Zaila da naturak irudimen biziena duela argudiatzea. Floraren eta faunaren ordezkari bakoitzak bere ezaugarri bereziak ditu, eta batzuetan arraroak ere, askotan gure buruan sartu ezin direnak. Har dezagun, adibidez, mantis karramarro bera. Izaki harrapari hau biktima edo delitugile bati bere atzapar indartsuekin 83 km/h-ko abiaduran erasotzeko gai da, eta haien ikusmen-sistema gizakiak inoiz aztertu duen konplexuenetakoa da. Mantis karramarroak, gogorrak izan arren, ez dira bereziki handiak - 35 cm-ko luzera dute. Itsasoetako eta ozeanoetako biztanlerik handiena eta, oro har, planetakoa, balea urdina da. Ugaztun honen luzera 30 metro baino gehiago izatera irits daiteke eta 150 tona pisua. Tamaina ikusgarria izan arren, balea urdinak nekez deitu daitezke ehiztari ikaragarriak, zeren... planktona nahiago dute.
Balea urdinen anatomia beti izan da interesgarria halako organismo erraldoi batek eta bertako organoek nola funtzionatzen duten hobeto ulertu nahi duten zientzialarientzat. Balea urdinen existentzia hainbat ehunka urtez (1694az geroztik, zehatzago esanda) ezagutzen badugu ere, erraldoi hauek ez dituzte euren sekretu guztiak agerian utzi. Gaurkoan Stanford Unibertsitateko zientzialari talde batek balea urdin baten taupadaren lehen grabaketak lortzeko erabili zen gailu bat garatu zuen ikerketa bat aztertuko dugu. Nola funtzionatzen du itsasoen agintariaren bihotzak, zer aurkikuntza egin dituzten zientzialariek eta zergatik ezin da existitu balea urdin bat baino handiagoa den organismorik? Ikerketa taldearen txostenean jakin dugu horren berri. Zoaz.
Ikerketa Heroia
Balea urdina ugaztun handiena da, itsaso eta ozeanoetako biztanlerik handiena, animalia handiena, balea handiena. Zer esan dezaket, balea urdina benetan onena da dimentsioei dagokienez: luzera 33 metrokoa da eta pisua 150 tonakoa da. Zenbakiak gutxi gorabeherakoak dira, baina ez gutxiago ikusgarriak.
Erraldoi honen buruak ere lerro bereizi bat merezi du Guinness Errekorren Liburuan, gorputzaren luzeraren %27 inguru hartzen baitu. Gainera, balea urdinen begiak nahiko txikiak dira, ez dira pomeloa baino handiagoak. Balearen begiak ikustea zaila egiten bazaizu, berehala nabarituko duzu ahoa. Balea urdinaren ahoak 100 pertsona har ditzake (adibide beldurgarria, baina balea urdinek ez dute jendea jaten, nahita behintzat). Ahoaren tamaina handia lehentasun gastronomikoei dagokie: baleek planktona jaten dute, ur bolumen handiak irentsiz, gero iragazki aparatu baten bidez askatzen dena, janaria iragaziz. Egoera nahiko onuragarrietan, balea urdinak 6 tona plankton inguru kontsumitzen ditu egunean.
Balea urdinen beste ezaugarri garrantzitsu bat birikak dira. Ordubetez arnasari eusteko eta 1 m-ko sakoneretara murgiltzeko gai dira.Baina, beste itsas ugaztun batzuk bezala, balea urdinak aldian-aldian ateratzen dira ur azalera arnasa hartzera. Baleak ur azalera igotzen direnean, putzu bat erabiltzen dute, buruaren atzealdean dauden bi zulo handiz (sudur-zuloz) egindako arnasketa zuloa. Balearen arnasketa bere putzutik 100 m-ko altuera duen ur-iturri bertikal batekin batera joan ohi da.Baleen habitataren ezaugarriak kontuan hartuta, haien birikek gureak baino askoz eraginkorrago funtzionatzen dute - balearen birikek % 10-80 xurgatzen dute. oxigenoa, eta gurea %90 inguru baino ez. Biriken bolumena 15 mila litro ingurukoa da, baina gizakietan zifra hori 3-3 litro inguruan aldatzen da.
Balea urdin baten bihotzaren maketa New Bedfordeko (AEB) museo batean.
Balea urdinaren zirkulazio aparatua ere parametro errekorrez beteta dago. Esaterako, haien ontziak izugarri handiak dira;aortaren diametroa 40 cm ingurukoa da.Bale urdinen bihotza munduko bihotz handienatzat hartzen da eta tona bat pisatzen du. Hain bihotz handiarekin, baleak odol asko du - 8000 litro baino gehiago heldu batean.
Eta orain leunki helduko gara azterketaren beraren funtsera. Balea urdinaren bihotza handia da, lehendik ulertu genuen bezala, baina nahiko poliki jotzen du. Aurretik, pultsua minutuko 5-10 taupada ingurukoa zela uste zen, kasu bakanetan 20 arte. Baina orain arte inork ez zuen neurketa zehatzik egin.
Stanford Unibertsitateko zientzialariek diote eskalak garrantzi handia duela biologian, batez ere izaki bizidunen organoen ezaugarri funtzionalak zehazteko orduan. Hainbat izakiren azterketak, saguetatik hasi eta baleetaraino, organismo bizidun batek gainditu ezin dituen tamaina-mugak zehazteko aukera ematen digu. Eta bihotza eta sistema kardiobaskularra, oro har, ikerketa horien ezaugarri garrantzitsuak dira.
Itsas ugaztunetan, haien fisiologia beren bizimoduari guztiz egokituta, urpekaritzarekin eta arnasari eustearekin lotutako egokitzapenek zeresan handia dute. Aurkitu da izaki horietako askok murgiltze batean atseden-egoeraren azpitik jaisten diren bihotz-taupadak dituztela. Eta azalera igo ondoren, bihotz taupadak azkarrago bihurtzen dira.
Urpekaritza garaian bihotz-taupada txikiagoa beharrezkoa da ehunetara eta zeluletara oxigeno-hornikuntza-tasa murrizteko, horrela odoleko oxigeno-erreserbak agortzeko prozesua motelduz eta bihotzak berak oxigeno-kontsumoa murrizteko.
Ariketak (hau da, jarduera fisikoa areagotzea) urpekaritza-erantzuna modulatzen duela eta urpekaritza batean bihotz-taupadak areagotzen duela uste da. Hipotesi hau bereziki garrantzitsua da balea urdinen azterketarako, izan ere, elikatzeko metodo berezia dela eta (ura irensteko bat-bateko sarraskia), tasa metabolikoak, teorian, oinarrizko balioak (atseden egoera) gainditu beharko lituzke. 50 aldiz. Suposatzen da sakatze horiek oxigenoa agortzea bizkortzen dutela, beraz, murgiltzearen iraupena murrizten dutela.
Bihotz-tasa handitzeak eta odoletik muskuluetara oxigenoaren transferentzia areagotzeak zeregin garrantzitsua izan dezakete jarduera fisiko horren kostu metabolikoengatik. Horrez gain, kontzentrazio baxua kontuan hartzea merezi du mioglobina* (Mb) bale urdinetan (beste itsas ugaztunetan baino 5-10 aldiz txikiagoa: 0.8 g Mb 100 g-1 gihar bakoitzeko balea urdinetan eta 1.8-10 g Mb beste itsas ugaztunetan.
Mioglobina* - Hezur-muskuluen eta bihotz-muskuluen oxigenoa lotzen duen proteina.
Ondorio gisa, jarduera fisikoak, urpekaritza-sakonera eta borondatezko kontrolak bihotz-taupadak aldatzen dituzte nerbio-sistema autonomoan zehar urperatzen diren bitartean.
Bihotz-maiztasuna murrizteko faktore gehigarri bat biriken konpresioa/hedapena izan daiteke murgiltze/igoeran zehar.
Horrela, urpekaritza batean eta gainazalean dagoen bitartean, bihotz-taupadak arteria-eredu hemodinamikoekin zuzenean lotuta daude.
Aleta balea
Aorta-hormaren propietate biomekanikoen eta dimentsioen aurreko azterketa bat balea hegatsetan (Balaenoptera physalus) erakutsi zuen bihotz-taupadak β€10 taupada/min murgiltzean, arku aortikoak gordailu efektua ezartzen duela (Windkessel efektua), odol-fluxua denbora luzez mantentzen duena aldi diastolikoak* bihotz-taupaden artean eta odol-fluxuaren pultsazioa murrizten du distal aorta zurrunean.
Diastolea* (aldi diastolikoa) - kontrakzioen arteko bihotza erlaxatzeko aldia.
Goian azaldutako hipotesi, teoria eta ondorio guztiek froga materiala izan behar dute, hau da, praktikan berretsi edo ezeztatu. Baina horretarako, elektrokardiograma bat egin behar duzu aske mugitzen den balea urdin batean. Metodo sinpleek ez dute funtzionatuko hemen, beraz, zientzialariek elektrokardiografiarako gailu propioa sortu dute.
Bideo bat, non ikertzaileek laburki hitz egiten duten beren lanari buruz.
Balearen EKG-a 4 bentosa dituen kapsula berezi batean integratutako neurrira egindako EKG grabagailua erabiliz grabatu zen. Azaleko EKG elektrodoak bentosetako bitan eraiki ziren. Ikertzaileek itsasontzi bat hartu zuten Monterey badiara (Ozeano Barea, Kaliforniatik gertu). Zientzialariek azkenean azaleratutako balea urdin bat ezagutu zutenean, EKG grabagailu bat erantsi zioten haren gorputzari (ezkerreko hegatsaren ondoan). Aurretik jasotako datuen arabera, balea hau 15 urterekin arra da. Garrantzitsua da kontuan izan gailu hau ez-inbaditzailea dela, hau da, ez duela inolako sentsorerik edo elektrodorik sartu behar animaliaren larruazalean. Hau da, balearentzat prozedura hori guztiz minik gabekoa da eta jendearekin kontaktuan eragindako estres minimoarekin, eta hori ere oso garrantzitsua da, izan ere, taupadaren irakurketak egiten dira, estresaren ondorioz desitxuratu daitezkeenak. Emaitza 8.5 orduko ECG grabaketa bat izan zen, eta bertatik zientzialariek bihotz-maiztasunaren profila eraiki ahal izan zuten (beheko irudia).
1. irudia: balea urdinaren bihotz-maiztasunaren profila.
EKG uhin forma gailu bera erabiliz gatibu diren bale txikietan grabatutakoaren antzekoa zen. Balearen bazka-jokaera nahiko normala zen bere espeziearentzat: 16.5 minutuz murgildu zen 184 m-ko sakoneran eta azaleko tarteak 1 eta 4 minutu artekoak.
Bihotz-taupadaren profilak, urpekaritza-erantzun kardiobaskularrarekin bat datorrena, erakutsi zuen minutuko 4 eta 8 taupada arteko bihotz-taupadak nagusi zirela bazka-murgiltzeen beheko fasean, urpekaritza iraupena edo sakonera maximoa kontuan hartu gabe. Urpekaritza-taupadak (urpekaritza iraupen osoan kalkulatua) eta gutxieneko berehalako bihotz-maiztasuna murrizten dira murgildutako iraupenarekin, eta urpekaritza osteko gainazaleko bihotz-maiztasun maximoa handitu da, berriz, urpekaritza iraupenarekin. Hau da, zenbat eta luzeago egon balea ur azpian, orduan eta motelagoa izango zen bihotz taupadak murgiltzean eta orduan eta azkarrago igoera ondoren.
Era berean, ugaztunen ekuazio alometrikoek diote 70000 kg-ko baleak 319 kg-ko bihotza duela, eta bere trazu-bolumena (taupada bakoitzeko kanporatzen den odol-bolumena) 80 l ingurukoa dela, beraz, atsedeneko bihotz-taupadak 15 taupada/ izan behar du. min.
Murgiltzeen beheko faseetan, berehalako bihotz-maiztasuna aurreikusitako atseden-taupadaren 1/3 eta 1/2 artean zegoen. Hala ere, igoera-etapan bihotz-taupadak gora egin zuen. Azaleko tarteetan, bihotz-taupadak atsedenaldiko bihotz-maiztasuna aurreikusitakoaren bikoitza ziren gutxi gorabehera, eta 30 eta 37 bpm bitartekoak ziren nagusiki murgiltze sakonen ondoren (> 125 m-ko sakonera) eta 20 eta 30 bpm arteko sakonera txikiagoen ondoren.
Behaketa honek esan dezake bihotz-maiztasunaren azelerazioa beharrezkoa dela murgiltze sakonen artean ehunen arnas-gas trukea eta erreperfusioa lortzeko (odol-fluxua berrezartzea).
Azalera eta iraupen laburreko gaueko murgiltzeak atsedenarekin lotzen ziren eta, beraz, ohikoagoak ziren egoera ez hain aktiboetan. Gaueko 5 minutuko urpekaritza batean (8 taupada minutuko) eta harekin batera 2 minutuko gainazaleko tartea (25 taupada minutuko) konbinatu daitezke, minutuko 13 taupada inguruko bihotz-taupadak sor ditzakete. Irudi hau, ikus dezakegunez, eredu alometrikoen estimatutako iragarpenetatik oso hurbil dago.
Ondoren, zientzialariek bihotz-taupadak, sakonera eta biriketako bolumen erlatiboa profilatu zituzten 4 murgilketa ezberdinetatik jarduera fisikoak eta sakonerak bihotz-maiztasunaren erregulazioan izan ditzakeen ondorioak aztertzeko.
2. irudia: 4 murgiltze indibidualen bihotz-maiztasuna, sakonera eta biriken bolumen erlatiboa.
Sakonera handietan janaria jaten denean, baleak nolabaiteko tirada maniobra bat egiten du: ahoa zorrotz irekitzen du planktonarekin ura irensteko, eta gero janaria iragazten du. Ura irensteko momentuan bihotz taupadak iragazteko momentuan baino 2.5 aldiz handiagoa dela ikusi zen. Horrek zuzenean hitz egiten du bihotz-taupadak jarduera fisikoarekiko duen menpekotasunaz.
Birikei dagokienez, bihotz-maiztasunaren gainean duten eragina oso zaila da, izan ere, ez baita biriken bolumen erlatiboan aldaketa nabarmenik ikusi aipatutako murgilaldietan.
Gainera, sakonera gutxiko murgiltzeen beheko faseetan, bihotz-maiztasunaren epe laburreko igoera biriken bolumen erlatiboaren aldaketekin lotu zen, eta biriketako luzatze-hartzailearen aktibazioak eragin zezakeen.
Goian deskribatutako behaketak laburbilduz, zientzialariek ondorioztatu zuten sakonera handietan elikatzen denean bihotz-taupadak 2.5 aldiz handitzen direla epe laburreko. Hala eta guztiz ere, elikadura-lanetan zehar batez besteko bihotz-taupadak aurreikusitako atseden-balioaren erdia besterik ez zen. Datu hauek bat datoz balea handien arku aortiko malguek urpekaritza-taupada motelean gordailu-efektua eragiten duten hipotesiarekin. Horrez gain, urpekaritza osteko aldian bihotz-tasa handiagoak izan duen tarteak aortako inpedantzia eta bihotzeko lan-karga murrizten direla azaleko tartean aortan irteteko eta islatutako presio-uhinen interferentzia suntsitzaileen ondoriozko hipotesia onartzen zuen.
Ikertzaileek ikusitako bradikardia larria ikerketaren ustekabeko emaitzatzat jo daiteke, baleak planktonarekin ura irensten duen bitartean egiten duen energia-gastu izugarria kontuan hartuta. Hala ere, maniobra honen kostu metabolikoa agian ez dator bat bihotz-maiztasuna edo oxigeno konbektiboa garraiatzea, neurri batean elikaduraren iraupen laburra dela eta, eta muskulu-zuntz glikolitiko eta bizkorren kontratazio posiblearen ondorioz.
Arrakasta batean, balea urdinak abiadura handian bizkortzen dira eta bere gorputza baino handiagoa izan daitekeen ur bolumena xurgatzen dute. Zientzialariek hipotesia egiten dute maniobrak egiteko behar den erresistentzia eta energia handiak gorputzaren oxigeno-erreserba osoa azkar agortzen duela, eta, ondorioz, murgiltze-denbora mugatzen du. Litekeena da ur bolumen handiak xurgatzeko behar den indar mekanikoak indar metaboliko aerobikoa gainditzea. Horregatik, halako maniobratan, taupadak gora egin zuen, baina oso denbora laburrean.
Ikerketaren Γ±abardurak zehatzago ezagutzeko, begiratzea gomendatzen dut .
Epilogoa
Aurkikuntza garrantzitsuenetako bat da balea urdinek bihotz-maiztasun gehien ia behar dutela gas-trukea eta erreperfusioa gainazaleko tarte laburretan, urperaldietan odol- eta muskulu-oxigenoaren agortzearen izaera edozein dela ere. Balea urdin handiagoek janaria lortzeko denbora-tarte laburragoan lan gehiago inbertitu behar dutela kontuan hartzen badugu (hipotesi alometrikoen arabera), orduan ezinbestean hainbat muga fisiologiko jasaten dituzte, bai urperatzean, bai gainazaleko tartean. Horrek esan nahi du ebolutiboki haien gorputzaren tamaina mugatua dela, handiagoa balitz elikagaiak lortzeko prozesua oso garestia izango litzateke eta ez lukete jasotako janariarekin konpentsatuko. Ikertzaileek berek uste dute balea urdinaren bihotza bere gaitasunen mugan lanean ari dela.
Etorkizunean, zientzialariek beren gailuaren gaitasunak zabaltzeko asmoa dute, besteak beste, azelerometro bat gehituz, jarduera fisiko ezberdinek bihotz-taupadetan duten eragina hobeto ulertzeko. Gainera, beren ECG sentsorea beste itsas bizitza batzuetan erabiltzeko asmoa dute.
Ikerketa honek erakusten duenez, bihotz handiena duen izakirik handiena izatea ez da erraza. Dena den, itsasoko biztanleen tamaina edozein dela ere, edozein dieta atxikitzen duten ere, ulertu behar dugu gizakiak arrantzarako, erauzketarako eta garraiorako erabiltzen duen ur zutabea euren etxea izaten jarraitzen duela. Gonbidatuak baino ez gara, eta, beraz, horren arabera jokatu behar dugu.
Ostirala off-top:
Balea urdin baten irudi arraroak bere ahoaren gaitasuna erakusten duena.
Itsasoko beste erraldoi bat kaxalotea da. Bideo honetan, Hercules urrutiko kontrolatutako ROV bat erabiltzen duten zientzialariek katxalote bitxi bat filmatu zuten 598 metroko sakoneran.
Eskerrik asko ikusteagatik, egon jakin-mina eta ondo pasa asteburua denoi! π
Eskerrik asko gurekin geratzeagatik. Gustuko dituzu gure artikuluak? Eduki interesgarri gehiago ikusi nahi? Lagun iezaguzu eskaera bat eginez edo lagunei gomendatuz, , % 30eko deskontua Habr erabiltzaileentzat sarrera-mailako zerbitzarien analogo berezi batean, guk zuk asmatu duguna: (RAID1 eta RAID10-ekin erabilgarri, 24 nukleoraino eta 40 GB DDR4 arte).
Dell R730xd 2 aldiz merkeagoa? Hemen bakarrik Herbehereetan! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 $-tik aurrera! Irakurri buruz
Iturria: www.habr.com