Iku angel mbantah pernyataan yen alam nduweni imajinasi sing paling jelas. Saben perwakilan flora lan fauna nduweni fitur unik, lan kadhangkala uga aneh, sing asring ora cocog karo kepala kita. Contone, kepiting mantis sing padha. Makhluk predator iki bisa nyerang korban utawa pelanggar kanthi cakar sing kuat kanthi kecepatan 83 km / jam, lan sistem visual minangka salah sawijining sing paling kompleks sing wis ditliti manungsa. Mantis crayfish, sanajan galak, ora utamané gedhe - nganti 35 cm. Pedunung paling gedhe ing segara lan samudra, uga planet umume, yaiku paus biru. Dawane mamalia iki bisa nganti luwih saka 30 meter lan bobote 150 ton. Senadyan ukuran sing nggumunake, paus biru meh ora bisa diarani pemburu sing nggegirisi, amarga ... padha seneng plankton.
Anatomi paus biru tansah dadi kapentingan kanggo para ilmuwan sing pengin luwih ngerti carane organisme ageng lan organ ing karya. Senadyan kasunyatan manawa kita wis ngerti babagan orane paus biru nganti pirang-pirang atus taun (wiwit taun 1694, luwih tepate), raksasa kasebut ora mbukak kabeh rahasia. Dina iki kita bakal nliti panaliten ing ngendi klompok ilmuwan saka Universitas Stanford ngembangake piranti sing digunakake kanggo njupuk rekaman pertama denyut jantung paus biru. Kepiye cara kerja jantung panguwasa segara, panemuan apa sing ditindakake para ilmuwan, lan kenapa ora ana organisme sing luwih gedhe tinimbang paus biru? Kita sinau babagan iki saka laporan klompok riset. Tindak.
Pahlawan Panaliten
Paus biru iku mamalia paling gedhé, pedunung paling gedhé ing segara lan samodra, kéwan paling gedhé, paus paling gedhé. Apa sing bisa dakkandhakake, paus biru pancen paling apik babagan dimensi - dawane 33 meter lan bobote 150 ton. Nomer kira-kira, nanging ora kurang nyengsemaken.
Malah kepala buta iki pantes baris kapisah ing Guinness Book of Records, amarga iku manggoni bab 27% saka total dawa awak. Kajaba iku, mripat paus biru cukup cilik, ora luwih gedhe tinimbang grapefruit. Yen sampeyan angel ndeleng mripate paus, mula sampeyan bakal langsung weruh cangkeme. Cangkeme paus biru bisa nampung nganti 100 wong (conto sing serem, nanging paus biru ora mangan wong, paling ora sengaja). Ukuran gedhe saka tutuk amarga preferensi gastronomi: paus mangan plankton, ngulu volume banyu sing akeh, sing banjur dibebasake liwat piranti panyaring, nyaring panganan. Ing kahanan sing cukup apik, paus biru ngonsumsi kira-kira 6 ton plankton saben dina.
Fitur penting liyane paus biru yaiku paru-paru. Dheweke bisa nahan ambegan sajrone 1 jam lan nyilem nganti jerone nganti 100 m. Nanging, kaya mamalia laut liyane, paus biru sacara periodik muncul ing permukaan banyu kanggo ambegan. Nalika paus munggah ing lumahing banyu, dheweke nggunakake blowhole, bolongan ambegan sing digawe saka rong bukaan gedhe (bolong irung) ing mburi sirahe. Exhalation paus liwat blowhole asring diiringi banyu mancur vertikal nganti dhuwur 10 m. Ngelingi karakteristik habitat paus, paru-paru bisa luwih efisien tinimbang paru-paru kita - paru-paru paus nyerep 80-90% saka oksigen, lan kita mung 15%. Volume paru-paru kira-kira 3 ewu liter, nanging ing manungsa angka iki beda-beda watara 3-6 liter.
Model jantung paus biru ing museum ing New Bedford (AS).
Sistem sirkulasi paus biru uga kebak parameter rekaman. Contone, prauné mung ageng, diameteré aorta mung udakara 40 cm, jantung paus biru dianggep minangka jantung paling gedhé ing donya lan boboté kira-kira 8000 ton. Kanthi ati sing gedhe banget, paus akeh getih - luwih saka XNUMX liter ing wong diwasa.
Lan saiki kita lancar teka ing inti saka sinau dhewe. Jantung paus biru gedhe, kaya sing wis dingerteni, nanging cukup alon. Sadurunge, diyakini yen pulsa kira-kira 5-10 denyut saben menit, ing kasus sing jarang nganti 20. Nanging ora ana sing nggawe pangukuran sing akurat nganti saiki.
Ilmuwan saka Universitas Stanford ujar manawa skala penting banget ing biologi, utamane nalika nemtokake fitur fungsional organ makhluk urip. Sinau babagan macem-macem makhluk, saka tikus nganti paus, ngidini kita nemtokake watesan ukuran sing ora bisa ngluwihi organisme urip. Lan jantung lan sistem kardiovaskular umume minangka atribut penting saka panaliten kasebut.
Ing mamalia laut, sing fisiologi wis diadaptasi kanthi lengkap kanggo gaya urip, adaptasi sing ana gandhengane karo nyilem lan nahan ambegan duwe peran penting. Wis ditemokake manawa akeh makhluk kasebut duwe detak jantung sing mudhun nganti tingkat ngisor kahanan istirahat nalika nyilem. Lan sawise munggah menyang permukaan, detak jantung dadi luwih cepet.
Detak jantung sing luwih murah sajrone nyilem perlu kanggo nyuda tingkat pangiriman oksigen menyang jaringan lan sel, saéngga nyuda proses nyuda cadangan oksigen ing getih lan nyuda konsumsi oksigen dening jantung dhewe.
Dianggep yen olah raga (yaiku tambah aktivitas fisik) modulates respon nyilem lan nambah detak jantung nalika nyilem. Hipotesis iki penting banget kanggo nyinaoni paus biru, amarga amarga metode pakan khusus (tiba-tiba ngulu banyu), tingkat metabolisme, miturut teori, kudu ngluwihi nilai dhasar (kahanan istirahat) kanthi 50 kaping. Dianggep manawa lunges kasebut nyepetake kekurangan oksigen, mula nyuda durasi nyilem.
Detak jantung sing tambah lan tambah transfer oksigen saka getih menyang otot sajrone lunge bisa uga duwe peran penting amarga biaya metabolisme saka kegiatan fisik kasebut. Kajaba iku, iku worth considering konsentrasi kurang mioglobin* (Mb) ing paus biru (5-10 kaping luwih murah tinimbang mamalia laut liyane: 0.8 g Mb saben 100 g-1 otot ing paus biru lan 1.8-10 g Mb ing mamalia laut liyane.
Mioglobin* - protein naleni oksigen saka otot balung lan otot jantung.
Minangka kesimpulan, aktivitas fisik, kedalaman nyilem lan kontrol volitional ngganti denyut jantung nalika nyilem liwat sistem saraf otonom.
Faktor tambahan kanggo nyuda denyut jantung bisa uga kompresi / ekspansi paru-paru nalika nyilem / munggah.
Dadi, detak jantung nalika nyilem lan nalika ana ing permukaan langsung ana hubungane karo pola hemodinamik arteri.
Paus sirip
Panaliten sadurunge babagan sifat biomekanik lan dimensi tembok aorta ing paus sirip (Balaenoptera physalus) nuduhake yen nalika nyilem kanthi detak jantung ≤10 denyut / menit, lengkungan aorta nindakake efek reservoir (Efek Windkessel), sing njaga aliran getih kanggo wektu sing suwe periode diastolik * antarane deg-degan lan nyuda pulsasi aliran getih menyang aorta distal sing kaku.
Diastole* (periode diastolik) - periode istirahat jantung antarane kontraksi.
Kabeh hipotesis, teori lan kesimpulan sing kasebut ing ndhuwur kudu duwe bukti material, yaiku, dikonfirmasi utawa dibantah ing praktik. Nanging kanggo nindakake iki, sampeyan kudu nindakake electrocardiogram ing paus biru obah bebas. Cara prasaja ora bakal bisa digunakake ing kene, mula para ilmuwan wis nggawe piranti dhewe kanggo elektrokardiografi.
Video sing peneliti ngomong kanthi ringkes babagan karyane.
ECG paus kasebut direkam nggunakake perekam ECG sing digawe khusus sing dibangun ing kapsul khusus kanthi 4 cangkir nyedhot. Elektroda ECG lumahing dibangun ing rong cangkir nyedhot. Para peneliti njupuk prau menyang Monterey Bay (Samudra Pasifik, cedhak California). Nalika para ilmuwan pungkasane ketemu paus biru sing muncul, dheweke nempelake perekam ECG ing awak (ing jejere sirip kiwa). Miturut data sing diklumpukake sadurunge, paus iki lanang umur 15 taun. Wigati dicathet yen piranti iki ora invasif, yaiku, ora mbutuhake introduksi sensor utawa elektroda menyang kulit kewan. Yaiku, kanggo paus prosedur iki ora krasa lara lan kanthi stres minimal saka kontak karo wong, sing uga penting banget, amarga maca deg-degan dijupuk, sing bisa distorsi amarga stres. Asil kasebut yaiku rekaman ECG 8.5 jam saka ngendi para ilmuwan bisa mbangun profil denyut jantung (gambar ing ngisor iki).
Gambar #1: Profil denyut jantung paus biru.
Bentuk gelombang ECG padha karo sing direkam ing paus cilik sing ditawan nggunakake piranti sing padha. Prilaku mangan paus cukup normal kanggo spesies: nyilem sajrone 16.5 menit nganti jerone 184 m lan interval permukaan 1 nganti 4 menit.
Profil denyut jantung, konsisten karo respon kardiovaskuler kanggo nyilem, nuduhake yen detak jantung antarane 4 lan 8 detak per menit didominasi nalika fase ngisor nyilem golek pangan, ora preduli saka durasi nyilem utawa ambane maksimal. Denyut jantung nyilem (diwilang sajrone kabeh durasi nyilem) lan detak jantung nyilem minimal minimal mudhun kanthi durasi nyilem, dene detak jantung permukaan maksimal postdive mundhak kanthi durasi nyilem. Yaiku, luwih suwe paus ana ing banyu, luwih alon deg-degan nalika nyilem lan luwih cepet sawise munggah.
Sabanjure, persamaan allometrik kanggo mamalia nyatakake yen paus sing bobote 70000 kg nduweni jantung sing bobote 319 kg, lan volume stroke (volume getih sing dibuwang saben denyut) kira-kira 80 l, mula detak jantung istirahat kudu 15 detak/ min.
Sajrone fase ngisor nyilem, detak jantung cepet ana ing antarane 1/3 lan 1/2 saka detak jantung istirahat sing diprediksi. Nanging, detak jantung mundhak nalika tahap munggah. Ing interval lumahing, detak jantung kira-kira kaping pindho saka prediksi detak jantung istirahat lan akeh banget saka 30 nganti 37 bpm sawise nyilem jero (ambane> 125 m) lan saka 20 nganti 30 bpm sawise nyilem luwih cethek.
Pengamatan iki bisa uga nuduhake yen akselerasi detak jantung perlu kanggo nggayuh pertukaran gas ambegan sing dikarepake lan reperfusi (pemulihan aliran getih) jaringan antarane nyilem jero.
Nyilem wengi sing cethek lan cendhak digandhengake karo istirahat lan mulane luwih umum ing negara sing kurang aktif. Denyut jantung khas sing diamati sajrone nyilem wengi 5 menit (8 detak per menit) lan interval permukaan 2 menit (25 detak per menit) bisa digabung dadi detak jantung udakara 13 detak per menit. Angka iki, kaya sing bisa dideleng, cedhak banget karo ramalan model allometrik.
Para ilmuwan banjur nggawe profil denyut jantung, ambane, lan volume paru-paru relatif saka 4 nyilem kapisah kanggo mriksa efek potensial saka aktivitas fisik lan ambane ing regulasi denyut jantung.
Gambar #2: Detak jantung, ambane lan profil volume paru relatif saka 4 nyilem individu.
Nalika mangan panganan ing jero banget, paus nindakake maneuver lunge tartamtu - kanthi cepet mbukak cangkeme kanggo ngulu banyu karo plankton, lan banjur nyaring panganan. Diamati yen detak jantung nalika ngulu banyu 2.5 kaping luwih dhuwur tinimbang nalika filtrasi. Iki langsung ngomong babagan katergantungan denyut jantung ing aktivitas fisik.
Kanggo paru-paru, efek ing denyut jantung arang banget, amarga ora ana owah-owahan signifikan ing volume paru-paru relatif nalika nyilem kasebut.
Kajaba iku, ing fase ngisor nyilem cethek, kenaikan denyut jantung jangka pendek digandhengake kanthi owah-owahan volume relatif paru-paru lan bisa disebabake dening aktivasi reseptor regangan paru-paru.
Ngringkes pengamatan sing diterangake ing ndhuwur, para ilmuwan nyimpulake yen sajrone mangan ing jero banget ana paningkatan denyut jantung kanthi 2.5 kali. Nanging, detak jantung puncak rata-rata sajrone nyusoni lunges isih mung setengah saka nilai istirahat sing diprediksi. Data kasebut konsisten karo hipotesis manawa lengkungan aorta fleksibel paus gedhe duweni efek reservoir sajrone detak jantung sing alon nalika nyilem. Kajaba iku, sawetara tingkat denyut jantung sing luwih dhuwur sajrone periode pasca nyilem ndhukung hipotesis yen impedansi aorta lan beban kerja jantung dikurangi sajrone interval permukaan amarga gangguan sing ngrusak saka gelombang tekanan sing metu lan dibayangke ing aorta.
Bradikardia abot sing diamati dening para peneliti bisa diarani minangka asil panaliten sing ora dikarepke, amarga mbuwang energi kolosal dening paus ing maneuver lunge nalika ngulu banyu karo plankton. Nanging, biaya metabolisme saka maneuver iki bisa uga ora cocog karo detak jantung utawa transportasi oksigen konvektif, sebagian amarga wektu pakan sing cendhak lan kemungkinan rekrutmen glikolitik, serat otot kanthi cepet.
Sajrone lunge, paus biru nyepetake kanthi kacepetan dhuwur lan nyerep volume banyu sing bisa luwih gedhe tinimbang awak dhewe. Para ilmuwan hipotesis manawa resistensi dhuwur lan energi sing dibutuhake kanggo maneuver kanthi cepet nyuda cadangan oksigen total awak, saengga mbatesi wektu nyilem. Kekuwatan mekanik sing dibutuhake kanggo nyerep banyu kanthi volume gedhe bisa uga ngluwihi gaya metabolisme aerobik. Mulane, sajrone maneuver kasebut, detak jantung mundhak, nanging kanggo wektu sing cendhak.
Kanggo kenalan sing luwih rinci karo nuansa sinau, aku nyaranake ndeleng .
Epilogue
Salah sawijining temuan sing paling penting yaiku paus biru mbutuhake detak jantung sing cedhak kanggo ijol-ijolan gas lan reperfusi sajrone interval permukaan sing cendhak, ora preduli saka kekurangan oksigen getih lan otot nalika nyilem. Yen kita nganggep manawa paus biru sing luwih gedhe kudu nandur modal luwih akeh sajrone wektu sing luwih cendhek kanggo entuk panganan (sesuai karo hipotesis allometrik), mula dheweke mesthi ngadhepi sawetara kendala fisiologis sajrone nyilem lan sajrone interval permukaan. Iki tegese sacara evolusi ukuran awak diwatesi, amarga yen luwih gedhe, proses entuk panganan bakal larang banget lan ora bakal diimbangi karo panganan sing ditampa. Peneliti dhewe percaya yen jantung paus biru kerja ing watesan kemampuane.
Ing mangsa ngarep, para ilmuwan ngrancang nggedhekake kemampuan piranti kasebut, kalebu nambahake akselerometer kanggo luwih ngerti efek saka aktivitas fisik sing beda ing detak jantung. Dheweke uga ngrancang nggunakake sensor ECG ing urip segara liyane.
Kaya sing dituduhake panliten iki, dadi makhluk paling gedhe kanthi ati sing paling gedhe ora gampang. Nanging, ora ketompo apa ukuran pedunung segara, ora ketompo apa diet sing dipatuhi, kita kudu ngerti yen kolom banyu, sing digunakake dening manungsa kanggo nelayan, ekstraksi lan transportasi, tetep dadi omah. Kita mung tamu, mula kita kudu tumindak kaya ngono.
Jum'at ing ndhuwur:
Cuplikan langka saka paus biru sing nuduhake kapasitas cangkeme.
Raksasa liyane saka segara yaiku paus sperma. Ing video iki, para ilmuwan nggunakake ROV Hercules sing dikontrol saka jarak jauh nggawe film paus sperma sing penasaran ing jerone 598 meter.
Matur nuwun kanggo nonton, tetep penasaran lan duwe akhir minggu sing apik kabeh! 🙂
Matur nuwun kanggo tetep karo kita. Apa sampeyan seneng karo artikel kita? Pengin ndeleng konten sing luwih menarik? Ndhukung kita kanthi nggawe pesenan utawa menehi rekomendasi menyang kanca, , Diskon 30% kanggo pangguna Habr ing analog unik saka server level entri, sing diciptakake kanggo sampeyan: (kasedhiya karo RAID1 lan RAID10, munggah 24 intine lan nganti 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kaping luwih murah? Mung kene ing Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - saka $99! Maca babagan
Source: www.habr.com