Ученые из Исследовательского отдела морских млекопитающих Школы биологии Университета Сент-Эндрюс (Великобритания) сделали важное открытие, проливающее свет на физиологические механизмы, позволяющие морским млекопитающим выживать под водой. Их исследование, опубликованное в журнале Science, раскрывает, как серые тюлени определяют момент, когда им необходимо всплыть на поверхность для дыхания.
В отличие от наземных млекопитающих, включая людей, которые реагируют преимущественно на накопление углекислого газа в крови, серые тюлени, как выяснилось, ориентируются на уровень кислорода. Это фундаментальное различие в физиологии дыхания представляет собой эволюционную адаптацию, позволяющую морским млекопитающим эффективно функционировать в водной среде.
Для проведения эксперимента исследователи отловили шесть взрослых серых тюленей и поместили их в специально оборудованный бассейн с покрытием. В бассейне была установлена кормовая станция и дыхательная камера с регулируемыми воздушными смесями. Важно отметить, что тюлени могли дышать только через эту камеру, что позволило ученым точно контролировать состав вдыхаемого воздуха.
В ходе эксперимента тюленям предлагались четыре различные воздушные смеси: обычный атмосферный воздух, воздух с двойным содержанием кислорода, воздух с половинным содержанием кислорода и нормальный уровень кислорода с концентрацией углекислого газа, превышающей норму в 200 раз. Результаты наблюдений оказались весьма показательными.
Когда тюлени дышали воздухом с повышенным содержанием кислорода, они оставались под водой значительно дольше. Напротив, при дыхании воздухом с пониженным содержанием кислорода продолжительность их пребывания под водой существенно сокращалась. Что особенно интересно, повышенный уровень углекислого газа не оказал никакого влияния на время, проведенное тюленями под водой.
Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что серые тюлени обладают механизмом мониторинга уровня кислорода в крови, который служит основным сигналом для всплытия на поверхность. Это принципиально отличается от физиологии наземных млекопитающих, у которых хеморецепторы, расположенные вблизи сонных артерий, реагируют преимущественно на накопление углекислого газа. У людей, например, повышенный уровень CO₂ вызывает головокружение, ощущение нехватки воздуха и панику.
Как отмечают авторы аналитической статьи Люси Хокс из Университета Эксетера и Джессика Кендалл-Бар из Калифорнийского университета в Сан-Диего, это исследование имеет важное значение для понимания эволюционных адаптаций морских млекопитающих, позволяющих им находиться под водой значительно дольше, чем наземным животным. Открытие механизма мониторинга кислорода у серых тюленей может также иметь значение для изучения других морских видов и потенциально для разработки новых подходов к лечению заболеваний дыхательной системы у людей.
Изображение носит иллюстративный характер
В отличие от наземных млекопитающих, включая людей, которые реагируют преимущественно на накопление углекислого газа в крови, серые тюлени, как выяснилось, ориентируются на уровень кислорода. Это фундаментальное различие в физиологии дыхания представляет собой эволюционную адаптацию, позволяющую морским млекопитающим эффективно функционировать в водной среде.
Для проведения эксперимента исследователи отловили шесть взрослых серых тюленей и поместили их в специально оборудованный бассейн с покрытием. В бассейне была установлена кормовая станция и дыхательная камера с регулируемыми воздушными смесями. Важно отметить, что тюлени могли дышать только через эту камеру, что позволило ученым точно контролировать состав вдыхаемого воздуха.
В ходе эксперимента тюленям предлагались четыре различные воздушные смеси: обычный атмосферный воздух, воздух с двойным содержанием кислорода, воздух с половинным содержанием кислорода и нормальный уровень кислорода с концентрацией углекислого газа, превышающей норму в 200 раз. Результаты наблюдений оказались весьма показательными.
Когда тюлени дышали воздухом с повышенным содержанием кислорода, они оставались под водой значительно дольше. Напротив, при дыхании воздухом с пониженным содержанием кислорода продолжительность их пребывания под водой существенно сокращалась. Что особенно интересно, повышенный уровень углекислого газа не оказал никакого влияния на время, проведенное тюленями под водой.
Эти результаты убедительно свидетельствуют о том, что серые тюлени обладают механизмом мониторинга уровня кислорода в крови, который служит основным сигналом для всплытия на поверхность. Это принципиально отличается от физиологии наземных млекопитающих, у которых хеморецепторы, расположенные вблизи сонных артерий, реагируют преимущественно на накопление углекислого газа. У людей, например, повышенный уровень CO₂ вызывает головокружение, ощущение нехватки воздуха и панику.
Как отмечают авторы аналитической статьи Люси Хокс из Университета Эксетера и Джессика Кендалл-Бар из Калифорнийского университета в Сан-Диего, это исследование имеет важное значение для понимания эволюционных адаптаций морских млекопитающих, позволяющих им находиться под водой значительно дольше, чем наземным животным. Открытие механизма мониторинга кислорода у серых тюленей может также иметь значение для изучения других морских видов и потенциально для разработки новых подходов к лечению заболеваний дыхательной системы у людей.
