Li difisil pou diskite ak deklarasyon an ke lanati gen imajinasyon ki pi vivan. Chak reprezantan Flora ak Fon gen pwòp karakteristik inik, epi pafwa menm etranj, ki souvan pa ka anfòm nan tèt nou. Pran, pou egzanp, menm krab mantis la. Bèt predatè sa a kapab atake yon viktim oswa delenkan ak grif pwisan li yo nan yon vitès 83 km / h, ak sistèm vizyèl yo se youn nan pi konplèks ki te janm etidye pa imen. Mantis kribich, byenke feròs, yo pa patikilyèman gwo - jiska 35 cm nan longè. Pi gwo abitan nan lanmè yo ak oseyan yo, osi byen ke planèt la an jeneral, se balèn ble a. Longè mamifè sa a ka rive jwenn plis pase 30 mèt ak pwa 150 tòn. Malgre gwosè enpresyonan yo, balèn ble diman ka rele chasè tèrib, paske... yo prefere plankton.
Anatomi nan balèn ble te toujou nan enterè syantis ki vle pi byen konprann ki jan tankou yon òganis gwo ak ògàn yo nan li travay. Malgre lefèt ke nou te konnen sou egzistans la nan balèn ble pou plizyè santèn ane (depi 1694, yo dwe pi presi), gran sa yo pa te revele tout sekrè yo. Jodi a nou pral gade nan yon etid kote yon gwoup syantifik nan Inivèsite Stanford te devlope yon aparèy ki te itilize pou jwenn premye anrejistreman batman kè yon balèn ble. Ki jan kè chèf lanmè yo travay, ki dekouvèt syantis yo fè, e poukisa yon òganis ki pi gwo pase yon balèn ble pa ka egziste? Nou aprann sou sa nan rapò gwoup rechèch la. Ale.
Ewo rechèch
Balèn ble a se pi gwo mamifè a, pi gwo moun ki rete nan lanmè ak oseyan, pi gwo bèt, pi gwo balèn. Kisa mwen ka di, balèn ble a se reyèlman pi bon an tèm de dimansyon - longè se 33 mèt ak pwa se 150 tòn. Nimewo yo se apwoksimatif, men pa mwens enpresyonan.
Menm tèt jeyan sa a merite yon liy separe nan Guinness Book of Records, paske li okipe apeprè 27% nan longè total kò a. Anplis, je yo nan balèn ble yo byen piti, pa pi gwo pase yon chadèk. Si li difisil pou ou wè je yon balèn, Lè sa a, ou pral remake bouch la imedyatman. Bouch yon balèn ble ka kenbe jiska 100 moun (yon egzanp grenpe, men balèn ble pa manje moun, omwen pa entansyonèlman). Gwosè a nan bouch la se akòz preferans gastronomik: balèn manje plankton, vale gwo kantite dlo, ki se Lè sa a, lage nan yon aparèy filtre, filtraj manje a. Anba sikonstans san patipri favorab, balèn ble a konsome apeprè 6 tòn plankton pou chak jou.
Yon lòt karakteristik enpòtan nan balèn ble se poumon yo. Yo kapab kenbe souf yo pou 1 èdtan epi plonje nan yon pwofondè ki rive jiska 100 m. Men, tankou lòt mamifè maren, balèn ble detanzantan parèt sou sifas dlo a pou yo respire. Lè balèn monte sou sifas dlo a, yo sèvi ak yon blowhole, yon twou pou respire ki fèt ak de gwo ouvèti (nen) sou do tèt yo. Eksalasyon yon balèn nan twou soufle a souvan akonpaye pa yon sous dlo vètikal ki rive jiska 10 m. Lè nou konsidere karakteristik abita balèn yo, poumon yo travay pi efikas pase pa nou - poumon yon balèn absòbe 80-90% nan. oksijèn, ak nou sèlman sou 15%. Volim nan poumon yo se apeprè 3 mil lit, men nan moun figi sa a varye alantou 3-6 lit.
Modèl kè yon balèn ble nan yon mize nan New Bedford (USA).
Sistèm sikilasyon balèn ble a tou plen paramèt dosye. Pou egzanp, veso yo tou senpleman gwo, dyamèt aorta a pou kont li se apeprè 40 cm. Kè a nan balèn ble yo konsidere kòm pi gwo kè nan mond lan ak peze sou yon tòn. Avèk tankou yon gwo kè, balèn nan gen anpil san - plis pase 8000 lit nan yon granmoun.
Epi, koulye a nou san pwoblèm rive nan sans nan etid la tèt li. Kè balèn ble a gwo, jan nou te deja konprann, men li bat byen dousman. Précédemment, yo te kwè ke batman kè a te apeprè 5-10 bat pou chak minit, nan ka ki ra jiska 20. Men, pa gen moun ki te fè mezi egzat jiska kounye a.
Syantis nan Inivèsite Stanford di ke echèl la gen anpil enpòtans nan byoloji, sitou lè li rive detèmine karakteristik fonksyonèl ògàn yo nan bèt vivan yo. Etid divès kalite bèt, soti nan sourit rive nan balèn, pèmèt nou detèmine limit gwosè yon òganis vivan pa ka depase. Ak kè a ak sistèm kadyovaskilè an jeneral yo se atribi enpòtan nan etid sa yo.
Nan mamifè maren, ki gen fizyoloji konplètman adapte ak fòm yo, adaptasyon ki asosye ak plonje ak kenbe souf yo jwe yon wòl enpòtan. Li te jwenn ke anpil nan bèt sa yo gen batman kè ki tonbe nan nivo pi ba pase eta repo yo pandan yon plonje. Epi li te monte nan sifas la, batman kè a vin pi rapid.
Yon batman kè pi ba pandan plonje nesesè pou diminye pousantaj livrezon oksijèn nan tisi ak selil yo, kidonk ralanti pwosesis rediksyon rezèv oksijèn nan san an epi redwi konsomasyon oksijèn pa kè a tèt li.
Li se ipotèz ke fè egzèsis (sa vle di ogmante aktivite fizik) modil repons lan plonje ak ogmante batman kè pandan yon plonje. Ipotèz sa a se espesyalman enpòtan pou etid la nan balèn ble, paske akòz metòd espesyal pou manje (yon gwo kous toudenkou pou vale dlo), to metabolik la, nan teyori, ta dwe depase valè debaz yo (eta repo) pa. 50 fwa. Li sipoze ke lunges sa yo akselere rediksyon oksijèn, kidonk diminye dire plonje a.
Ogmantasyon batman kè a ak ogmante transfè oksijèn soti nan san an nan misk yo pandan yon lunge ka jwe yon wòl enpòtan akòz depans metabolik yo nan aktivite fizik sa yo. Anplis de sa, li vo konsidere konsantrasyon ki ba myoglobin* (Mb) nan balèn ble (5-10 fwa pi ba pase nan lòt mamifè maren: 0.8 g Mb pou chak 100 g-1 misk nan balèn ble ak 1.8-10 g Mb nan lòt mamifè maren.
Mioglobin* - oksijèn-obligatwa pwoteyin nan misk skelèt ak misk kadyak.
Kòm yon konklizyon, aktivite fizik, pwofondè plonje ak kontwòl volitif chanje batman kè pandan plonje nan sistèm nève otonòm lan.
Yon faktè adisyonèl nan diminye batman kè ka konpresyon / ekspansyon nan poumon yo pandan yon plonje / monte.
Kidonk, batman kè pandan yon plonje ak pandan y ap sou sifas la dirèkteman gen rapò ak modèl emodinamik atè.
Balèn fin
Yon etid anvan pwopriyete byomekanik ak dimansyon mi aortik nan balèn fin (Balaenoptera physalus) te montre ke pandan plonje nan yon batman kè ≤10 bat/min, vout aòtik la aplike yon efè rezèvwa (Windkessel efè), ki kenbe sikilasyon san pou peryòd tan peryòd diastolik* ant batman kè ak diminye pulsasyon sikilasyon san nan rèd aorta distal la.
Diastole* (peryòd diastolik) - peryòd la nan detant nan kè a ant kontraksyon.
Tout ipotèz, teyori ak konklizyon ki dekri anwo yo dwe gen prèv materyèl, se sa ki konfime oswa demanti an pratik. Men, pou fè sa, ou bezwen fè yon elektwokadyogram sou yon balèn ble k ap deplase lib. Metòd senp pa pral travay isit la, kidonk syantis yo te kreye pwòp aparèy yo pou elektwokardyografi.
Yon videyo kote chèchè yo pale yon ti tan sou travay yo.
Yo te anrejistre ECG balèn nan lè l sèvi avèk yon achiv ECG ki fèt sou koutim ki te bati nan yon kapsil espesyal ak 4 tas pou aspirasyon. Elektwòd ECG sifas yo te bati nan de nan tas pou aspirasyon yo. Chèchè yo te pran yon bato nan Monterey Bay (Oseyan Pasifik, toupre Kalifòni). Lè syantis yo te rankontre finalman yon balèn ble ki te parèt, yo tache yon achiv ECG nan kò li (akote fin gòch li). Dapre done yo kolekte deja, balèn sa a se yon gason nan laj 15 ane. Li enpòtan sonje ke aparèy sa a pa pwogrese, se sa ki, li pa mande pou entwodiksyon an nan nenpòt detèktè oswa elektwòd nan po bèt la. Sa vle di, pou balèn nan pwosedi sa a se konplètman san doulè epi ak estrès minim nan kontak ak moun, ki se tou trè enpòtan, bay lekti batman kè yo pran, ki ta ka defòme akòz estrès. Rezilta a se te yon anrejistreman ECG 8.5 èdtan ki soti nan ki syantis yo te kapab bati yon pwofil batman kè (imaj anba a).
Imaj # 1: pwofil batman kè balèn ble.
Ond ECG a te sanble ak sa ki te anrejistre nan ti balèn ki te kaptive yo lè l sèvi avèk menm aparèy la. Konpòtman manje balèn nan te byen nòmal pou espès li yo: plonje pou 16.5 minit nan yon pwofondè de 184 m ak entèval sifas nan 1 a 4 minit.
Pwofil batman kè a, ki konsistan avèk repons kadyovaskilè a nan plonje a, te montre ke batman kè ant 4 ak 8 bat pou chak minit domine pandan faz ki pi ba nan plonje manje, kèlkeswa dire plonje oswa pwofondè maksimòm. Batman kè plonje (kalkile sou tout dire plonje a) ak batman kè minimòm plonje enstantane diminye ak dire plonje, tandiske batman kè sifas maksimòm apre plonje ogmante ak dire plonje. Sa vle di, plis balèn nan te anba dlo, se pi dousman kè a bat pandan plonje a ak pi vit apre moute a.
Nan vire, ekwasyon allometrik pou mamifè yo di ke yon balèn ki peze 70000 kg gen yon kè ki peze 319 kg, ak volim konjesyon serebral li (volim san ki soti pou chak bat) se apeprè 80 l, kidonk, batman kè a repoze yo ta dwe 15 batman pou chak batman. min.
Pandan faz ki pi ba yo nan plonje yo, batman kè a enstantane te ant 1/3 ak 1/2 nan batman kè a repoze prevwa. Sepandan, batman kè a ogmante pandan etap monte a. Nan entèval sifas, batman kè yo te apeprè de fwa batman kè repoze yo te prevwa a epi yo te varye sitou ant 30 a 37 bpm apre plonje gwo twou san fon (>125 m pwofondè) ak soti nan 20 a 30 bpm apre plonje ki pi fon.
Obsèvasyon sa a ka endike ke akselerasyon batman kè nesesè pou reyalize echanj gaz respiratwa a vle ak repèfizyon (retablisman sikilasyon san) tisi ant plonje gwo twou san fon.
Plonje lannwit ki pa fon, ki dire kout yo te asosye ak rès epi yo te kidonk pi komen nan eta mwens aktif. Batman kè tipik yo obsève pandan yon plonje lannwit 5 minit (8 bat pou chak minit) ak entèval sifas ki akonpaye 2 minit (25 bat pou chak minit) ka konbine pou rezilta nan yon batman kè apeprè 13 bat pou chak minit. Figi sa a, jan nou ka wè, se konsiderableman pre prediksyon yo estime nan modèl alometrik.
Lè sa a, syantis yo définissez batman kè, pwofondè, ak volim nan poumon relatif soti nan 4 plonje separe pou egzamine efè potansyèl aktivite fizik ak pwofondè sou règleman batman kè.
Imaj #2: batman kè, pwofondè ak volim relatif nan poumon pwofil 4 plonje separe.
Lè w ap manje manje nan gwo pwofondè, balèn nan fè yon sèten manèvman - li sevè ouvri bouch li pou vale dlo ak plankton, epi answit filtre manje a. Li te obsève ke batman kè a nan moman vale dlo a se 2.5 fwa pi wo pase nan moman sa a nan filtraj. Sa a dirèkteman pale ak depandans nan batman kè sou aktivite fizik.
Kòm pou poumon yo, efè yo sou batman kè se trè fasil, paske pa gen okenn chanjman enpòtan nan volim relatif nan poumon yo te obsève pandan plonje yo nan kesyon an.
Anplis, nan faz ki pi ba yo nan plonje ki pa fon, yon ogmantasyon kout tèm nan batman kè yo te asosye jisteman ak chanjman nan volim relatif nan poumon yo epi yo ka ki te koze pa aktivasyon nan reseptè a detire nan poumon.
Rezime obsèvasyon ki dekri pi wo a, syantis yo te rive nan konklizyon ke pandan manje nan gwo pwofondè gen yon ogmantasyon kout tèm nan batman kè pa 2.5 fwa. Sepandan, pik batman kè mwayèn pandan lonje manje a te toujou sèlman mwatye valè repo prevwa a. Done sa yo konsistan avèk ipotèz ki fè konnen ark aortik fleksib gwo balèn yo fè yon efè rezèvwa pandan batman kè dousman plonje. Anplis de sa, seri de batman kè ki pi wo pandan peryòd apre plonje a sipòte ipotèz ke enpedans aortik ak chaj travay kadyak yo redwi pandan entèval sifas la akòz entèferans destriktif nan vag presyon sortan ak reflete nan aorta la.
Chèchè yo ka rele bradikardya grav ki te obsève kòm yon rezilta inatandi nan etid la, yo bay balèn nan depans enèji kolosal sou manevwe nan lunge pandan y ap vale dlo ak plankton. Sepandan, pri metabolik manevwe sa a ka pa matche ak batman kè oswa transpò oksijèn konvèktif, an pati akòz dire kout nan manje ak rekritman posib nan fib nan misk glikolitik, rapid-kontraksyon.
Pandan yon lunge, balèn ble akselere nan gwo vitès epi absòbe yon volim dlo ki ka pi gwo pase pwòp kò yo. Syantis yo ipotèz ke gwo rezistans ak enèji ki nesesè pou manevwe byen vit diminye rezèv oksijèn total kò a, kidonk limite tan plonje. Fòs mekanik ki nesesè pou absòbe gwo volim dlo gen anpil chans pou depase fòs metabolik aerobic. Se poutèt sa, pandan manèv sa yo, batman kè a ogmante, men pou yon tan trè kout.
Pou yon konesans pi detaye ak nuans etid la, mwen rekòmande gade .
Épilogue
Youn nan konklizyon ki pi enpòtan yo se ke balèn ble yo bezwen tou pre maksimòm batman kè pou echanj gaz ak repèfizyon pandan entèval kout sifas yo, kèlkeswa nati san ak oksijèn nan misk deplètman pandan plonje. Si nou konsidere ke pi gwo balèn ble dwe envesti plis travay sou yon peryòd tan ki pi kout pou jwenn manje (an akò ak ipotèz alometrik), Lè sa a, yo inevitableman fè fas a plizyè kontrent fizyolojik tou de pandan plonje a ak pandan entèval sifas la. Sa vle di ke evolisyonèman gwosè kò yo limite, paske si li te pi gwo, pwosesis la pou jwenn manje ta trè koute chè epi yo pa ta konpanse pa manje yo resevwa. Chèchè yo tèt yo kwè ke kè a nan balèn ble a ap travay nan limit la nan kapasite li yo.
Nan lavni an, syantis yo planifye pou elaji kapasite yo nan aparèy yo, ki gen ladan ajoute yon akseleromètr pi byen konprann efè a nan diferan aktivite fizik sou batman kè. Yo planifye tou pou itilize Capteur ECG yo sou lòt lavi maren.
Jan etid sa a montre, se pa yon bagay ki fasil pou w vin pi gwo bèt ki gen pi gwo kè. Sepandan, kèlkeswa gwosè moun ki rete nan maren yo, kèlkeswa rejim alimantè yo respekte, nou bezwen konprann ke kolòn dlo a, ke moun itilize pou lapèch, ekstraksyon ak transpò, rete lakay yo. Nou se sèlman envite, ak Se poutèt sa nou dwe konpòte kòmsadwa.
Vandredi sou tèt:
Pye ki ra yon balèn ble ki montre kapasite bouch li.
Yon lòt jeyan nan lanmè yo se balèn nan espèm. Nan videyo sa a, syantis ki te itilize yon ROV Hercules ki te kontwole adistans te filme yon balèn kirye nan yon pwofondè 598 mèt.
Mèsi paske w gade, rete kirye epi pase yon bon wikenn tout moun! 🙂
Mèsi paske w rete avèk nou. Ou renmen atik nou yo? Vle wè plis kontni enteresan? Sipòte nou pa mete yon lòd oswa rekòmande pou zanmi, , 30% rabè pou itilizatè Habr sou yon analòg inik nan sèvè nivo antre, ki te envante pa nou pou ou: (disponib ak RAID1 ak RAID10, jiska 24 nwayo ak jiska 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 fwa pi bon mache? Sèlman isit la nan Netherlands! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - soti nan $ 99! Li sou
Sous: www.habr.com