Huwa diffiċli li wieħed jargumenta mad-dikjarazzjoni li n-natura għandha l-aktar immaġinazzjoni ħaj. Kull wieħed mir-rappreżentanti tal-flora u l-fawna għandu l-karatteristiċi uniċi tiegħu, u xi kultant anke strambi, li ħafna drabi ma jistgħux jidħlu f'rasna. Ħu, pereżempju, l-istess granċ mantis. Din il-kreatura predatorja kapaċi tattakka vittma jew ħati bid-dwiefer qawwija tagħha b'veloċità ta '83 km/h, u s-sistema viżiva tagħhom hija waħda mill-aktar kumplessi li qatt ġew studjati mill-bnedmin. Il-gambli Mantis, għalkemm ħarxa, mhumiex partikolarment kbar - sa 35 ċm fit-tul. L-akbar abitant ta 'l-ibħra u l-oċeani, kif ukoll il-pjaneta in ġenerali, hija l-balieni blu. It-tul ta 'dan il-mammiferu jista' jilħaq aktar minn 30 metru u piż 150 tunnellata. Minkejja d-daqs impressjonanti tagħhom, il-balieni blu ma tantx jistgħu jissejħu kaċċaturi formidabbli, għax... jippreferu l-plankton.
L-anatomija tal-balieni blu dejjem kienet ta 'interess għax-xjenzati li jridu jifhmu aħjar kif jaħdem organiżmu daqshekk enormi u l-organi fih. Minkejja l-fatt li ilna nafu dwar l-eżistenza tal-balieni blu għal diversi mijiet ta’ snin (mill-1694, biex inkunu aktar preċiżi), dawn il-ġganti ma żvelawx is-sigrieti kollha tagħhom. Illum se nagħtu ħarsa lejn studju li fih grupp ta’ xjenzati mill-Università ta’ Stanford żviluppaw apparat li ntuża biex jinkisbu l-ewwel reġistrazzjonijiet tat-taħbit tal-qalb ta’ balena blu. Kif taħdem il-qalba tal-ħakkiem tal-ibħra, liema skoperti għamlu x-xjenzati, u għaliex ma jistax jeżisti organiżmu akbar minn balena blu? Nitgħallmu dwar dan mir-rapport tal-grupp ta 'riċerka. Mur.
Eroj tar-Riċerka
Il-balieni blu huwa l-akbar mammiferu, l-akbar abitant tal-ibħra u l-oċeani, l-akbar annimal, l-akbar balena. X'nista 'ngħid, il-balieni blu hija verament l-aqwa f'termini ta' dimensjonijiet - it-tul huwa 33 metru u l-piż huwa 150 tunnellata. In-numri huma approssimattivi, iżda mhux inqas impressjonanti.
Anke l-kap ta 'dan il-ġgant jistħoqqlu linja separata fil-Guiness Book of Records, peress li tokkupa madwar 27% tat-tul totali tal-ġisem. Barra minn hekk, l-għajnejn tal-balieni blu huma pjuttost żgħar, mhux akbar minn grejpfrut. Jekk ikun diffiċli għalik li tara l-għajnejn ta 'balieni, allura tinnota l-ħalq immedjatament. Il-ħalq ta’ balieni blu jista’ jżomm sa 100 ruħ (eżempju tkeċċi, iżda l-balieni blu ma jieklux nies, għall-inqas mhux intenzjonalment). Id-daqs kbir tal-ħalq huwa dovut għal preferenzi gastronomiċi: il-balieni jieklu plankton, jibilgħu volumi kbar ta 'ilma, li mbagħad jinħeles permezz ta' apparat tal-filtru, jiffiltraw l-ikel. Taħt ċirkostanzi pjuttost favorevoli, il-balieni blu tikkonsma madwar 6 tunnellati ta 'plankton kuljum.
Fattur ieħor importanti tal-balieni blu huwa l-pulmuni tagħhom. Huma kapaċi jżommu n-nifs għal siegħa 1 u jogħdas sa fond sa 100 m. Iżda, bħal mammiferi marittimi oħra, il-balieni blu perjodikament joħorġu fil-wiċċ tal-ilma biex jieħdu n-nifs. Meta l-balieni jitilgħu fil-wiċċ ta 'l-ilma, huma jużaw blowhole, toqba tan-nifs magħmula minn żewġ fetħiet kbar (imnieħer) fuq wara ta' rashom. L-exhalation ta 'balieni permezz tal-blowhole tagħha ħafna drabi tkun akkumpanjata minn funtana vertikali ta' ilma għoli sa 10 m. Meta wieħed iqis il-karatteristiċi tal-ħabitat tal-balieni, il-pulmuni tagħhom jaħdmu b'mod ħafna aktar effiċjenti minn tagħna - il-pulmuni ta 'balieni jassorbu 80-90% tal- ossiġnu, u tagħna biss madwar 15%. Il-volum tal-pulmuni huwa ta 'madwar 3 elf litru, iżda fil-bnedmin din iċ-ċifra tvarja madwar 3-6 litri.
Mudell ta’ qalb ta’ balena blu f’mużew fi New Bedford (l-Istati Uniti).
Is-sistema ċirkolatorja tal-balieni blu hija wkoll sħiħa ta 'parametri rekord. Pereżempju, il-bastimenti tagħhom huma sempliċiment enormi, id-dijametru tal-aorta waħedha huwa ta 'madwar 40 ċm Il-qalba tal-balieni blu hija meqjusa bħala l-akbar qalb fid-dinja u tiżen madwar tunnellata. B'qalb daqshekk kbira, il-balieni għandha ħafna demm - aktar minn 8000 litru f'adult.
U issa naslu bla xkiel għall-essenza tal-istudju nnifsu. Il-qalba tal-balieni blu hija kbira, kif diġà fhimna, iżda tħabbat pjuttost bil-mod. Preċedentement, kien maħsub li l-polz kien ta 'madwar 5-10 taħbita kull minuta, f'każijiet rari sa 20. Iżda ħadd ma kien għamel kejl preċiż sa issa.
Ix-xjentisti mill-Università ta’ Stanford jgħidu li l-iskala hija ta’ importanza kbira fil-bijoloġija, speċjalment meta tiġi biex jiġu ddeterminati l-karatteristiċi funzjonali tal-organi tal-ħlejjaq ħajjin. L-istudju ta’ diversi ħlejjaq, mill-ġrieden sal-balieni, jippermettilna niddeterminaw il-limiti tad-daqs li organiżmu ħaj ma jistax jaqbeż. U l-qalb u s-sistema kardjovaskulari b'mod ġenerali huma attributi importanti ta 'studji bħal dawn.
Fil-mammiferi tal-baħar, li l-fiżjoloġija tagħhom hija kompletament adattata għall-istil tal-ħajja tagħhom, l-adattamenti assoċjati mal-għadis u li jżommu n-nifs għandhom rwol importanti. Instab li ħafna minn dawn il-kreaturi għandhom ir-rati tal-qalb li jinżlu għal livelli taħt l-istat ta’ mistrieħ tagħhom waqt adsa. U wara li telgħet fil-wiċċ, ir-rata tal-qalb issir aktar mgħaġġla.
Rata tal-qalb aktar baxxa waqt l-għadis hija meħtieġa biex titnaqqas ir-rata tal-kunsinna tal-ossiġnu lit-tessuti u ċ-ċelloli, u b'hekk tnaqqas il-proċess ta 'tnaqqis tar-riżervi tal-ossiġnu fid-demm u tnaqqas il-konsum tal-ossiġnu mill-qalb nnifisha.
Huwa ipotetizzat li l-eżerċizzju (jiġifieri żieda fl-attività fiżika) jimmodula r-rispons tal-għads u jżid ir-rata tal-qalb waqt adsa. Din l-ipoteżi hija speċjalment importanti għall-istudju tal-balieni blu, peress li minħabba l-metodu speċjali ta 'tmigħ (lunge f'daqqa biex tibla' l-ilma), ir-rata metabolika, fit-teorija, għandha taqbeż il-valuri bażiċi (stat ta' mistrieħ) billi 50 darba. Huwa preżunt li lunges bħal dawn jaċċelleraw it-tnaqqis tal-ossiġnu, u għalhekk inaqqsu t-tul tal-għads.
Iż-żieda fir-rata tal-qalb u ż-żieda fit-trasferiment ta 'ossiġnu mid-demm għall-muskoli waqt lunge jista' jkollhom rwol importanti minħabba l-ispejjeż metaboliċi ta 'attività fiżika bħal din. Barra minn hekk, ta 'min jikkunsidra l-konċentrazzjoni baxxa mijoglobina* (Mb) fil-balieni blu (5-10 darbiet inqas minn f'mammiferi marittimi oħra: 0.8 g Mb għal kull 100 g-1 muskolu fil-balieni blu u 1.8-10 g Mb f'mammiferi marittimi oħra.
Mijoglobina* - proteina li torbot l-ossiġnu tal-muskoli skeletriċi u tal-muskoli tal-qalb.
Bħala konklużjoni, l-attività fiżika, il-fond tal-għadis u l-kontroll volizzjonali jbiddlu r-rata tal-qalb waqt l-għadis permezz tas-sistema nervuża awtonomika.
Fattur addizzjonali fit-tnaqqis tar-rata tal-qalb jista' jkun il-kompressjoni/espansjoni tal-pulmuni waqt adsa/tlugħ.
Għalhekk, ir-rata tal-qalb waqt adsa u waqt li tkun fuq il-wiċċ hija direttament relatata ma 'mudelli emodinamiċi arterjali.
Balieni tal-pinen
Studju preċedenti tal-proprjetajiet bijomekkaniċi u d-dimensjonijiet tal-ħitan aortiċi fil-balieni fin (Balaenoptera physalus) wera li waqt l-għadis b'rata tal-qalb ≤10 taħbita/min, l-arkata aortika timplimenta effett ta 'ġibjun (Effett Windkessel), li żżomm il-fluss tad-demm għal perjodi twal perjodi dijastoliċi* bejn taħbit tal-qalb u jnaqqas il-pulsazzjoni tal-fluss tad-demm fl-aorta distali iebsa.
Dijastole* (perjodu dijastoliku) - il-perjodu ta 'rilassament tal-qalb bejn kontrazzjonijiet.
L-ipoteżijiet, teoriji u konklużjonijiet kollha deskritti hawn fuq irid ikollhom evidenza materjali, jiġifieri, jiġu kkonfermati jew miċħuda fil-prattika. Iżda biex tagħmel dan, għandek bżonn tagħmel elettrokardjogramma fuq balena blu li tiċċaqlaq liberament. Metodi sempliċi mhux se jaħdmu hawn, għalhekk ix-xjenzati ħolqu l-apparat tagħhom stess għall-elettrokardjografija.
Filmat li fih ir-riċerkaturi jitkellmu fil-qosor dwar ix-xogħol tagħhom.
L-ECG tal-balieni ġie rreġistrat bl-użu ta’ reġistratur ECG magħmul apposta mibni f’kapsula speċjali b’4 suction cups. L-elettrodi tal-ECG tal-wiċċ ġew mibnija fi tnejn mill-ġbid ta 'ġbid. Ir-riċerkaturi ħadu dgħajsa lejn Monterey Bay (Oċean Paċifiku, ħdejn California). Meta fl-aħħar ix-xjentisti ltaqgħu ma’ baliena blu li kienet ħarġet il-wiċċ, qabbdu reġistratur ECG ma’ ġisimha (ħdejn ix-xewka tax-xellug tagħha). Skont dejta miġbura qabel, din il-balieni hija raġel fl-età ta’ 15-il sena. Huwa importanti li wieħed jinnota li dan l-apparat mhuwiex invażiv, jiġifieri, ma jeħtieġx l-introduzzjoni ta 'sensuri jew elettrodi fil-ġilda tal-annimal. Jiġifieri għall-balieni din il-proċedura hija kompletament bla tbatija u bi stress minimu minn kuntatt man-nies, li huwa wkoll estremament importanti, peress li jittieħed qari tat-taħbit tal-qalb, li jista’ jiġi mgħawġa minħabba stress. Ir-riżultat kien reġistrazzjoni ECG ta '8.5 sigħat li minnu x-xjentisti setgħu jibnu profil tar-rata tal-qalb (immaġni hawn taħt).
Immaġni #1: Profil tar-rata tal-qalb tal-balieni blu.
Il-forma tal-mewġ tal-ECG kienet simili għal dik irreġistrata f'balieni żgħar fil-magħluq bl-użu tal-istess apparat. L-imġieba tal-balieni fit-tiftix tal-ikel kienet pjuttost normali għall-ispeċi tagħha: għadis għal 16.5 minuti sa fond ta '184 m u intervalli tal-wiċċ ta' 1 sa 4 minuti.
Il-profil tar-rata tal-qalb, konsistenti mar-rispons kardjovaskulari għall-għaddasa, wera li r-rati tal-qalb bejn 4 u 8 taħbita fil-minuta predominaw matul il-fażi t'isfel tal-għaddasa tal-għalf, irrispettivament mit-tul tal-għads jew il-fond massimu. Ir-rata tal-qalb tal-għads (ikkalkulata fuq it-tul kollu tal-għads) u r-rata tal-qalb tal-għaddas istantanja minima naqsu mat-tul tal-għaddas, filwaqt li r-rata tal-qalb massima tal-wiċċ wara l-għaddas żdiedet mat-tul tal-għaddas. Jiġifieri, aktar ma l-balieni kienet itwal taħt l-ilma, aktar il-qalb tħabbat bil-mod waqt l-għaddas u aktar mgħaġġla wara t-tlugħ.
Min-naħa tagħhom, ekwazzjonijiet allometriċi għall-mammiferi jiddikjaraw li balena li tiżen 70000 kg għandha qalb li tiżen 319 kg, u l-volum tal-puplesija tagħha (il-volum tad-demm li joħroġ għal kull taħbit) huwa ta 'madwar 80 l, għalhekk, ir-rata tal-qalb ta' mistrieħ għandha tkun ta '15-il taħbita/ min.
Matul il-fażijiet aktar baxxi ta 'l-għaddasa, ir-rata tal-qalb istantanja kienet bejn 1/3 u 1/2 tar-rata tal-qalb mistrieħa mbassra. Madankollu, ir-rata tal-qalb żdiedet matul l-istadju tat-tlugħ. F'intervalli tal-wiċċ, ir-rati tal-qalb kienu bejn wieħed u ieħor id-doppju tar-rata tal-qalb mistrieħa mbassra u varjaw prinċipalment minn 30 sa 37 bpm wara għadds fil-fond (>125 m fond) u minn 20 sa 30 bpm wara għadds baxx.
Din l-osservazzjoni tista 'tindika li l-aċċelerazzjoni tar-rata tal-qalb hija meħtieġa biex jinkiseb l-iskambju mixtieq tal-gass respiratorju u r-riperfużjoni (restawr tal-fluss tad-demm) tat-tessuti bejn għadds fil-fond.
Għadds bil-lejl baxx u għal żmien qasir kienu assoċjati mal-mistrieħ u għalhekk kienu aktar komuni fi stati inqas attivi. Ir-rati tipiċi tal-qalb osservati waqt adsa bil-lejl ta' 5 minuti (8 taħbita kull minuta) u l-intervall tal-wiċċ ta' 2 minuti li jakkumpanjaw (25 taħbita kull minuta) jistgħu jingħaqdu biex jirriżultaw f'rata tal-qalb ta' madwar 13-il taħbita kull minuta. Din il-figura, kif nistgħu naraw, hija notevolment qrib il-previżjonijiet stmati ta 'mudelli allometriċi.
Ix-xjentisti mbagħad ipprofilaw ir-rata tal-qalb, il-fond, u l-volum relattiv tal-pulmun minn 4 għadis separati biex jeżaminaw l-effetti potenzjali tal-attività fiżika u l-fond fuq ir-regolazzjoni tar-rata tal-qalb.
Immaġni #2: Rata tal-qalb, fond u profili relattivi tal-volum tal-pulmun ta' 4 għadds individwali.
Meta tiekol ikel f'fond kbir, il-balieni twettaq ċerta manuvra ta 'lunge - tiftaħ b'mod qawwi ħalqha biex tibla' l-ilma bil-plankton, u mbagħad tiffiltra l-ikel. Ġie osservat li r-rata tal-qalb fil-mument li tibla l-ilma hija 2.5 darbiet ogħla milli fil-mument tal-filtrazzjoni. Dan jitkellem direttament għad-dipendenza tar-rata tal-qalb fuq l-attività fiżika.
Fir-rigward tal-pulmuni, l-effett tagħhom fuq ir-rata tal-qalb huwa estremament improbabbli, peress li ma ġew osservati l-ebda bidliet sinifikanti fil-volum relattiv tal-pulmun matul l-għaddas inkwistjoni.
Barra minn hekk, fil-fażijiet aktar baxxi ta 'għaddas baxx, żieda għal żmien qasir fir-rata tal-qalb kienet assoċjata preċiżament ma' bidliet fil-volum relattiv tal-pulmuni u tista 'tkun ikkawżata mill-attivazzjoni tar-riċettur tal-medda tal-pulmun.
Fil-qosor tal-osservazzjonijiet deskritti hawn fuq, ix-xjentisti waslu għall-konklużjoni li waqt l-għalf f'fond kbir hemm żieda għal żmien qasir fir-rata tal-qalb b'2.5 darbiet. Madankollu, l-ogħla rata tal-qalb medja waqt il-lunges tat-tmigħ kienet għadha biss nofs il-valur ta' mistrieħ imbassar. Din id-dejta hija konsistenti mal-ipoteżi li l-arkati aortiċi flessibbli tal-balieni kbar jeżerċitaw effett ta 'ġibjun waqt ir-rata tal-qalb bil-mod tal-għadis. Barra minn hekk, il-firxa ta 'rati tal-qalb ogħla matul il-perjodu ta' wara l-għads appoġġjat l-ipoteżi li l-impedenza aortika u l-piż tax-xogħol kardijaku huma mnaqqsa matul l-intervall tal-wiċċ minħabba interferenza distruttiva ta 'mewġ ta' pressjoni ħerġin u rifless fl-aorta.
Il-bradikardija severa osservata mir-riċerkaturi tista 'tissejjaħ riżultat mhux mistenni tal-istudju, minħabba n-nefqa kolossali tal-enerġija mill-balieni fuq il-manuvra tal-lunge waqt li tibla' l-ilma bil-plankton. Madankollu, l-ispiża metabolika ta 'din il-manuvra tista' ma taqbilx mar-rata tal-qalb jew it-trasport tal-ossiġnu konvettiv, parzjalment minħabba t-tul qasir ta 'tmigħ u r-reklutaġġ possibbli ta' fibri tal-muskoli glycolytic, b'veloċità qawwija.
Waqt il-lunge, il-balieni blu jaċċelleraw għal veloċità għolja u jassorbu volum ta 'ilma li jista' jkun akbar minn ġisimhom stess. Ix-xjentisti jippretendu li r-reżistenza għolja u l-enerġija meħtieġa għall-manuvra malajr inaqqsu r-riżervi totali tal-ossiġnu tal-ġisem, u b'hekk jillimitaw il-ħin tal-għads. Il-forza mekkanika meħtieġa biex tassorbi volumi kbar ta 'ilma x'aktarx teċċedi bil-bosta l-forza metabolika aerobika. Huwa għalhekk li, waqt manuvri bħal dawn, ir-rata tal-qalb żdiedet, iżda għal żmien qasir ħafna.
Għal familjarità aktar dettaljata mal-sfumaturi tal-istudju, nirrakkomanda li tħares lejn .
Epilogue
Waħda mill-aktar sejbiet importanti hija li l-balieni blu jeħtieġu rati tal-qalb qrib il-massimu għall-iskambju tal-gass u r-riperfużjoni matul intervalli qosra tal-wiċċ, irrispettivament min-natura tat-tnaqqis tal-ossiġnu fid-demm u fil-muskoli waqt l-għaddas. Jekk inqisu li l-balieni blu akbar iridu jinvestu aktar xogħol fuq perjodu iqsar ta’ żmien biex jiksbu l-ikel (skond l-ipoteżi allometriċi), allura inevitabbilment jiffaċċjaw diversi restrizzjonijiet fiżjoloġiċi kemm matul l-għaddas kif ukoll matul l-intervall tal-wiċċ. Dan ifisser li evoluzzjonarjament id-daqs tal-ġisem tagħhom huwa limitat, peress li kieku kien akbar, il-proċess tal-kisba tal-ikel ikun għali ħafna u ma jkunx ikkumpensat mill-ikel li jirċievu. Ir-riċerkaturi nfushom jemmnu li l-qalba tal-balieni blu qed taħdem fil-limitu tal-kapaċitajiet tagħha.
Fil-futur, ix-xjentisti jippjanaw li jespandu l-kapaċitajiet tal-apparat tagħhom, inkluż iż-żieda ta 'aċċellerometru biex jifhmu aħjar l-effett ta' attivitajiet fiżiċi differenti fuq ir-rata tal-qalb. Huma jippjanaw ukoll li jużaw is-sensor ECG tagħhom fuq ħajja oħra tal-baħar.
Kif juri dan l-istudju, li tkun l-akbar ħlejqa bl-akbar qalb mhix faċli. Madankollu, irrispettivament mid-daqs tal-abitanti tal-baħar, irrispettivament minn liema dieta jaderixxu magħha, irridu nifhmu li l-kolonna tal-ilma, li tintuża mill-bnedmin għas-sajd, l-estrazzjoni u t-trasport, tibqa 'darhom. Aħna mistednin biss, u għalhekk irridu nġibu ruħna kif xieraq.
Il-Ġimgħa barra minn fuq:
Filmati rari ta' balena blu li juru l-kapaċità ta' ħalqha.
Ġgant ieħor tal-ibħra huwa l-isperma. F'dan il-video, xjenzati li użaw ROV Hercules ikkontrollat mill-bogħod iffilmjaw balena sperma kurjuża f'fond ta '598 metru.
Grazzi talli tarah, ibqa' kurjuż u tmiem il-ġimgħa mill-isbaħ lil kulħadd! 🙂
Grazzi talli bqajt magħna. Tħobb l-artikoli tagħna? Trid tara aktar kontenut interessanti? Appoġġuna billi tagħmel ordni jew tirrakkomanda lill-ħbieb, , Roħs ta' 30% għall-utenti ta' Habr fuq analogu uniku ta' servers ta' livell ta' dħul, li ġie ivvintat minna għalik: (disponibbli b'RAID1 u RAID10, sa 24 core u sa 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 darbiet orħos? Hawn biss fl-Olanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - minn $99! Aqra dwar
Sors: www.habr.com