Отримання достатньої кількості кисню у воді є складним завданням для багатьох тварин. У той час як риби та інші водні мешканці покладаються на зябра для вилучення кисню безпосередньо з води, деякі види шукають повітря на поверхні або утримують його навколо свого тіла. Проте, існують і ті, хто обирає складніший шлях, затримуючи дихання для занурення, а потім знову виринаючи на поверхню, щоб вдихнути, пише T4. Деякі з цих тварин можуть залишатися під водою вражаюче довго, але яка з них є абсолютним чемпіоном із затримки дихання, і завдяки яким унікальним характеристикам це можливо?
Важливо розрізняти здатність до виживання під водою у примусових умовах та добровільну затримку дихання. Як пояснює Life Science Вілко Верберк, доцент кафедри екології в Університеті Радбауда, час занурення виду може значно варіюватися залежно від обставин. Наприклад, деякі мурахи можуть виживати годинами після примусового занурення, але навіть спеціалізовані мурахи-пірнальники добровільно не затримують дихання довше, ніж на хвилину. Крім того, для затримки дихання, з точки зору зоології, тварина повинна мати легені та не дихати через зябра чи шкіру.
Абсолютними чемпіонами серед тварин, що використовують плавці та залишаються під водою, є деякі прісноводні черепахи, такі як черепаха Блендінга (Emydoidea blandingii). Ці рептилії практикують брумацію — форму сплячки для холоднокровних тварин — на дні річок та озер взимку, і можуть залишатися під водою місяцями. Це допомагає їм вижити, коли вони опиняються в пастці під шаром льоду. Оскільки черепахи є ектотермними (холоднокровними), їхній метаболізм значно сповільнюється в холодні періоди, що дозволяє їм зберігати більше енергії та використовувати набагато менше кисню. Як зазначає Джон Спайсер, морський зоолог з Плімутського університету, “якщо брумація вважається затримкою дихання, то прісноводні черепахи залишають позаду всіх інших”. Однак ці черепахи використовують невелику “хитрість”, вдихаючи обмежену кількість кисню з води через свої клоаки – багатофункціональні отвори, що також використовуються для розмноження та виведення відходів.
Розмір тіла відіграє вирішальну роль у здатності тварини затримувати дихання. Більші тварини, як правило, мають більші запаси кисню та нижчі питомі потреби в кисні на одиницю маси, що дозволяє їм залишатися під водою довше. Це означає, що за першість у затримці дихання змагаються великі ссавці та великі ектотерми, такі як крокодили та морські черепахи.
Рекордсменом серед ссавців є дзьоборилий кит Кюв’є (Ziphius cavirostris), який може залишатися під водою вражаючі 222 хвилини, або 3,7 години. Інші кити також демонструють вражаючі здібності: дзьоборилий кит Арну (Berardius arnuxii) може пірнати на 153 хвилини, а кашалот (Physeter macrocephalus) – на 138 хвилин. Кити досягають таких результатів завдяки низці унікальних адаптацій: вони сповільнюють серцевий ритм та метаболізм, перенаправляють кровотік від менш важливих частин тіла, тимчасово “вимикаючи” такі органи, як печінка та нирки. Крім того, вони мають чудову здатність зберігати та вивільняти кисень завдяки великій кількості дихальних білків у м’язах (міоглобін) та крові (гемоглобін). Ці тварини також можуть переходити на анаеробний метаболізм, виробляючи енергію без використання кисню, хоча цей процес менш ефективний і супроводжується утворенням молочної кислоти. Морські слони (Mirounga angustirostris та Mirounga leonina) також можуть затримувати дихання до двох годин, хоча такі тривалі занурення для них нетипові і зазвичай трапляються лише за наявності хижаків.
Проте, незважаючи на тріумф китів серед ссавців та ендотермних (теплокровних) тварин, найбільші ектотерми демонструють найдовші занурення серед усіх видів. Прісноводний крокодил (Crocodylus johnstoni) провів під водою 402 хвилини, або 6,7 години, коли відчував загрозу біля поверхні води. Але абсолютним рекордсменом є морська черепаха-логерхед (Caretta caretta), яка, згідно з дослідженнями, може затримувати дихання на вражаючі 610 хвилин, або 10,2 години. Інші дослідження фіксували для цього виду максимальну тривалість занурення у 480 хвилин, або вісім годин.
Ці ектотермні тварини мають багато тих самих адаптацій для зберігання кисню, що й ссавці, але їхня ключова перевага полягає в тому, що їм не потрібно витрачати енергію на підтримку постійної температури тіла. “Їхні експлуатаційні витрати можуть бути вдвічі меншими, ніж у морського ссавця аналогічного розміру, просто тому, що вони не використовують фізіологічні засоби для зігрівання”, – пояснює Спайсер. Шкірясті черепахи (Dermochelys coriacea), наприклад, можуть пірнати глибше, ніж більшість видів китів, і в холодних водах вони здатні різко знижувати свій метаболізм, дозволяючи їм годинами відпочивати на морському дні або в підводних печерах. Таким чином, хоча кити вражають своєю здатністю до занурення, саме холоднокровні рептилії є справжніми чемпіонами з тривалості затримки дихання під водою.
Раніше вчені показали рибу з прозорою головою та очима всередині.
Підписуйся на наш Telegram-канал