{"id":53389,"date":"2019-11-30T00:00:00","date_gmt":"2019-11-29T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/malenkij-sekret-bolshogo-serdtsa-pervaya-v-istorii-kardiogramma-sinego-kita"},"modified":"2020-02-18T14:01:17","modified_gmt":"2020-02-18T11:01:17","slug":"malenkij-sekret-bolshogo-serdtsa-pervaya-v-istorii-kardiogramma-sinego-kita","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/news\/malenkij-sekret-bolshogo-serdtsa-pervaya-v-istorii-kardiogramma-sinego-kita","title":{"rendered":"Um pequeno segredo de um grande cora\u00e7\u00e3o: a primeira eletrocardiograma de uma baleia azul na hist\u00f3ria","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

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\n\u00c9 dif\u00edcil discordar da afirma\u00e7\u00e3o de que a natureza possui a imagina\u00e7\u00e3o mais v\u00edvida. Cada representante da flora e fauna tem suas particularidades \u00fanicas, muitas vezes at\u00e9 exc\u00eantricas, que frequentemente n\u00e3o conseguimos compreender. Pegue, por exemplo, o camar\u00e3o mantis. Esta criatura carn\u00edvora \u00e9 capaz de atacar sua presa ou agressor com suas poderosas pin\u00e7as a uma velocidade de 83 km\/h, e seu sistema visual \u00e9 um dos mais complexos j\u00e1 estudados pelo homem. Embora ferozes, os camar\u00f5es mantis n\u00e3o s\u00e3o particularmente grandes \u2014 alcan\u00e7am at\u00e9 35 cm de comprimento. O maior habitante dos mares e oceanos, e do planeta em geral, \u00e9 a baleia azul. O comprimento desse mam\u00edfero pode ultrapassar 30 metros, e seu peso chega a 150 toneladas. Apesar de seu tamanho impressionante, as baleias azuis n\u00e3o podem ser consideradas predadores amea\u00e7adores, pois preferem se alimentar de pl\u00e2ncton.<\/p>\n

A anatomia das baleias azuis sempre fascinou os cientistas que desejam entender melhor como funciona um organismo t\u00e3o gigantesco e os \u00f3rg\u00e3os que o comp\u00f5em. Embora saibamos da exist\u00eancia das baleias azuis h\u00e1 v\u00e1rias centenas de anos (desde 1694, para ser mais preciso), esses gigantes ainda n\u00e3o revelaram todos os seus segredos. Hoje, vamos conhecer um estudo em que um grupo de cientistas da Universidade de Stanford desenvolveu um dispositivo que conseguiu registrar os primeiros batimentos card\u00edacos de uma baleia azul. Como funciona o cora\u00e7\u00e3o do senhor dos mares, que descobertas os cientistas fizeram, e por que n\u00e3o pode existir um organismo maior que a baleia azul? Vamos descobrir no relat\u00f3rio do grupo de pesquisa. Vamos l\u00e1.<\/a><\/noindex><\/p>\n

O Her\u00f3i da Pesquisa<\/h3>\n

\nA baleia azul \u00e9 o maior mam\u00edfero, o maior habitante dos mares e oceanos, o maior animal, o maior cet\u00e1ceo. O que mais se pode dizer? A baleia azul \u00e9 realmente a maior em termos de dimens\u00f5es \u2014 33 metros de comprimento e 150 toneladas. Os n\u00fameros s\u00e3o aproximados, mas n\u00e3o menos impressionantes.<\/p>\n

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\nA cabe\u00e7a deste gigante merece uma men\u00e7\u00e3o especial no livro dos recordes, pois representa cerca de 27% do comprimento total do corpo. Seus olhos, no entanto, s\u00e3o relativamente pequenos, n\u00e3o maiores que um grapefruit. Se voc\u00ea tiver dificuldades em ver os olhos da baleia azul, a boca ser\u00e1 facilmente percept\u00edvel. A mand\u00edbula da baleia azul pode acomodar at\u00e9 100 pessoas (um exemplo assustador, mas as baleias azuis n\u00e3o comem humanos, pelo menos n\u00e3o intencionalmente). O tamanho consider\u00e1vel da boca decorre de suas prefer\u00eancias alimentares: as baleias se alimentam de pl\u00e2ncton, engolindo grandes volumes de \u00e1gua, que depois expelir\u00e3o atrav\u00e9s de um filtro, separando a comida. Em condi\u00e7\u00f5es favor\u00e1veis, uma baleia azul pode consumir cerca de 6 toneladas de pl\u00e2ncton por dia.<\/p>\n

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\nOutra caracter\u00edstica importante das baleias azuis s\u00e3o seus pulm\u00f5es. Elas podem prender a respira\u00e7\u00e3o por at\u00e9 1 hora e mergulhar a profundidades de at\u00e9 100 m. No entanto, como outros mam\u00edferos marinhos, as baleias azuis sobem periodicamente \u00e0 superf\u00edcie para respirar. Ao emergir, as baleias usam um espir\u00e1culo \u2014 uma abertura respirat\u00f3ria composta por duas grandes narinas localizadas na parte de tr\u00e1s da cabe\u00e7a. O exalar da baleia atrav\u00e9s do espir\u00e1culo frequentemente resulta em um jato vertical de \u00e1gua que pode chegar a 10 m de altura. Considerando o habitat das baleias, seus pulm\u00f5es funcionam de forma muito mais eficiente que os nossos \u2014 os pulm\u00f5es das baleias absorvem 80-90% do oxig\u00eanio, enquanto os nossos absorvem apenas cerca de 15%. O volume dos pulm\u00f5es das baleias \u00e9 de aproximadamente 3 mil litros, enquanto em humanos esse valor varia de 3 a 6 litros.<\/p>\n

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\nModelo do cora\u00e7\u00e3o da baleia azul no museu de New Bedford (EUA).<\/i><\/p>\n

O sistema circulat\u00f3rio da baleia azul tamb\u00e9m possui par\u00e2metros impressionantes. Por exemplo, seus vasos s\u00e3o simplesmente enormes, com o di\u00e2metro da aorta atingindo cerca de 40 cm. O cora\u00e7\u00e3o das baleias azuis \u00e9 considerado o maior do mundo e pesa cerca de uma tonelada. Com um cora\u00e7\u00e3o desse tamanho, elas t\u00eam muito sangue \u2014 mais de 8000 litros em um adulto.<\/p>\n

E assim chegamos ao cerne da pesquisa. O cora\u00e7\u00e3o da baleia azul \u00e9 grande, como j\u00e1 entendemos, mas seu batimento \u00e9 relativamente lento. Anteriormente, acreditava-se que o pulso era de cerca de 5-10 batimentos por minuto, em raros casos chegando a 20. Mas ningu\u00e9m havia realizado medi\u00e7\u00f5es precisas, at\u00e9 agora.<\/p>\n

Cientistas da Universidade de Stanford afirmam que a escala na biologia \u00e9 de enorme import\u00e2ncia, especialmente quando se trata de definir as caracter\u00edsticas funcionais dos \u00f3rg\u00e3os dos seres vivos. O estudo de diferentes criaturas, desde ratos at\u00e9 baleias, permite identificar os limites de tamanho que um organismo vivo n\u00e3o pode ultrapassar. O cora\u00e7\u00e3o e o sistema cardiovascular, em geral, s\u00e3o atributos importantes dessas pesquisas.<\/p>\n

Em mam\u00edferos marinhos, cuja fisiologia foi totalmente adaptada ao seu modo de vida, as adapta\u00e7\u00f5es relacionadas ao mergulho e \u00e0 apneia desempenham um papel importante. Foi estabelecido que muitos desses seres t\u00eam a frequ\u00eancia card\u00edaca reduzida a n\u00edveis abaixo do estado de repouso durante a imers\u00e3o. Ao emergir na superf\u00edcie, o ritmo card\u00edaco se torna mais acelerado. <\/p>\n

A redu\u00e7\u00e3o da frequ\u00eancia card\u00edaca durante os mergulhos \u00e9 necess\u00e1ria para diminuir a taxa de entrega de oxig\u00eanio aos tecidos e c\u00e9lulas, atrasando assim o processo de exaust\u00e3o das reservas de oxig\u00eanio no sangue e reduzindo o consumo de oxig\u00eanio pelo pr\u00f3prio cora\u00e7\u00e3o. <\/p>\n

H\u00e1 uma hip\u00f3tese de que o exerc\u00edcio (ou seja, a atividade f\u00edsica aumentada) modula a resposta ao mergulho e aumenta a frequ\u00eancia das batidas card\u00edacas durante a imers\u00e3o. Esta hip\u00f3tese \u00e9 particularmente importante para o estudo das baleias azuis, pois, devido ao seu m\u00e9todo alimentar \u00fanico (mergulhos abruptos para engolir \u00e1gua), a taxa de metabolismo, em teoria, deve superar em 50 vezes os valores basais (estado de repouso). Presume-se que tais mergulhos aceleram a exaust\u00e3o do oxig\u00eanio, diminuindo assim a dura\u00e7\u00e3o da imers\u00e3o.<\/p>\n

Uma frequ\u00eancia card\u00edaca aumentada e uma maior transfer\u00eancia de oxig\u00eanio do sangue para os m\u00fasculos durante o mergulho podem desempenhar um papel importante devido ao custo metab\u00f3lico durante essa atividade f\u00edsica. Al\u00e9m disso, deve-se considerar a baixa concentra\u00e7\u00e3o de mioglobina*<\/i> (Mb) em baleias azuis (de 5 a 10 vezes menor do que em outros mam\u00edferos marinhos: 0,8 g Mb por 100 g-1 de m\u00fasculo em baleias azuis e 1,8-10 g Mb em outros mam\u00edferos marinhos.<\/p>\n

Mioglobina*<\/b> \u2014 prote\u00edna de liga\u00e7\u00e3o ao oxig\u00eanio nos m\u00fasculos esquel\u00e9ticos e no m\u00fasculo card\u00edaco.<\/p><\/blockquote>\n

Em conclus\u00e3o, a carga f\u00edsica, a profundidade do mergulho e o controle volunt\u00e1rio alteram a frequ\u00eancia das batidas do cora\u00e7\u00e3o durante o mergulho atrav\u00e9s do sistema nervoso aut\u00f4nomo. <\/p>\n

Um fator adicional que pode reduzir a frequ\u00eancia card\u00edaca \u00e9 a compress\u00e3o\/expans\u00e3o dos pulm\u00f5es durante a imers\u00e3o\/emers\u00e3o.<\/p>\n

Assim, a frequ\u00eancia card\u00edaca durante a imers\u00e3o e enquanto est\u00e1 na superf\u00edcie est\u00e1 diretamente relacionada aos modelos de hemodin\u00e2mica arterial.<\/p>\n

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\nBaleia-fin<\/i><\/p>\n

Uma pesquisa anterior sobre as propriedades biomec\u00e2nicas e o tamanho das paredes da aorta na baleia-fin (Balaenoptera physalus<\/i>) mostrou que durante as imers\u00f5es, quando a frequ\u00eancia card\u00edaca \u00e9 \u226410 batimentos\/min, o arco da aorta implementa o efeito reservat\u00f3rio (Windkessel effekt<\/i>), que mant\u00e9m o fluxo sangu\u00edneo durante longos per\u00edodos diast\u00f3licos*<\/i> entre as contra\u00e7\u00f5es card\u00edacas e reduz a pulsa\u00e7\u00e3o do fluxo sangu\u00edneo na aorta distal r\u00edgida.<\/p>\n

Di\u00e1stole*<\/b> (per\u00edodo diast\u00f3lico) \u2014 \u00e9 o per\u00edodo de relaxamento do cora\u00e7\u00e3o entre as contra\u00e7\u00f5es.<\/p><\/blockquote>\n

Todas as hip\u00f3teses, teorias e dedu\u00e7\u00f5es descritas acima devem ter evid\u00eancias materiais, ou seja, serem confirmadas ou refutadas na pr\u00e1tica. Mas para isso, \u00e9 necess\u00e1rio conduzir uma eletrocardiografia em uma baleia-azul que se move livremente. M\u00e9todos simples n\u00e3o funcionar\u00e3o aqui, por isso os cientistas criaram seu pr\u00f3prio dispositivo para eletrocardiografia.<\/p>\n

\r\n \"Por\r\n
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\nV\u00eddeo em que os pesquisadores falam brevemente sobre seu trabalho.<\/i><\/p>\n

A ECG of a whale was recorded using a custom-built ECG recorder embedded in a special capsule with 4 suction cups. Surface ECG electrodes were incorporated into two of the suction cups. The researchers traveled by boat to Monterey Bay (Pacific Ocean, near California). When the scientists finally encountered a blue whale that surfaced, they attached the ECG recorder to its body (near the left fin). Based on previously collected data, this whale is a 15-year-old male. Importantly, this device is non-invasive, meaning it does not require the insertion of any sensors or electrodes into the animal's skin. Therefore, this procedure is completely painless for the whale and causes minimal stress from human contact, which is also crucial considering that the heart rate readings could be distorted due to stress. As a result, an 8.5-hour ECG recording was obtained, allowing scientists to construct a heart rate profile (image below).<\/p>\n

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\nImagem n\u00ba 1: perfil da frequ\u00eancia card\u00edaca da baleia azul.<\/i><\/p>\n

O formato do sinal ECG foi semelhante ao registrado em pequenas baleias em cativeiro com o mesmo dispositivo. O comportamento da baleia durante a busca por alimento foi bastante t\u00edpico de sua esp\u00e9cie: mergulhos de 16,5 minutos a uma profundidade de 184 m e intervalos de superf\u00edcie de 1 a 4 minutos.<\/p>\n

O perfil da frequ\u00eancia card\u00edaca, de acordo com a resposta cardiovascular ao mergulho, mostrou que a frequ\u00eancia card\u00edaca de 4 a 8 batimentos por minuto predominou na fase inferior dos mergulhos durante a busca por alimento, independentemente da dura\u00e7\u00e3o do mergulho ou da profundidade m\u00e1xima. A frequ\u00eancia card\u00edaca durante o mergulho (calculada durante toda a dura\u00e7\u00e3o do mergulho) e a frequ\u00eancia card\u00edaca m\u00ednima instant\u00e2nea durante o mergulho diminu\u00edram com a dura\u00e7\u00e3o do mergulho, enquanto a frequ\u00eancia card\u00edaca m\u00e1xima na superf\u00edcie ap\u00f3s o mergulho aumentou com a dura\u00e7\u00e3o do mergulho. Ou seja, quanto mais tempo a baleia passava debaixo d'\u00e1gua, mais devagar seu cora\u00e7\u00e3o batia durante o mergulho e mais r\u00e1pido depois de voltar \u00e0 superf\u00edcie.<\/p>\n

Por sua vez, as equa\u00e7\u00f5es alom\u00e9tricas em mam\u00edferos afirmam que uma baleia com 70.000 kg tem um cora\u00e7\u00e3o que pesa 319 kg, e seu volume de batimento (volume de sangue expelido por batida) \u00e9 de cerca de 80 l, logo, a frequ\u00eancia card\u00edaca em repouso deve ser de 15 batimentos\/min.<\/p>\n

Durante as fases mais baixas das imers\u00f5es, a frequ\u00eancia card\u00edaca instant\u00e2nea variou de 1\/3 a 1\/2 da frequ\u00eancia card\u00edaca em repouso prevista. No entanto, o ritmo card\u00edaco aumentou na fase de subida. Nos intervalos de superf\u00edcie, a frequ\u00eancia card\u00edaca era aproximadamente o dobro da frequ\u00eancia card\u00edaca em repouso prevista, variando predominantemente de 30 a 37 batimentos por minuto ap\u00f3s imers\u00f5es profundas (> 125 metros de profundidade) e de 20 a 30 batimentos por minuto ap\u00f3s imers\u00f5es mais rasas.<\/p>\n

Essa observa\u00e7\u00e3o pode indicar que a acelera\u00e7\u00e3o dos batimentos card\u00edacos \u00e9 necess\u00e1ria para alcan\u00e7ar a troca gasosa desejada e a reperfus\u00e3o (restaura\u00e7\u00e3o do fluxo sangu\u00edneo) dos tecidos entre as imers\u00f5es profundas.<\/p>\n

Imers\u00f5es noturnas rasas e de curta dura\u00e7\u00e3o estavam associadas ao descanso e, portanto, eram mais caracter\u00edsticas de um estado menos ativo. As frequ\u00eancias card\u00edacas t\u00edpicas observadas durante uma imers\u00e3o noturna de 5 minutos (8 batimentos por minuto) e seu intervalo de superf\u00edcie correspondente de 2 minutos (25 batimentos por minuto) podem, em conjunto, resultar em um ritmo card\u00edaco em torno de 13 batimentos por minuto. Este n\u00famero, como podemos ver, est\u00e1 surpreendentemente pr\u00f3ximo das previs\u00f5es calculadas dos modelos alom\u00e9tricos.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, os cientistas constru\u00edram perfis de frequ\u00eancia card\u00edaca, profundidade e volume relativo dos pulm\u00f5es de 4 imers\u00f5es separadas, cuja an\u00e1lise permitiu estudar o potencial impacto da atividade f\u00edsica e da profundidade na regula\u00e7\u00e3o do ritmo card\u00edaco.<\/p>\n

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\nImagem n\u00ba 2: perfis de frequ\u00eancia card\u00edaca, profundidade e volume relativo dos pulm\u00f5es de 4 imers\u00f5es separadas.<\/i><\/p>\n

Durante a alimenta\u00e7\u00e3o em grandes profundidades, a baleia realiza uma manobra espec\u00edfica chamada de queda \u2014 abre rapidamente a boca para engolir \u00e1gua com pl\u00e2ncton e depois filtra o alimento. Foi observado que a frequ\u00eancia card\u00edaca no momento da ingest\u00e3o de \u00e1gua \u00e9 2,5 vezes maior do que durante a filtra\u00e7\u00e3o. Isso indica diretamente a depend\u00eancia do ritmo card\u00edaco em rela\u00e7\u00e3o ao esfor\u00e7o f\u00edsico.<\/p>\n

No que diz respeito aos pulm\u00f5es, sua influ\u00eancia sobre o ritmo card\u00edaco \u00e9 extremamente improv\u00e1vel, uma vez que n\u00e3o foram observadas mudan\u00e7as significativas no volume relativo dos pulm\u00f5es durante os mergulhos considerados. <\/p>\n

Nesse sentido, nas fases inferiores de mergulhos pouco profundos, o aumento tempor\u00e1rio da frequ\u00eancia card\u00edaca estava precisamente relacionado a mudan\u00e7as no volume relativo dos pulm\u00f5es e poderia ter sido causado pela ativa\u00e7\u00e3o dos receptores de estiramento pulmonar.<\/p>\n

Resumindo as observa\u00e7\u00f5es acima, os cientistas chegaram \u00e0 conclus\u00e3o de que durante a alimenta\u00e7\u00e3o em grandes profundidades, h\u00e1 um aumento tempor\u00e1rio da frequ\u00eancia card\u00edaca de 2,5 vezes. Contudo, a frequ\u00eancia card\u00edaca m\u00e9dia m\u00e1xima durante as quedas no momento da alimenta\u00e7\u00e3o ainda era apenas metade do valor previsto em repouso. Esses dados est\u00e3o em conformidade com a hip\u00f3tese de que os arcos a\u00f3rticos flex\u00edveis das grandes baleias implementam o efeito reservat\u00f3rio durante o ritmo card\u00edaco lento no per\u00edodo de mergulho. Al\u00e9m disso, a amplitude mais alta da frequ\u00eancia card\u00edaca no per\u00edodo p\u00f3s-mergulho confirmou a hip\u00f3tese de que a imped\u00e2ncia a\u00f3rtica e a carga no cora\u00e7\u00e3o diminuem durante o intervalo de superf\u00edcie devido \u00e0 interfer\u00eancia destrutiva das ondas de press\u00e3o saindo e refletidas na aorta. <\/p>\n

A bradicardia intensa observada pelos pesquisadores pode ser considerada um resultado inesperado do estudo, considerando o enorme esfor\u00e7o da baleia na manobra de queda durante a ingest\u00e3o de \u00e1gua com pl\u00e2ncton. No entanto, os custos metab\u00f3licos dessa manobra podem n\u00e3o corresponder \u00e0 frequ\u00eancia card\u00edaca ou ao transporte convectivo de oxig\u00eanio, em parte devido \u00e0 curta dura\u00e7\u00e3o da alimenta\u00e7\u00e3o e poss\u00edvel recrutamento de fibras musculares glicol\u00edticas de contra\u00e7\u00e3o r\u00e1pida.<\/p>\n

Durante o mergulho, as baleias azuis aceleram a altas velocidades e engolem volumes de \u00e1gua que podem ser maiores que seus pr\u00f3prios corpos. Cientistas sugerem que a alta resist\u00eancia e a energia necess\u00e1ria para manobrar esgotam rapidamente os suprimentos gerais de oxig\u00eanio em seu corpo, limitando assim o tempo de imers\u00e3o. A for\u00e7a mec\u00e2nica necess\u00e1ria para absorver grandes volumes de \u00e1gua provavelmente excede em muito a for\u00e7a metab\u00f3lica aer\u00f3bica. \u00c9 por isso que, durante tais manobras, a frequ\u00eancia card\u00edaca aumenta, mas apenas por um curto per\u00edodo de tempo.<\/p>\n

Para um conhecimento mais detalhado sobre as nuances da pesquisa, recomendo dar uma olhada em o relat\u00f3rio dos cientistas<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Ep\u00edlogo<\/h3>\n

\nUma das conclus\u00f5es mais importantes \u00e9 que, para a troca gasosa e reperfus\u00e3o durante curtos intervalos na superf\u00edcie, as baleias azuis precisam de quase a m\u00e1xima frequ\u00eancia card\u00edaca, independentemente da natureza do esgotamento dos estoques de oxig\u00eanio no sangue e nos m\u00fasculos durante os mergulhos. Se considerarmos que os indiv\u00edduos maiores de baleias azuis precisam empregar mais esfor\u00e7o para se alimentarem em um per\u00edodo de tempo mais curto (de acordo com hip\u00f3teses alom\u00e9rricas), eles inevitavelmente enfrentam v\u00e1rias limita\u00e7\u00f5es fisiol\u00f3gicas tanto durante a imers\u00e3o quanto durante o intervalo na superf\u00edcie. Isso significa que, evolutivamente, o tamanho de seus corpos \u00e9 limitado, pois se fossem maiores, o processo de obten\u00e7\u00e3o de alimento se tornaria muito dispendioso e n\u00e3o seria compensado pela comida obtida. Os pr\u00f3prios pesquisadores acreditam que o cora\u00e7\u00e3o da baleia azul opera no limite de suas capacidades. <\/p>\n

Os cientistas planejam expandir as capacidades de seu dispositivo, incluindo a adi\u00e7\u00e3o de um aceler\u00f4metro, para entender melhor o impacto de diferentes atividades f\u00edsicas na frequ\u00eancia card\u00edaca. Eles tamb\u00e9m planejam aplicar seu sensor de ECG em outros habitantes marinhos. <\/p>\n

Como demonstrou esta pesquisa, ser a maior criatura com o maior cora\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 t\u00e3o simples assim. No entanto, independentemente do tamanho dos habitantes marinhos ou da dieta que seguem, precisamos entender que a coluna de \u00e1gua que os humanos usam para pesca, extra\u00e7\u00e3o e transporte continua a ser seu lar. N\u00f3s somos apenas visitantes, e devemos agir de acordo.<\/p>\n

Off-topic de sexta-feira:<\/b>

\r\n \"Por\r\n
<\/div>\r\n <\/div><\/center>
\nImagens raras de uma baleia azul mostrando a capacidade de sua boca.<\/i><\/p>\n

\r\n \"Por\r\n
<\/div>\r\n <\/div><\/center>
\nOutro gigante dos mares \u00e9 o cachalote. Neste v\u00eddeo, cientistas utilizaram o ROV Hercules, controlado remotamente, a uma profundidade de 598 metros para filmar um curioso cachalote.<\/i><\/p>\n

Obrigado pela aten\u00e7\u00e3o, continuem curiosos e tenham um excelente fim de semana, pessoal! \ud83d\ude42<\/p>\n

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