Jak szybko bije serce płetwal błękitny?
Po raz pierwszy naukowcom udało się zarejestrować tętno największego zwierzęcia, jakie kiedykolwiek żyło na Ziemi - płetwal błękitny.
Płetwal błękitny, zwany również wielorybem siarkowym lub łacińską nazwą, Balaenoptera musculus, jest największym znanym żyjącym zwierzęciem, o średniej wadze 150 ton i maksymalnej długości 30 metrów (m).
Mnóstwo zadziwiających postaci charakteryzuje to kolosalne zwierzę: cielęta mają około 8 m długości i mogą ważyć do 90 kilogramów (kg), dorosły wieloryb ma około 100 długich rowków na gardle i klatce piersiowej, a tylko jego serce może ważyć do 700 kg - ale jak szybko bije ten ogromny, życiowy organ?
Zrozumienie parametrów fizjologicznych, takich jak bicie serca tego ssaka, umożliwia naukowcom lepsze zrozumienie jego ewolucji, a także lepsze zarządzanie i ochronę gatunków, które niektórzy wymieniają jako zagrożone.
Aby dowiedzieć się, jak szybko może bić tak duże serce, naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii postanowili umieścić czujniki elektrokardiograficzne na płetwale błękitnym w zatoce Monterey.
Jeremy Goldbogen, który jest adiunktem na wydziale biologii w Szkole Nauk Humanistycznych w Stanford, jest głównym autorem artykułu, w którym opisano szczegółowo wyczyny zespołu badawczego. Naukowcy współpracowali z Paulem Ponganisem z Scripps Institution of Oceanography.
Goldbogen i zespół opublikowali swoje odkrycia w Materiały z National Academy of Sciences.
Umieszczenie czujników elektronicznych na płetwale błękitnym
Naukowcy wcześniej zmierzyli tętno pingwinów cesarskich za pomocą znacznika pełnego czujników, a następnie postanowili wypróbować ten system na wielorybach.
Zespół przetestował znacznik z czujnikiem na małych, trzymanych w niewoli wielorybach i udało się. Jednak nałożenie znacznika na płetwal błękitny na wolności było zupełnie innym wyczynem, który wiązał się z różnymi innymi wyzwaniami.
Po pierwsze, ludzie wytresowali wieloryby w niewoli do podnoszenia brzucha, co zapewnia łatwiejszy dostęp. Po drugie, rowki na spodzie płetwala błękitnego umożliwiają dużemu ssakowi znaczne rozszerzanie się podczas żerowania, ułatwiając w ten sposób oderwanie się przywieszki.
„Szczerze myślałem, że to długa szansa, ponieważ musieliśmy zrobić tak wiele rzeczy dobrze - znaleźć płetwala błękitnego, umieścić etykietę we właściwym miejscu na wielorybie, dobry kontakt ze skórą wieloryba i, oczywiście, upewnić się, że tag działa i rejestruje dane ”- wyjaśnia Goldbogen.
„Musieliśmy umieścić te znaczniki, nie wiedząc naprawdę, czy zadziałają” - mówi współautor badania David Cade, który również umieścił znacznik na wielorybie. „Jedynym sposobem na to było spróbować. Zrobiliśmy więc co w naszej mocy ”.
Cade zdołał przykleić metkę od pierwszej próby, a cztery przyssawki zabezpieczyły elektroniczny znacznik w pobliżu lewej płetwy ssaka, gdzie rejestrował jego tętno.
Serce płetwal błękitny działa w skrajnych warunkach
Po przeanalizowaniu danych naukowcy ujawnili intrygujące spostrzeżenia. Podczas nurkowania serce wieloryba zwolniło do 4-8 uderzeń na minutę i minimum dwóch uderzeń na minutę.
Kiedy wieloryb znajdował się na dnie oceanu, bicie serca wzrosło 2,5 razy bardziej niż minimum, a następnie stopniowo zwolniło.
Kiedy wzniósł się z powrotem na powierzchnię i wdychał tlen, wieloryb zwiększył tętno do 25–37 uderzeń na minutę - tętno, które jest „zbliżone do szacunkowego maksymalnego możliwego tętna”, jak piszą autorzy w artykule.
Ogólnie rzecz biorąc, najwyższe tętno wieloryba było bliskie ekstremum, a niskie było 30–50 razy niższe niż przewidywane przez naukowców.
„Zwierzęta, które działają w skrajnych warunkach fizjologicznych, mogą pomóc nam zrozumieć biologiczne ograniczenia wielkości” - mówi Goldbogen.
„Mogą być również szczególnie podatni na zmiany w swoim środowisku, które mogą wpłynąć na ich zaopatrzenie w żywność. Dlatego te badania mogą mieć ważne implikacje dla ochrony i zarządzania zagrożonymi gatunkami, takimi jak płetwal błękitny ”.
Jeremy Goldbogen
Naukowcy uważają, że skrajne granice, w pobliżu których działa serce płetwal błękitny, mogą wyjaśniać, dlaczego nigdy nie było innego zwierzęcia tak dużego jak ten ssak - serce nie byłoby w stanie sprostać fizjologicznym potrzebom większego ciała.
