Mae’n anodd dadlau â’r gosodiad mai natur sydd â’r dychymyg mwyaf byw. Mae gan bob un o gynrychiolwyr fflora a ffawna ei nodweddion unigryw ei hun, ac weithiau hyd yn oed yn rhyfedd, nad ydynt yn aml yn gallu ffitio i'n pennau. Cymerwch, er enghraifft, yr un cranc mantis. Mae'r creadur rheibus hwn yn gallu ymosod ar ddioddefwr neu droseddwr gyda'i grafangau pwerus ar gyflymder o 83 km/h, ac mae eu system weledol yn un o'r rhai mwyaf cymhleth a astudiwyd erioed gan fodau dynol. Nid yw cimwch yr afon Mantis, er ei fod yn ffyrnig, yn arbennig o fawr - hyd at 35 cm o hyd. Preswylydd mwyaf y moroedd a'r moroedd, yn ogystal â'r blaned yn gyffredinol, yw'r morfil glas. Gall hyd y mamal hwn gyrraedd mwy na 30 metr a phwysau 150 tunnell. Er gwaethaf eu maint trawiadol, prin y gellir galw morfilod glas yn helwyr aruthrol, oherwydd ... mae'n well ganddyn nhw blancton.
Mae anatomeg morfilod glas bob amser wedi bod o ddiddordeb i wyddonwyr sydd am ddeall yn well sut mae organeb mor enfawr a'r organau ynddo'n gweithio. Er gwaethaf y ffaith ein bod wedi gwybod am fodolaeth morfilod glas ers cannoedd o flynyddoedd (er 1694, i fod yn fwy manwl gywir), nid yw'r cewri hyn wedi datgelu eu holl gyfrinachau. Heddiw, byddwn yn edrych ar astudiaeth lle datblygodd grŵp o wyddonwyr o Brifysgol Stanford ddyfais a ddefnyddiwyd i gael y recordiadau cyntaf o guriad calon morfil glas. Sut mae calon pren mesur y moroedd yn gweithio, pa ddarganfyddiadau y mae gwyddonwyr wedi’u gwneud, a pham na all organeb sy’n fwy na morfil glas fodoli? Rydym yn dysgu am hyn o adroddiad y grŵp ymchwil. Ewch.
Arwr Ymchwil
Y morfil glas yw'r mamal mwyaf, preswylydd mwyaf y moroedd a'r cefnforoedd, yr anifail mwyaf, y morfil mwyaf. Beth alla i ei ddweud, y morfil glas yw'r gorau mewn gwirionedd o ran dimensiynau - hyd yw 33 metr a phwysau yw 150 tunnell. Mae'r niferoedd yn fras, ond heb fod yn llai trawiadol.
Mae hyd yn oed pennaeth y cawr hwn yn haeddu llinell ar wahân yn y Guinness Book of Records, gan ei fod yn gorchuddio tua 27% o gyfanswm hyd y corff. Ar ben hynny, mae llygaid morfilod glas yn eithaf bach, heb fod yn fwy na grawnffrwyth. Os yw'n anodd i chi weld llygaid morfil, yna byddwch yn sylwi ar y geg ar unwaith. Gall ceg morfil glas ddal hyd at 100 o bobl (enghraifft iasol, ond nid yw morfilod glas yn bwyta pobl, o leiaf nid yn fwriadol). Mae maint mawr y geg yn ganlyniad i ddewisiadau gastronomig: mae morfilod yn bwyta plancton, yn llyncu llawer iawn o ddŵr, sydd wedyn yn cael ei ryddhau trwy offer hidlo, gan hidlo'r bwyd. O dan amgylchiadau gweddol ffafriol, mae'r morfil glas yn bwyta tua 6 tunnell o blancton y dydd.
Nodwedd bwysig arall o forfilod glas yw eu hysgyfaint. Gallant ddal eu hanadl am 1 awr a phlymio i ddyfnderoedd o hyd at 100 m, ond, fel mamaliaid morol eraill, mae morfilod glas yn dod i'r amlwg o bryd i'w gilydd i wyneb y dŵr i anadlu. Pan fydd morfilod yn codi i wyneb y dŵr, maen nhw'n defnyddio twll chwythu, twll anadlu wedi'i wneud o ddau agoriad mawr (ffroenau) ar gefn eu pennau. Mae ffynnon fertigol o ddŵr hyd at 10m o uchder yn cyd-fynd ag allanadliad morfil trwy ei dwll chwythu yn aml.O ystyried nodweddion cynefin y morfilod, mae eu hysgyfaint yn gweithio'n llawer mwy effeithlon na'n hysgyfaint ni - mae ysgyfaint morfil yn amsugno 80-90% o ocsigen, a'n un ni dim ond tua 15%. Mae cyfaint yr ysgyfaint tua 3 mil o litrau, ond mewn bodau dynol mae'r ffigur hwn yn amrywio tua 3-6 litr.
Model o galon morfil glas mewn amgueddfa yn New Bedford (UDA).
Mae system gylchrediad y morfil glas hefyd yn llawn paramedrau cofnod. Er enghraifft, mae eu llestri yn enfawr; mae diamedr yr aorta yn unig tua 40 cm.Mae calon morfilod glas yn cael ei hystyried fel y galon fwyaf yn y byd ac mae'n pwyso tua tunnell. Gyda chalon mor fawr, mae gan y morfil lawer o waed - mwy na 8000 litr mewn oedolyn.
Ac yn awr rydym yn dod yn esmwyth at hanfod yr astudiaeth ei hun. Mae calon y morfil glas yn fawr, fel y deallasom eisoes, ond mae'n curo'n eithaf araf. Yn flaenorol, credid bod y pwls tua 5-10 curiad y funud, mewn achosion prin hyd at 20. Ond nid oedd neb wedi gwneud mesuriadau cywir hyd yn hyn.
Dywed gwyddonwyr o Brifysgol Stanford fod graddfa yn bwysig iawn mewn bioleg, yn enwedig o ran pennu nodweddion swyddogaethol organau pethau byw. Mae astudio gwahanol greaduriaid, o lygod i forfilod, yn caniatáu inni bennu'r terfynau maint na all organeb fyw fynd y tu hwnt iddynt. Ac mae'r galon a'r system gardiofasgwlaidd yn gyffredinol yn nodweddion pwysig astudiaethau o'r fath.
Mewn mamaliaid morol, y mae eu ffisioleg wedi'i addasu'n llwyr i'w ffordd o fyw, mae addasiadau sy'n gysylltiedig â phlymio a dal eu hanadl yn chwarae rhan bwysig. Canfuwyd bod gan lawer o'r creaduriaid hyn gyfraddau calon sy'n gostwng i lefelau islaw eu cyflwr gorffwys yn ystod plymio. Ac ar ôl codi i'r wyneb, mae cyfradd curiad y galon yn dod yn gyflymach.
Mae angen cyfradd calon is yn ystod plymio i leihau cyfradd danfon ocsigen i feinweoedd a chelloedd, a thrwy hynny arafu'r broses o ddisbyddu cronfeydd ocsigen yn y gwaed a lleihau'r defnydd o ocsigen gan y galon ei hun.
Tybir bod ymarfer corff (h.y. mwy o weithgarwch corfforol) yn modiwleiddio ymateb y plymio ac yn cynyddu cyfradd curiad y galon yn ystod plymio. Mae'r ddamcaniaeth hon yn arbennig o bwysig ar gyfer astudio morfilod glas, oherwydd oherwydd y dull arbennig o fwydo (siwmper sydyn i lyncu dŵr), dylai'r gyfradd metabolig, mewn egwyddor, fod yn fwy na'r gwerthoedd sylfaenol (cyflwr gorffwys) gan 50 o weithiau. Tybir bod ysgyfaint o'r fath yn cyflymu disbyddiad ocsigen, gan felly leihau hyd y plymio.
Gall y cynnydd yng nghyfradd curiad y galon a'r cynnydd mewn trosglwyddiad ocsigen o'r gwaed i'r cyhyrau yn ystod ysgyfaint chwarae rhan bwysig oherwydd costau metabolaidd gweithgaredd corfforol o'r fath. Yn ogystal, mae'n werth ystyried y crynodiad isel myoglobin* (Mb) mewn morfilod glas (5-10 gwaith yn is nag mewn mamaliaid morol eraill: 0.8 g Mb fesul 100 g-1 cyhyr mewn morfilod glas a 1.8-10 g Mb mewn mamaliaid morol eraill.
Myoglobin* - protein sy'n rhwymo ocsigen o gyhyrau ysgerbydol a chyhyrau cardiaidd.
I gloi, mae gweithgaredd corfforol, dyfnder deifio a rheolaeth wirfoddol yn newid cyfradd curiad y galon wrth blymio trwy'r system nerfol awtonomig.
Ffactor ychwanegol wrth leihau cyfradd curiad y galon yw cywasgu/ehangu'r ysgyfaint yn ystod plymio/esgyniad.
Felly, mae cyfradd curiad y galon yn ystod plymio a thra ar yr wyneb yn uniongyrchol gysylltiedig â phatrymau hemodynamig prifwythiennol.
Asgell morfil
Astudiaeth flaenorol o briodweddau a dimensiynau biomecanyddol y waliau aortig mewn morfilod asgellog (Balaenoptera physalus) yn dangos, yn ystod deifio ar gyfradd curiad y galon ≤10 curiad/munud, bod y bwa aortig yn gweithredu effaith cronfa ddŵr (Effaith windkessel), sy'n cynnal llif y gwaed am gyfnodau hir cyfnodau diastolig* rhwng curiadau calon ac yn lleihau curiad y gwaed i mewn i'r aorta distal stiff.
Diastole* (cyfnod diastolig) - cyfnod ymlacio'r galon rhwng cyfangiadau.
Rhaid i'r holl ddamcaniaethau, damcaniaethau a chasgliadau a ddisgrifir uchod gynnwys tystiolaeth berthnasol, hynny yw, eu cadarnhau neu eu gwrthbrofi'n ymarferol. Ond i wneud hyn, mae angen i chi gynnal electrocardiogram ar forfil glas sy'n symud yn rhydd. Ni fydd dulliau syml yn gweithio yma, felly mae gwyddonwyr wedi creu eu dyfais eu hunain ar gyfer electrocardiograffeg.
Fideo lle mae'r ymchwilwyr yn siarad yn fyr am eu gwaith.
Recordiwyd ECG y morfil gan ddefnyddio recordydd ECG pwrpasol wedi'i adeiladu i mewn i gapsiwl arbennig gyda 4 cwpan sugno. Adeiladwyd electrodau ECG arwyneb yn ddau o'r cwpanau sugno. Aeth yr ymchwilwyr â chwch i Fae Monterey (Cefnfor Tawel, ger California). Pan gyfarfu gwyddonwyr o'r diwedd â morfil glas a oedd wedi dod i'r wyneb, fe gysyllton nhw recordydd ECG i'w gorff (wrth ymyl ei asgell chwith). Yn ôl data a gasglwyd yn flaenorol, mae'r morfil hwn yn wryw 15 oed. Mae'n bwysig nodi nad yw'r ddyfais hon yn ymledol, hynny yw, nid oes angen cyflwyno unrhyw synwyryddion neu electrodau i groen yr anifail. Hynny yw, i'r morfil mae'r driniaeth hon yn gwbl ddi-boen a heb fawr o straen o gysylltiad â phobl, sydd hefyd yn hynod bwysig, o ystyried bod darlleniadau curiad y galon yn cael eu cymryd, a allai gael eu hystumio oherwydd straen. Y canlyniad oedd recordiad ECG 8.5-awr lle roedd y gwyddonwyr yn gallu adeiladu proffil cyfradd curiad y galon (llun isod).
Delwedd #1: Proffil cyfradd curiad calon y morfil glas.
Roedd tonffurf ECG yn debyg i'r hyn a gofnodwyd mewn morfilod bach caeth gan ddefnyddio'r un ddyfais. Roedd ymddygiad chwilota’r morfil yn eithaf normal i’w rywogaeth: deifio am 16.5 munud i ddyfnder o 184 m ac ysbeidiau arwyneb o 1 i 4 munud.
Dangosodd proffil cyfradd curiad y galon, sy'n gyson â'r ymateb cardiofasgwlaidd i'r plymio, fod cyfradd curiad y galon rhwng 4 ac 8 curiad y funud yn bennaf yn ystod cyfnod isaf y deifiau chwilota am fwyd, waeth beth fo hyd y plymio neu'r dyfnder mwyaf. Gostyngodd cyfradd curiad y galon plymio (a gyfrifir dros hyd y plymio cyfan) ac isafswm cyfradd curiad calon plymio ar unwaith gyda hyd plymio, tra cynyddodd cyfradd curiad calon uchaf arwyneb ôl-blymio gyda hyd plymio. Hynny yw, po hiraf oedd y morfil o dan ddŵr, yr arafaf y curodd y galon yn ystod y plymio a'r cyflymaf ar ôl yr esgyniad.
Yn eu tro, mae hafaliadau allometrig ar gyfer mamaliaid yn nodi bod gan forfil sy'n pwyso 70000 kg galon sy'n pwyso 319 kg, a'i gyfaint strôc (cyfaint y gwaed sy'n cael ei daflu allan fesul curiad) tua 80 l, felly, dylai cyfradd y galon orffwys fod yn 15 curiad / min.
Yn ystod cyfnodau isaf y plymio, roedd cyfradd curiad y galon ar unwaith rhwng 1/3 ac 1/2 o gyfradd y galon gorffwys a ragwelwyd. Fodd bynnag, cynyddodd cyfradd curiad y galon yn ystod y cam esgyniad. Ar ysbeidiau arwyneb, roedd cyfradd curiad y galon tua dwywaith y gyfradd curiad calon gorffwys a ragwelwyd ac yn amrywio'n bennaf o 30 i 37 bpm ar ôl plymio'n ddwfn (> 125 m o ddyfnder) ac o 20 i 30 bpm ar ôl plymio basach.
Gall yr arsylwad hwn ddangos bod angen cyflymu cyfradd curiad y galon i gyflawni'r cyfnewid nwyon anadlol dymunol ac atlifiad (adfer llif gwaed) meinweoedd rhwng plymiadau dwfn.
Roedd deifiau nos bas, tymor byr yn gysylltiedig â gorffwys ac felly roeddent yn fwy cyffredin mewn cyflyrau llai gweithgar. Gall cyfraddau calon nodweddiadol a welir yn ystod plymio 5 munud gyda'r nos (8 curiad y funud) a'r egwyl arwyneb 2 funud sy'n cyd-fynd (25 curiad y funud) gyfuno i arwain at gyfradd curiad y galon o tua 13 curiad y funud. Mae'r ffigur hwn, fel y gallwn weld, yn hynod o agos at y rhagfynegiadau amcangyfrifedig o fodelau allometrig.
Yna proffiliodd y gwyddonwyr gyfradd curiad y galon, dyfnder, a chyfaint cymharol yr ysgyfaint o 4 plymiad ar wahân i archwilio effeithiau posibl gweithgaredd corfforol a dyfnder ar reoleiddio cyfradd curiad y galon.
Delwedd #2: Cyfradd curiad y galon, dyfnder a phroffiliau cyfaint ysgyfaint cymharol 4 plymiad unigol.
Wrth fwyta bwyd ar ddyfnder mawr, mae'r morfil yn gwneud symudiad ysgyfaint penodol - mae'n agor ei geg yn sydyn i lyncu dŵr â phlancton, ac yna'n hidlo'r bwyd allan. Sylwyd bod cyfradd curiad y galon ar adeg llyncu dŵr 2.5 gwaith yn uwch nag ar hyn o bryd hidlo. Mae hyn yn siarad yn uniongyrchol â dibyniaeth cyfradd curiad y galon ar weithgaredd corfforol.
O ran yr ysgyfaint, mae eu heffaith ar gyfradd curiad y galon yn annhebygol iawn, gan na welwyd unrhyw newidiadau sylweddol yng nghyfaint cymharol yr ysgyfaint yn ystod y plymio dan sylw.
Ar ben hynny, yng nghamau isaf plymio bas, roedd cynnydd tymor byr yng nghyfradd y galon yn gysylltiedig yn union â newidiadau yng nghyfaint cymharol yr ysgyfaint a gallai gael ei achosi gan actifadu derbynnydd ymestyn yr ysgyfaint.
Wrth grynhoi'r arsylwadau a ddisgrifir uchod, daeth gwyddonwyr i'r casgliad, yn ystod bwydo ar ddyfnder mawr, bod cynnydd tymor byr yng nghyfradd y galon 2.5 gwaith. Fodd bynnag, dim ond hanner y gwerth gorffwys a ragwelwyd oedd cyfradd curiad uchaf y galon ar gyfartaledd wrth fwydo ysgyfaint. Mae'r data hyn yn gyson â'r ddamcaniaeth bod bwâu aortig hyblyg morfilod mawr yn cael effaith cronfa ddŵr yn ystod cyfradd curiad calon araf plymio. Yn ogystal, roedd yr ystod o gyfraddau calon uwch yn ystod y cyfnod ôl-blymio yn cefnogi'r ddamcaniaeth bod rhwystriant aortig a llwyth gwaith cardiaidd yn cael eu lleihau yn ystod yr egwyl arwyneb oherwydd ymyrraeth ddinistriol tonnau pwysau sy'n mynd allan ac adlewyrchir yn yr aorta.
Gall y bradycardia difrifol a welwyd gan yr ymchwilwyr gael ei alw'n ganlyniad annisgwyl i'r astudiaeth, o ystyried y gwariant anferthol o egni gan y morfil ar y symudiad ysgyfaint wrth lyncu dŵr â phlancton. Fodd bynnag, efallai na fydd cost metabolig y symudiad hwn yn cyfateb i gyfradd curiad y galon na chludiant ocsigen darfudol, yn rhannol oherwydd y cyfnod bwydo byr a'r posibilrwydd o recriwtio ffibrau cyhyrau glycolytig, plycio cyflym.
Yn ystod ysgyfaint, mae morfilod glas yn cyflymu i gyflymder uchel ac yn amsugno cyfaint o ddŵr a all fod yn fwy na'u corff eu hunain. Mae gwyddonwyr yn rhagdybio bod y gwrthiant uchel a'r egni sydd ei angen ar gyfer symud yn disbyddu cyfanswm cronfeydd ocsigen y corff yn gyflym, gan gyfyngu ar amser plymio. Mae'r grym mecanyddol sydd ei angen i amsugno llawer iawn o ddŵr yn debygol o fod yn llawer uwch na'r grym metabolig aerobig. Dyna pam, yn ystod symudiadau o'r fath, cynyddodd cyfradd curiad y galon, ond am gyfnod byr iawn.
I gael adnabyddiaeth fanylach o naws yr astudiaeth, rwy'n argymell edrych arno .
Epilogue
Un o'r canfyddiadau pwysicaf yw bod angen cyfraddau calon uchaf bron ar forfilod glas ar gyfer cyfnewid nwy ac atlifiad yn ystod cyfnodau arwyneb byr, waeth beth fo natur disbyddiad ocsigen yn y gwaed a'r cyhyrau yn ystod plymio. Os ydym yn ystyried bod yn rhaid i forfilod glas mwy fuddsoddi mwy o lafur dros gyfnod byrrach o amser i gael bwyd (yn unol â rhagdybiaethau allometrig), yna maent yn anochel yn wynebu nifer o gyfyngiadau ffisiolegol yn ystod y plymio ac yn ystod yr egwyl arwyneb. Mae hyn yn golygu bod maint eu corff yn esblygiadol yn gyfyngedig, oherwydd pe bai'n fwy, byddai'r broses o gael bwyd yn gostus iawn ac ni fyddai'n cael ei ddigolledu gan y bwyd a dderbynnir. Mae'r ymchwilwyr eu hunain yn credu bod calon y morfil glas yn gweithio ar derfyn ei alluoedd.
Yn y dyfodol, mae gwyddonwyr yn bwriadu ehangu galluoedd eu dyfais, gan gynnwys ychwanegu cyflymromedr i ddeall yn well effaith gwahanol weithgareddau corfforol ar gyfradd curiad y galon. Maent hefyd yn bwriadu defnyddio eu synhwyrydd ECG ar fywyd morol arall.
Fel y dengys yr astudiaeth hon, nid yw bod y creadur mwyaf â'r galon fwyaf yn hawdd. Fodd bynnag, ni waeth beth yw maint y trigolion morol, ni waeth pa ddeiet y maent yn cadw ato, mae angen inni ddeall bod trwch y dŵr, a ddefnyddir gan bobl ar gyfer pysgota, echdynnu a chludo, yn parhau i fod yn gartref iddynt. Dim ond gwesteion ydym ni, ac felly mae'n rhaid i ni ymddwyn yn unol â hynny.
Dydd Gwener oddi ar y brig:
Ffilmiau prin o forfil glas yn dangos cynhwysedd ei geg.
Cawr arall y moroedd yw'r morfil sberm. Yn y fideo hwn, fe wnaeth gwyddonwyr a oedd yn defnyddio ROV Hercules a reolir o bell ffilmio morfil sberm chwilfrydig ar ddyfnder o 598 metr.
Diolch am wylio, cadwch yn chwilfrydig a chael penwythnos gwych pawb! 🙂
Diolch am aros gyda ni. Ydych chi'n hoffi ein herthyglau? Eisiau gweld cynnwys mwy diddorol? Cefnogwch ni trwy osod archeb neu argymell i ffrindiau, , Gostyngiad o 30% i ddefnyddwyr Habr ar analog unigryw o weinyddion lefel mynediad, a ddyfeisiwyd gennym ni ar eich cyfer chi: (ar gael gyda RAID1 a RAID10, hyd at 24 craidd a hyd at 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 gwaith yn rhatach? Dim ond yma yn yr Iseldiroedd! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - o $99! Darllenwch am
Ffynhonnell: hab.com