Proč mohou být těsnění po dlouhou dobu pod vodou?

Prostředí pod vodou je vůči savcům nepřátelské. Bez Aqualangy může člověk vydržet pod vodou po dobu ne více než šesti minut, zatímco některá těsnění mohou být ponořena po dobu až půl hodiny.

Cessonus (dekomprese) onemocnění (známá jako onemocnění potápěčů), což způsobuje ztrátu vědomí v hloubce 100 m, otrava kyslíkem, způsobující křeče, těžkou hypoxii, kvůli kterému ztmavne v očích-to jsou problémy spojené s ponořením spojené s ponořením ve větší hloubce. Aby se těmto nebezpečím vyhnula, pečeti prošly dlouhým vývojem a vyvinuli řadu dokonalých zařízení.

Mnoho savců se živí ve vodě nebo v blízkosti, ale pouze dvě oddělení - velrybář a sirény - jsou plně přizpůsobeny životnímu stylu vody. Těsnění, mořské kočky a lachtany patřící k oddělení stánků tráví většinu svého života ve vodě a nechávají je jen na krátkou dobu.

Všechna tato zvířata jsou tedy dobře přizpůsobena do života pod vodou, ale zbývající vzduch jsou nuceni vrátit se na povrch vody, aby doplnili přísun kyslíku.

Prvním krokem pro potápěčské těsnění bylo výdech většiny vzduchu z plic. Po potápění pod tlakem vody jsou plíce stlačeny a vzduch je tlačen do bronchi a pak prochází ústy a nosem. Tento mechanismus komprese plic vede ke skutečnosti, že v hloubce asi 60 m v těle zvířete není žádný volný plyn, což pomáhá vyhnout se vzduchové embolii - jev, když bubliny volného plynu pod tlakem ve velkém Hloubky se rozpustí v krvi a při zvednutí na povrch vařte do povrchových nádob ponoru.

Na první pohled není myšlenka stlačování plic nejúspěšnější. Tato schopnost však byla nezbytná pro potápění těsnění do významné hloubky. Když jsou plíce komprimovány, doba ponoření závisí na množství kyslíku uloženého v těle.

Potápění, všichni savci potřebují kyslík, protože metabolismus se během ponoření nezastaví. Jejich krevní systém je dobře přizpůsoben, aby zajistil, že se dodávka mozku nezastaví. Krev těsnění obsahuje velké množství červených krvinek a hodně hemoglobinu, který váže kyslík a šíří jej po celém těle. Významná část kyslíkových těsnění je uložena ve svalech pomocí myoglobinu (protein vázající kyslík).

Další klíčovou adaptací je omezení tkáňového kyslíku snížením nebo zastavením krevního oběhu v končetinách a orgánech, které nemají životně důležité funkce. Tohoto účinku je dosaženo komprimováním krevních cév a snížením srdeční frekvence. V některých případech srdce během ponoření tvoří až 4 rytmy za minutu místo obvyklých 60-80. U těhotné ženy se dokonce i srdeční rytmus embryí zpomaluje s matkou současně.

Všechny tyto fyziologické změny umožňují savcům provádět mimořádné ponoření. Mořští sloni jsou považováni za šampióny, ačkoli jejich úspěchy mizí před schopnostmi zobáky a velrybáři spermií. Samci mořských slonů se ponoří v průměru po dobu 30-40 minut, restorativní nedostatek kyslíku za pár minut na povrchu vody. V moři, kde tráví 10 měsíců ročně, je 90% doby mořského slona pod vodou. V případě potřeby to zvyšuje dobu ponoření do hodiny, což mu umožňuje chytat ryby ve značné hloubce. Obvykle se mořští sloni živí 300-600 metrů od povrchu vody, ale v případě potřeby padají do hloubky asi 900 metrů.

Potápění po dlouhou dobu potřebuje pečeť dlouhou dovolenou: 45 minut strávených pod vodou vyžaduje odpočinek po dobu jedné hodiny na povrchu. Mořští sloni jsou však schopni vyrobit několik ponorů v řadě a odpočívat ve vzduchu jen pár minut.

Významná hmota pomáhá mořskému slonu snížit metabolické náklady při potápění na jednotku hmoty. Protože množství uloženého kyslíku závisí na hmotnosti, u velkých savců je dodávka větší jak v absolutních hodnotách, tak i relativně jejich potřebám. Ale i muži mořských koček, jejichž tělesná hmotnost je srovnatelná s hmotností psa, se mohou ponořit do hloubky více než 200 metrů déle než 5 minut.

Vědci dlouhodobě argumentovali o tom, jak zvířata, jejichž anatomie a fyziologie jsou ve většině pozemních savců tak podobná, by mohla takové dlouhé ponoření provést. Potápěčští savci používali veškerou plasticitu jejich struktury, což jim umožnilo přístup k bohatým krmivovým zdrojům oceánu. Limit jejich schopností je určen hlavně množstvím kyslíku, který lze urovnat v těle. Kromě toho víme, že některá zvířata mají režim anaerobního metabolismu, který závisí na vlastnostech redox-obnovy pufru v krvi a svalech za podmínek rychlé akumulace kyseliny mléčné jako produktu takového metabolismu.

Mořské savce jsou odolnější vůči vysokým koncentracím kyseliny mléčné než lidé. Anaerobní metabolismus je 18krát účinný než aerobní a obvykle vyžaduje dlouhé období zotavení, takže jej lze použít pouze v extrémních případech. Na druhou stranu je nutné poskytnout potápěči přístup k bohatým zdrojům potravin, který vyrovnává relativně vysokou energetickou hodnotu procesu ponoření do vodního sloupce.