərindən daha böyük olan su həcmini udurlar. Alimlər fərz edirlər ki, manevr üçün tələb olunan yüksək müqavimət və enerji bədənin ümumi oksigen ehtiyatlarını tez tükəndirir və bununla da dalış vaxtını məhdudlaşdırır. Böyük həcmdə suyu udmaq üçün tələb olunan mexaniki qüvvə, çox güman ki, aerob maddələr mübadiləsi qüvvəsini çox üstələyir. Buna görə də, belə manevrlər zamanı ürək döyüntüsü artdı, lakin çox qısa müddətə.
Tədqiqatın nüansları ilə daha ətraflı tanış olmaq üçün baxmağı məsləhət görürəm .
Epiloq
Ən mühüm tapıntılardan biri, dalış zamanı qan və əzələ oksigeninin tükənməsinin təbiətindən asılı olmayaraq, mavi balinaların qısa səth intervalları zamanı qaz mübadiləsi və reperfuziya üçün maksimuma yaxın ürək dərəcəsi tələb etməsidir. Nəzərə alsaq ki, daha böyük mavi balinalar qida əldə etmək üçün (allometrik fərziyyələrə uyğun olaraq) daha qısa müddət ərzində daha çox əmək sərf etməlidirlər, onda onlar istər dalış zamanı, istərsə də səth intervalında bir sıra fizioloji məhdudiyyətlərlə üzləşirlər. Bu o deməkdir ki, onların bədəninin ölçüsü təkamüllə məhduddur, çünki daha böyük olsaydı, qida əldə etmək prosesi çox baha başa gələcək və alınan qida ilə kompensasiya olunmayacaqdı. Tədqiqatçılar özləri inanırlar ki, mavi balinanın ürəyi imkanları həddində işləyir.
Gələcəkdə alimlər müxtəlif fiziki fəaliyyətlərin ürək döyüntüsünə təsirini daha yaxşı başa düşmək üçün akselerometr əlavə etməklə öz qurğularının imkanlarını genişləndirməyi planlaşdırırlar. Onlar həmçinin EKQ sensorunu digər dəniz canlılarında istifadə etməyi planlaşdırırlar.
Bu araşdırmanın göstərdiyi kimi, ən böyük ürəyi olan ən böyük məxluq olmaq asan deyil. Ancaq dəniz sakinlərinin ölçüsü nə olursa olsun, hansı pəhrizə riayət etmələrindən asılı olmayaraq, insanların balıq ovu, hasilatı və daşınması üçün istifadə etdiyi su sütununun onların evi olaraq qaldığını başa düşməliyik. Biz ancaq qonaqıq və ona görə də özümüzü buna uyğun aparmalıyıq.
Cümədən kənar:
Ağzının tutumunu nümayiş etdirən mavi balinanın nadir görüntüləri.
Dənizlərin digər nəhəngi isə sperma balinasıdır. Bu videoda elm adamları uzaqdan idarə olunan ROV Hercules istifadə edərək, 598 metr dərinlikdə maraqlı bir sperma balinasını lentə aldılar.
İzlədiyiniz üçün təşəkkür edirik, maraqlanın və hər kəsə gözəl həftə sonu keçirin! 🙂
Bizimlə qaldığınız üçün təşəkkür edirik. Məqalələrimiz xoşunuza gəlirmi? Daha maraqlı məzmun görmək istəyirsiniz? Sifariş verməklə və ya dostlarınıza tövsiyə etməklə bizə dəstək olun, , Bizim tərəfimizdən sizin üçün ixtira edilmiş giriş səviyyəli serverlərin unikal analoquna Habr istifadəçiləri üçün 30% endirim: (RAID1 və RAID10, 24 nüvəyə qədər və 40 GB DDR4 ilə mövcuddur).
Dell R730xd 2 dəfə ucuzdur? Yalnız burada Hollandiyada! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 dollardan! haqqında oxuyun
Mənbə: www.habr.com