Недавно, 21 марта, в журнале Science была опубликована информация о том, что серые тюлени (Halichoerus grypus) способны регулировать время подводного плавания, основываясь на уровне кислорода, который они вдыхают перед погружением.
Многие млекопитающие не ощущают напрямую кислород в крови и используют повышение уровня углекислого газа как сигнал нехватки кислорода. У человека сенсорные клетки в сонных артериях отслеживают концентрацию CO2, что вызывает ощущение одышки и, в крайних случаях, потерю сознания.
Морские млекопитающие, проводящие большую часть жизни под водой, не могут позволить себе опасное снижение уровня кислорода, поэтому эволюция создала условия для развития адаптации, минимизирующей риск утраты сознания. Как отметил эколог из Университета St. Andrews в Шотландии Крис МакНайт, «такое эволюционное давление вынудило виды выработать адаптацию, которая серьёзно снижает риск неблагоприятных последствий».
В эксперименте шесть юных серых тюленей, взятых из дикой популяции, тренированы в бассейне, где им предстояло преодолевать дистанцию в 60 метров между подводной станцией питания и дыхательной камерой с контролируемыми условиями газа. Были проверены четыре различные комбинации газовой смеси: нормальный воздух с 21% кислорода и 0,04% углекислого газа, воздух с кислородом примерно в два раза выше нормального, воздух с кислородом около половины нормы и смесь с нормальным содержанием кислорода, но с концентрацией CO2, увеличенной в 200 раз.
В ходе эксперимента было зафиксировано 510 погружений, при этом после дыхания обычным воздухом тюлени проводили под водой в среднем около четырех минут. Увеличение концентрации кислорода приводило к более длительным погружениям, а его снижение – к сокращению времени подводного пребывания, в то время как повышение уровня углекислого газа оказывало незаметное влияние на продолжительность погружений.
Полученные данные указывают на то, что каждое животное самостоятельно принимает решение о времени погружения, опираясь на количество вдыхаемого кислорода. Такие результаты свидетельствуют о наличии у серых тюленей способности чувствовать уровень кислорода в крови и соответственно корректировать свою подводную активность для поддержания безопасности.
Вероятно, физиологические сенсоры, схожие с теми, что обнаружены у наземных млекопитающих, позволяют тюленям получать информацию о составе крови, однако обработка этой информации в мозге происходит по иным алгоритмам. Такая особенность может объяснять адаптацию серых тюленей к длительным погружениям, для которых риск снижения уровня кислорода жизненно критичен.
Эволюция, вероятно, способствовала развитию у серых тюленей приглушённого ответа на повышенный уровень углекислого газа, что позволяет избегать ошибочного сигнала о нехватке кислорода при накоплении CO2 в рамках последовательных погружений.
Изображение носит иллюстративный характер
Многие млекопитающие не ощущают напрямую кислород в крови и используют повышение уровня углекислого газа как сигнал нехватки кислорода. У человека сенсорные клетки в сонных артериях отслеживают концентрацию CO2, что вызывает ощущение одышки и, в крайних случаях, потерю сознания.
Морские млекопитающие, проводящие большую часть жизни под водой, не могут позволить себе опасное снижение уровня кислорода, поэтому эволюция создала условия для развития адаптации, минимизирующей риск утраты сознания. Как отметил эколог из Университета St. Andrews в Шотландии Крис МакНайт, «такое эволюционное давление вынудило виды выработать адаптацию, которая серьёзно снижает риск неблагоприятных последствий».
В эксперименте шесть юных серых тюленей, взятых из дикой популяции, тренированы в бассейне, где им предстояло преодолевать дистанцию в 60 метров между подводной станцией питания и дыхательной камерой с контролируемыми условиями газа. Были проверены четыре различные комбинации газовой смеси: нормальный воздух с 21% кислорода и 0,04% углекислого газа, воздух с кислородом примерно в два раза выше нормального, воздух с кислородом около половины нормы и смесь с нормальным содержанием кислорода, но с концентрацией CO2, увеличенной в 200 раз.
В ходе эксперимента было зафиксировано 510 погружений, при этом после дыхания обычным воздухом тюлени проводили под водой в среднем около четырех минут. Увеличение концентрации кислорода приводило к более длительным погружениям, а его снижение – к сокращению времени подводного пребывания, в то время как повышение уровня углекислого газа оказывало незаметное влияние на продолжительность погружений.
Полученные данные указывают на то, что каждое животное самостоятельно принимает решение о времени погружения, опираясь на количество вдыхаемого кислорода. Такие результаты свидетельствуют о наличии у серых тюленей способности чувствовать уровень кислорода в крови и соответственно корректировать свою подводную активность для поддержания безопасности.
Вероятно, физиологические сенсоры, схожие с теми, что обнаружены у наземных млекопитающих, позволяют тюленям получать информацию о составе крови, однако обработка этой информации в мозге происходит по иным алгоритмам. Такая особенность может объяснять адаптацию серых тюленей к длительным погружениям, для которых риск снижения уровня кислорода жизненно критичен.
Эволюция, вероятно, способствовала развитию у серых тюленей приглушённого ответа на повышенный уровень углекислого газа, что позволяет избегать ошибочного сигнала о нехватке кислорода при накоплении CO2 в рамках последовательных погружений.
