Hésé ngabantah pernyataan yén alam ngagaduhan imajinasi anu paling jelas. Unggal wawakil flora jeung fauna boga sorangan unik, sarta kadangkala malah aneh, fitur nu mindeng teu cocog kana sirah urang. Candak, contona, yuyu mantis sarua. Makhluk predator ieu sanggup nyerang korban atanapi palaku kalayan cakar anu kuat dina laju 83 km/jam, sareng sistem visualna mangrupikeun salah sahiji anu paling kompleks anu kantos ditaliti ku manusa. Mantis crayfish, sanajan galak, teu utamana badag - nepi ka 35 cm panjangna. Pangeusi pangbadagna sagara jeung sagara, kitu ogé planét umumna, nyaéta paus biru. Panjang mamalia ieu bisa ngahontal leuwih ti 30 méter sarta beurat 150 ton. Sanajan ukuranana impressive maranéhanana, paus biru boro bisa disebut hunters formidable, sabab ... aranjeunna resep plankton.
Anatomi paus biru sok dipikaresep ku para ilmuwan anu hoyong langkung ngartos kumaha organisme anu ageung sareng organ-organ anu aya di dinya. Najan kanyataan yén urang geus dipikawanoh ngeunaan ayana paus biru pikeun sababaraha ratus taun (ti 1694, janten langkung tepat), raksasa ieu teu nembongkeun sagala Rahasia maranéhanana. Dinten ieu kami bakal nyandak katingal di ulikan nu grup élmuwan ti Stanford University ngembangkeun hiji alat nu dipaké pikeun ménta rékaman mimiti keteg jajantung lauk paus biru. Kumaha jantung panguasa sagara jalan, naon pamanggihan anu dilakukeun ku ilmuwan, sareng naha organisme anu langkung ageung tibatan paus biru teu tiasa aya? Urang diajar ngeunaan ieu tina laporan grup panalungtikan. indit.
Pahlawan Panalungtikan
Paus biru mangrupikeun mamalia panggedéna, pangeusi pangeusi sagara sareng sagara, sato panggedéna, paus panggedéna. Naon anu kuring tiasa nyebatkeun, paus biru mangrupikeun anu pangsaéna dina dimensi - panjangna 33 méter sareng beuratna 150 ton. Jumlahna kira-kira, tapi teu kurang impressive.
Malah kapala raksasa ieu pantes hiji garis misah dina Guinness Book of Records, sabab ngawengku ngeunaan 27% tina total panjang awak. Leuwih ti éta, panon paus biru rada leutik, teu leuwih badag batan jeruk bali. Upami anjeun sesah ningali panon lauk paus, anjeun bakal langsung perhatikeun sungutna. Sungut paus biru tiasa nampung dugi ka 100 urang (conto pikasieuneun, tapi paus biru henteu ngadahar jalma, sahenteuna henteu ngahaja). Ukuran badag tina sungut téh alatan preferensi gastronomic: paus dahar plankton, neureuy volume badag cai, nu lajeng dileupaskeun ngaliwatan aparat filter, nyaring kaluar dahareun. Dina kaayaan anu cukup nguntungkeun, paus biru meakeun kira-kira 6 ton plankton per poé.
Fitur penting séjén paus biru nyaéta paru-paruna. Aranjeunna tiasa nahan napas salami 1 jam sareng teuleum ka jerona dugi ka 100 m. Tapi, sapertos mamalia laut sanés, paus biru sacara périodik muncul ka permukaan cai pikeun ngambekan. Lamun paus naék kana beungeut cai, maranéhna ngagunakeun blowhole, liang engapan dijieunna tina dua bukaan badag (nostrils) dina tonggong sirah maranéhanana. Exhalation paus ngaliwatan blowhole na mindeng dibarengan ku cai mancur nangtung nepi ka jangkungna 10 m, tempo karakteristik habitat paus, bayah maranéhanana gawéna leuwih éfisién ti urang - paru paus nyerep 80-90% tina. oksigén, sarta kami ngan ngeunaan 15%. Volume bayah téh ngeunaan 3 sarébu liter, tapi di manusa angka ieu beda-beda sabudeureun 3-6 liter.
Model jantung paus biru di musium di New Bedford (AS).
Sistem sirkulasi paus biru ogé pinuh ku parameter catetan. Salaku conto, pembuluhna ngan ageung, diaméter aorta waé sakitar 40 cm. Jantung paus biru dianggap jantung panggedéna di dunya sareng beuratna sakitar ton. Kalayan haté anu ageung, lauk paus ngagaduhan seueur getih - langkung ti 8000 liter dina sawawa.
Sareng ayeuna urang lancar dugi ka hakekat pangajaran sorangan. Jantung paus biru ageung, sakumaha anu urang terang, tapi ketukan rada laun. Saméméhna, ieu dipercaya yén pulsa éta ngeunaan 5-10 ketukan per menit, dina kasus nu jarang dipake nepi ka 20. Tapi teu saurang ogé geus nyieun ukuran akurat nepi ka ayeuna.
Élmuwan ti Universitas Stanford nyarios yén skala penting pisan dina biologi, khususna dina nangtukeun fitur fungsional organ mahluk hirup. Ulikan ngeunaan rupa-rupa mahluk, ti beurit nepi ka paus, ngamungkinkeun urang pikeun nangtukeun wates ukuran nu organisme hirup teu bisa ngaleuwihan. Sareng jantung sareng sistem kardiovaskular sacara umum mangrupikeun atribut penting tina studi sapertos kitu.
Dina mamalia laut, anu fisiologi sagemblengna diadaptasi kana gaya hirup maranéhanana, adaptasi pakait sareng diving jeung nahan napas maranéhna maénkeun peran penting. Geus kapanggih yén loba mahluk ieu boga denyut jantung nu turun ka tingkat handap kaayaan peristirahatan maranéhanana salila beuleum a. Sareng naék kana permukaan, denyut jantung janten langkung gancang.
Laju jantung anu langkung handap nalika nyilem diperyogikeun pikeun ngirangan laju pangiriman oksigén ka jaringan sareng sél, ku kituna ngalambatkeun prosés deplesi cadangan oksigén dina getih sareng ngirangan konsumsi oksigén ku jantung sorangan.
Dihipotesiskeun yén latihan (nyaéta ningkat kagiatan fisik) ngamodulasi réspon beuleum sareng ningkatkeun denyut jantung nalika beuleum. Hipotesis ieu penting pisan pikeun diajar paus biru, sabab kusabab metode khusus pikeun nyoco (ngadadak ngadadak ngelek cai), laju métabolik, dina tiori, kedah ngaleuwihan nilai dasar (kaayaan istirahat) ku 50 kali. Hal ieu dianggap yén lunges sapertos ngagancangkeun depletion oksigén, ku kituna ngurangan durasi beuleum teh.
Paningkatan denyut jantung sareng paningkatan transfer oksigén tina getih kana otot nalika lunge tiasa maénkeun peran anu penting kusabab biaya métabolik kagiatan fisik sapertos kitu. Sajaba ti éta, éta patut mertimbangkeun konsentrasi low mioglobin* (Mb) dina paus biru (5-10 kali leuwih handap dina mamalia laut lianna: 0.8 g Mb per 100 g-1 otot dina paus biru jeung 1.8-10 g Mb dina mamalia laut lianna.
Mioglobin* - protéin ngabeungkeut oksigén tina otot rangka sareng otot jantung.
Salaku kacindekan, aktivitas fisik, jero diving jeung kontrol volitional ngarobah denyut jantung salila diving ngaliwatan sistim saraf otonom.
Faktor tambahan dina ngurangan denyut jantung bisa jadi komprési / ékspansi bayah salila beuleum / naek.
Ku kituna, denyut jantung salila beuleum sarta bari dina beungeut cai langsung patali jeung pola hemodinamik artéri.
paus sirip
Panaliti saméméhna ngeunaan sipat biomekanik sareng diménsi témbok aorta dina paus sirip (Balaenoptera physalus) nunjukkeun yén nalika nyilem dina laju jantung ≤10 ketukan / mnt, arch aorta ngalaksanakeun pangaruh reservoir (Pangaruh Windkessel), anu ngajaga aliran getih kanggo waktos anu lami période diastolik * antara keteg jajantung sareng ngirangan pulsasi aliran getih kana aorta distal anu kaku.
Diastole* (jaman diastolik) - periode rélaxasi jantung antara kontraksi.
Sadaya hipotesis, téori sareng kacindekan anu dijelaskeun di luhur kedah gaduh bukti anu matéri, nyaéta, dikonfirmasi atanapi dibantah dina prakna. Tapi pikeun ngalakukeun ieu, anjeun kedah ngalaksanakeun electrocardiogram dina paus biru anu gerak bebas. Metodeu saderhana moal tiasa dianggo di dieu, janten para ilmuwan nyiptakeun alat sorangan pikeun éléktrokardiografi.
Pidéo dimana panalungtik sakeudeung ngobrol ngeunaan karyana.
ECG lauk paus dirékam maké recorder ECG custom-dijieun diwangun kana kapsul husus kalawan 4 cangkir nyeuseup. Éléktroda ECG permukaan diwangun kana dua cangkir nyeuseup. Panaliti nyandak parahu ka Monterey Bay (Samudra Pasifik, caket California). Nalika élmuwan tungtungna papanggih jeung lauk paus biru nu geus surfaced, aranjeunna napel hiji recorder ECG kana awakna (di gigireun sirip kénca na). Numutkeun data anu kakumpul saméméhna, lauk paus ieu jalu umurna 15 taun. Kadé dicatet yén alat ieu non-invasif, nyaeta, teu merlukeun bubuka sagala sensor atawa éléktroda kana kulit sato. Hartina, pikeun lauk paus prosedur ieu sagemblengna henteu aya rasa nyeri tur kalawan stress minimal tina kontak jeung jalma, nu ogé pohara penting, nunjukkeun yen bacaan keteg jajantung dicokot, nu bisa menyimpang alatan stress. Hasilna nyaéta rekaman ECG 8.5 jam ti mana para ilmuwan tiasa ngawangun profil denyut jantung (gambar di handap).
Gambar #1: Profil denyut jantung lauk paus biru.
Bentuk gelombang ECG sami sareng anu kacatet dina paus leutik anu ditawan nganggo alat anu sami. Paripolah ngangon lauk paus cukup normal pikeun spésiésna: nyilem salila 16.5 menit nepi ka jerona 184 m jeung interval permukaan 1 nepi ka 4 menit.
Profil denyut jantung, konsisten sareng réspon kardiovaskuler kana beuleum, nunjukkeun yén denyut jantung antara 4 sareng 8 ketukan per menit didominasi salami fase handap nyilem foraging, henteu paduli durasi beuleum atanapi jerona maksimal. Detak jantung beuleum (diitung dina sakabéh durasi beuleum) sareng denyut jantung beuleum sakedapan minimum turun kalayan durasi beuleum, sedengkeun denyut jantung permukaan maksimum postdive ningkat kalayan durasi beuleum. Nyaéta, beuki lila lauk paus aya dina cai, beuki laun ketukan jantung nalika beuleum sareng langkung gancang saatos naék.
Sabalikna, persamaan alométri pikeun mamalia nyatakeun yén paus anu beuratna 70000 kg ngagaduhan jantung anu beuratna 319 kg, sareng volume strokena (volume getih anu dikaluarkeun per ketukan) sakitar 80 l, janten denyut jantung istirahat kedahna 15 ketukan/ min.
Salila fase handap tina beuleum, denyut jantung sakedapan antara 1/3 jeung 1/2 tina prediksi denyut jantung istirahat. Sanajan kitu, denyut jantung ngaronjat salila tahap naek. Dina interval permukaan, denyut jantung kira-kira dua kali tina prediksi denyut jantung istirahat sareng rentang utamana ti 30 dugi ka 37 bpm saatos beuleum jero (jero > 125 m) sareng ti 20 dugi ka 30 bpm saatos beuleum langkung deet.
Observasi ieu bisa nunjukkeun yén akselerasi denyut jantung diperlukeun pikeun ngahontal bursa gas engapan nu dipikahoyong tur reperfusion (restorasi aliran getih) jaringan antara beuleum jero.
Deet, dives wengi pondok-durasi pakait sareng sésana sahingga leuwih umum di nagara bagian kirang aktif. Detak jantung anu biasa dititénan salami beuleum wengi 5 menit (8 ketukan per menit) sareng interval permukaan 2 menit (25 ketukan per menit) tiasa digabungkeun pikeun nyababkeun denyut jantung sakitar 13 ketukan per menit. Angka ieu, sakumaha anu urang tingali, caket pisan sareng perkiraan perkiraan model allometric.
Para élmuwan lajeng profiled denyut jantung, jero, sarta volume paru relatif ti 4 dives misah pikeun nalungtik épék poténsi aktivitas fisik sarta jero dina pangaturan denyut jantung.
Gambar #2: Detak jantung, jero sareng profil volume paru relatif tina 4 beuleum individu.
Lamun dahar kadaharan di bojong hébat, paus ngalakukeun lunge maneuver tangtu - eta sharply muka sungut pikeun ngelek cai kalawan plankton, lajeng nyaring dahareun. Éta diperhatoskeun yén denyut jantung nalika ngelek cai nyaéta 2.5 kali langkung luhur tibatan dina waktos filtrasi. Ieu langsung nyarioskeun gumantungna denyut jantung kana kagiatan fisik.
Sedengkeun pikeun paru-paru, pangaruhna kana denyut jantung pisan henteu mungkin, sabab henteu aya parobahan anu signifikan dina volume paru-paru relatif anu dititénan nalika dives anu dimaksud.
Leuwih ti éta, dina fase handap beuleum deet, paningkatan jangka pondok dina denyut jantung ieu pakait persis jeung parobahan dina volume relatif bayah sarta bisa disababkeun ku aktivasina tina reséptor manteng paru.
Nyimpulkeun observasi ditétélakeun di luhur, élmuwan sumping ka kacindekan yén salila dahar di bojong hébat aya kanaékan jangka pondok dina denyut jantung ku 2.5 kali. Tapi, rata-rata denyut jantung puncak salami nyoco lunges masih ngan ukur satengah tina nilai istirahat anu diprediksi. Data ieu saluyu sareng hipotésis yén lengkungan aorta anu fleksibel tina paus ageung gaduh pangaruh reservoir salami denyut jantung anu laun nalika nyilem. Salaku tambahan, kisaran denyut jantung anu langkung luhur salami periode post-beuleum ngadukung hipotésis yén impedansi aorta sareng beban kerja jantung dikirangan salami interval permukaan kusabab gangguan anu ngaruksak gelombang tekanan anu kaluar sareng anu dipantulkeun dina aorta.
The bradycardia parna dititénan ku panalungtik bisa disebut hasil nu teu kaduga tina ulikan, dibere pengeluaran kolosal énergi ku paus dina manuver lunge bari ngelek cai kalawan plankton. Sanajan kitu, biaya métabolik manuver ieu bisa jadi teu cocog denyut jantung atawa angkutan oksigén convective, sabagian alatan durasi pondok dahar jeung mungkin rekrutmen glikolitik, serat otot gancang-kedutan.
Salila lunge a, paus biru ngagancangkeun ka speeds luhur sarta nyerep volume cai nu bisa leuwih badag batan awak sorangan. Élmuwan hipotésis yén résistansi anu luhur sareng énergi anu dibutuhkeun pikeun maneuver gancang ngaleungitkeun total cadangan oksigén awak, ku kituna ngawatesan waktos beuleum. Gaya mékanik anu dibutuhkeun pikeun nyerep cai sajumlah ageung kamungkinan bakal ngaleuwihan gaya métabolik aérobik. Éta pisan sababna naha, salila manuver misalna, denyut jantung ngaronjat, tapi pikeun waktu anu pohara pondok.
Pikeun kenalan anu langkung rinci sareng nuansa pangajaran, kuring nyarankeun ningali .
epilog
Salah sahiji papanggihan pangpentingna nyaéta yén paus biru merlukeun deukeut detak jantung maksimum pikeun bursa gas sarta reperfusion salila interval permukaan pondok, paduli alam depletion getih jeung otot oksigén salila dives. Upami urang nganggap yén paus biru anu langkung ageung kedah investasi langkung seueur tenaga kerja dina waktos anu langkung pondok pikeun kéngingkeun tuangeun (saluyu sareng hipotesis allometric), maka aranjeunna pasti bakal nyanghareupan sababaraha konstrain fisiologis boh salami beuleum sareng salami interval permukaan. Ieu ngandung harti yén sacara évolusionér ukuran awakna terbatas, sabab upami éta langkung ageung, prosés kéngingkeun tuangeun bakal mahal pisan sareng moal katembong ku tuangeun anu ditampi. Panaliti sorangan yakin yén jantung paus biru berpungsi dina wates kamampuanana.
Ka hareupna, para ilmuwan ngarencanakeun pikeun ngalegaan kamampuan alatna, kalebet nambihan accelerometer pikeun langkung ngartos pangaruh kagiatan fisik anu béda dina denyut jantung. Éta ogé rencanana ngagunakeun sensor ECG maranéhanana dina kahirupan laut lianna.
Sakumaha anu ditingalikeun ku panilitian ieu, henteu gampang pikeun janten mahluk panggedéna kalayan haté anu panggedéna. Sanajan kitu, euweuh urusan naon ukuran pangeusi laut, euweuh urusan diet naon maranéhna taat, urang kudu ngarti yén kolom cai, nu dipaké ku manusa pikeun fishing, ékstraksi jeung transportasi, tetep imah maranéhanana. Kami ngan sémah, sarta ku kituna urang kudu kalakuanana sasuai.
Jumaah kaluar-luhur:
Rakaman langka paus biru anu nunjukkeun kapasitas sungutna.
Raksasa lain sagara nyaéta paus spérma. Dina pidéo ieu, para ilmuwan nganggo ROV Hercules anu dikontrol jarak jauh ngarekam paus spérma panasaran dina jerona 598 méter.
Hatur nuhun pikeun nonton, tetep panasaran sarta boga sabtu minggu hébat dulur! 🙂
Hatur nuhun pikeun tetep sareng kami. Naha anjeun resep artikel kami? Hoyong ningali eusi anu langkung narik? Dukung kami ku cara nempatkeun pesenan atanapi nyarankeun ka babaturan, , Diskon 30% pikeun pangguna Habr dina analog unik tina server tingkat éntri, anu diciptakeun ku kami pikeun anjeun: (sadia kalawan RAID1 na RAID10, nepi ka 24 cores sarta nepi ka 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 kali langkung mirah? Ngan di dieu di Walanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - ti $99! Baca ngeunaan
sumber: www.habr.com