ظرفیت هوازی پستانداران در هنگام غواصی ظرفیت هوازی غواصی پستانداران پستانداران دریایی که می توانند غواصی کنند

فصل هفتم. غواصی در اعماق دریا

زندگی در محیط آبیتعدادی از مشکلات را برای حیوانات در تنفس هوا ایجاد می کند. تنفس آنها به دلیل شرایط خارجی و خواسته هایی که حیوانات خشکی نمی دانند محدود می شود. اگرچه دلفین ها همه جا هستند، اگرچه رام شده اند، اما در مورد طبیعت خود عملکرد تنفسیتقریبا هیچ چیز مشخص نیست اما او باید مدیریت شود به شکلی خاصدر غیر این صورت زندگی آنها در آب غیرممکن خواهد بود.

لارنس ایروینگ، 1941

ما نمی دانیم که ماهی مرکب در اعماق دریا چگونه بسیار متحرک وارد دهان نهنگ اسپرم می شود - آیا آنها را فریب می دهد یا آنها را تعقیب می کند. اما ما به خوبی می دانیم که نهنگ اسپرم در عمق 1.2 کیلومتری و حتی بیشتر از آن به دنبال آنها است و می تواند بسیار بیشتر از یک ساعت در آنجا بماند. برای پستانداری که از نسل حیوانات خشکی است و هوا تنفس می کند، چنین شیوه زندگی بسیار دشوار است.

برخی از بستگان نهنگ اسپرم ، نمایندگان خانواده نهنگ های منقاری ، اگرچه از نظر اندازه کوچکتر هستند ، اما در هنر غواصی در عمق به هیچ وجه از خویشاوند غول پیکر خود کمتر نیستند. ما معتقدیم که سیتاس های کوچک به چنین عمقی نمی رسند، اما شواهدی وجود دارد که دلفین معمولی که به دلیل عادت به "سواری" موجی که از کمان کشتی منحرف می شود شناخته شده است، در عمق 240 ماهی و سرپایان شکار می کند. متر در شب، و این نیز کم نیست.

فوک‌ها و شیرهای دریایی ارتباط خود را با خشکی حفظ کرده‌اند و بنابراین کمتر از دلفین‌ها و نهنگ‌ها با سبک زندگی آبی سازگار هستند. اما برخی از نوک پاها در هر جایی غواص هستند! مشخص است که فوک ودل قطب جنوب می تواند تا عمق 610 متر شیرجه بزند. یک فوک 43 دقیقه زیر آب گذراند و به عمق 200 متر رسید.

برای یک حیوان خونگرم که هوای جوی را تنفس می کند، توانایی ماندن در دنیایی از سرما، تاریکی و فشار طاقت فرسا برای چنین مدت طولانی یک دستاورد قابل توجه است. بنابراین چگونه می‌تواند میزان اکسیژنی را که در ریه‌ها حمل می‌کند مدیریت کند، که در نگاه اول نباید برای انجام غواصی عمیق کافی باشد؟ چگونه نه تنها مستقیم مخالف است تاثیر فیزیکیفشار، بلکه عواقب ناشی از تغییر سریع فرآیندهای فشرده سازی و رفع فشار از بدن؟

انسان به طرز شگفت انگیزی برای غواصی سازگار است، اگرچه برای او، یک حیوان زمینی، دنیای زیر آب عنصری بسیار بیگانه و مهیب تر از او است. برادران کوچکتر، مدتها پیش در پادشاهی آب مستقر شده است. شاید بتوانیم مشکلاتی را که پستانداران دریایی هنگام غواصی در اعماق زیاد با آن دست و پنجه نرم می کنند، درک کنیم، اگر خطرات ماندن طولانی مدت فرد در اعماق بیش از حد را برشماریم.

حداقل 6000-7000 سال است که انسان به قعر دریا حمله می کند، مروارید، مرجان گران قیمت، اسفنج و انواع حیوانات خوراکی استخراج می کند. رئیس بازیگراز این حملات یک غواص برهنه بود، او با کمک یک سنگ به پایین رسید و منطقه تهاجم او به یک منطقه ساحلی با عمق 30 متر محدود شد. حتی سرخپوستان لوکایا، غواصان مروارید در دریای کارائیب که به غواصی عالی در اعماق زیاد معروف بودند، به احتمال زیاد فرود نیامدند (اگرچه گفته می شود که می توانند نفس خود را به مدت 15 دقیقه حبس کنند). "آما" معروف ژاپنی - غواصان زن، بیش از 2000 سال است که در اعماق 15 تا 24 متر کار می کنند و با افزایش سن، شنوایی خود را از دست می دهند و استعداد آنها برای بیماری های ریوی افزایش می یابد.

غواصان مروارید از جزایر اقیانوس آرام به عمق 42-45 متر فرود می آیند، اما برخی از آنها با بیماری عجیب و غریب - "تاراوانا" که به معنی "سقوط در جنون" است، هزینه آن را می پردازند. در مکان های مختلف، حملات تاراوانا به روش های مختلف انجام می شود. آنها با سرگیجه و استفراغ همراه هستند که به فلج جزئی یا کامل ختم می شود و موارد مرگ نیز وجود دارد. تاراوانا به نوعی با حالت تنفس مرتبط است. غواصان جزیره Mangare-wa که بین 12-15 دقیقه بین غواصی استراحت می کنند، آن را نمی دانند و جویندگان مروارید جزایر پائوموتو که در همان اعماق غواصی می کنند، اما ریه های خود را با نفس های مکرر و عمیق به مدت 3-10 دقیقه تهویه می کنند. بین غواصی، از تاراوانا رنج می برند.

عمیق ترین غواصان جهان ظاهراً شکارچیان اسفنج یونانی هستند. آنها به عمق حدود 56 متر می رسند (گفته می شود که یکی از غواصان افسانه ای در سال 1906 یک لنگر گم شده را از عمق 60 متری بیرون آورد.) اما بررسی های انجام شده حتی امروز نشان داده است که نسل فعلی آنها کمترین است. تحت تأثیر اختلالات فیزیولوژیکی همه غواصان حرفه ای دیگر. بر این اساس، حتی این نتیجه گرفته می شود که برای بیش از صد نسل، غواصان ارثی می توانند مصونیت خود را در برابر اثرات غواصی در اعماق دریا ایجاد و تقویت کنند. دوست داشته باشید یا نه، گفتنش سخت است. اما زمانی که شکارچیان اسفنجی لباس غواصی با کلاه ایمنی نرم را که در سال 1837 توسط آگوست سیبه اختراع شد و مدت طولانی تری نسبت به اجداد خود در اعماق زمین ماندند، گرفتند، نیمی از کسانی که در این لباس کار می کردند در عرض یک سال جان خود را از دست دادند. تنها به تدریج، از طریق آزمون و خطا در طی سالیان متمادی، یونانی ها موفق به ایجاد قوانین غواصی شدند که مدت اقامت در زیر آب، سرعت مطمئن بازگشت به سطح و تعداد مجاز غواصی را تعیین می کرد. نوادگان آن «کلاه کاسکت‌ها» و اکنون، به هر حال، می‌توانند طولانی‌ترین همکار خود را در این حرفه در بستر دریا کار کنند.

* (رکورد عمق غواصی که از هیچ تجهیزات زیرآبی استفاده نمی کند 73 متر است که متعلق به متخصص نجات خدمه زیردریایی، رابرت کرافت است. اما این یک رکورد است، و نه یک غواصی کاری با برخی کارها در عمق. کرافت که به سختی به علامت 73 متری رسید، بلافاصله شروع به بالا رفتن کرد.- تقریباً. ویرایش)

اما اگر قبل از اختراع لباس غواصی، شکارچیان اسفنجی یونانی به عنوان مردمی صلح‌جو و مهربان از شهرت برخوردار بودند، پس از شروع استفاده از "کلاه ایمنی"، آنها کاملاً تغییر کرده و به "انبوهی از مستان پر سروصدا" تبدیل شدند. در بندر، آنها فقط می دانند که به افتخار این واقعیت که زنده بازگشته اند مست می شوند و سعی می کنند با کمک الکل برای یک کمپین جدید شجاعت به دست آورند.

* (آمای ژاپنی به تفصیل در کتاب فیزیولوژی غوطه وری و آما ژاپنی (انتشارات شورای تحقیقات ملی شماره 1341، آکادمی ملی علوم، واشنگتن، 1965) مورد بحث قرار گرفته است. این کتاب شامل فصلی در مورد غواصان مروارید جزایر تواموتو نوشته E. R. Cross است. بسیاری از مطالب در مورد شکارچیان اسفنج یونانی از مقاله ای توسط پیتر تروکمورتون در مرد زیر دریا، کتاب های چیلتون، 1965 آمده است.)

از نقطه نظر تئوری صرف، تصور غواصی که تا عمق 30 متری می رود بسیار دشوار است. ریه های او که حجمی در حدود 6 لیتر روی سطح دارند ، در آنجا به 1.5 لیتر فشرده می شوند ، یعنی تقریباً به اصطلاح حجم باقی مانده مربوط به بازدم کامل. غوطه ور شدن بیشتر ممکن است باعث آسیب ریه به دلیل فشرده سازی شود. قفسه سینهیا فشار دادن دیافراگم به داخل حفره قفسه سینه. در همان زمان، خون و لنف به داخل آلوئول ها و برونش ها، جایی که هوای باقی مانده تحت فشار کمتری وجود دارد، فشرده می شود. غواصان بومی جزایر اقیانوس آرام به سختی از این موضوع آگاه هستند، باشد که این نادانی به آنها کمک کند.

این "انقباض" خارجی بسیار خطرناک است، اگرچه مقاومت در برابر آن بسیار متفاوت است. اما این تنها یکی از خطراتی است که یک غواص در اعماق دریا با لباس نرم در معرض آن است. با افزایش فشار، نیتروژن شروع به حل شدن در خون در مقادیر زیاد می کند. و اگر غواصی برای مدت طولانی در عمق بماند، خون و بافت‌های بدن او فرصت دارند تا حداکثر با گاز اشباع شوند. هنگامی که به آرامی به سطح بالا می رود، گاز محلول زمان دارد تا از طریق ریه ها از خون و بافت های بدن متمایز شود. تنفس طبیعی. اما اگر غواص به سرعت صعود کند، نیتروژن اضافی به صورت حباب هایی مستقیماً در رگ ها و بافت های بدن آزاد می شود، همانطور که در یک بطری آب گازدار هنگام باز کردن آن اتفاق می افتد. این تاول ها باعث درد طاقت فرسا و در موارد حادتر فلج و مرگ می شود. اگرچه شکارچیان اسفنج و مروارید در دوران باستان با این بیماری رفع فشار مواجه بودند، اما در قرن نوزدهم، زمانی که عواقب غم‌انگیز آن توسط کارگرانی که به داخل کیسون‌ها فرود می‌آمدند، تحت فشار زیاد پایه‌هایی از پل‌ها و حفر تونل‌ها را تجربه کردند، نام رایج فعلی خود را "بیماری کیسون" دریافت کرد. زیر رودخانه ها تنها راه جلوگیری از بیماری رفع فشار، کاهش تدریجی فشار است تا نیتروژن محلول در خون بدون ایجاد حباب در رگ‌ها و بافت‌های بدن آزاد شود.

بسیاری از مردم فکر می کنند که غواصی که بدون تجهیزات غواصی یا لباس نرم با کلاه ایمنی زیر آب می رود در خطر بیماری رفع فشار نیست. او زمان کمی را در پایین می گذراند، هوای فشرده را استنشاق نمی کند، هوای باقی مانده در ریه های او به داخل برونش ها فشرده می شود، جایی که گاز وارد خون نمی شود. همه اینها در مورد یک غواصی درست است، اما وقتی یک غواص چندین بار پشت سر هم زیر آب می رود، مقدار نیتروژن اضافی به تدریج در خون او جمع می شود. و در پایان یک سری از شیرجه ها، فرد باید علائمی از بیماری رفع فشار را احساس کند.

در واقع، این مورد است و بیماری رفع فشار، تحت نام های مختلف، برای غواصان حرفه ای شناخته شده است، اگرچه ممکن است ماهیت پدیده هایی را که برایشان پیش می آید درک نکنند. به عنوان مثال، اجازه دهید آزمایش قانع‌کننده‌ای را ذکر کنم که یک افسر پزشکی نیروی دریایی دانمارک روی خود انجام داد: با چندین شیرجه پشت سر هم تا عمق 20 متری در یک استخر آموزشی، علائم بیماری رفع فشار را احساس کرد * . تنها یک راه برای جلوگیری از تجمع نیتروژن اضافی در خون وجود دارد: غواصی در فواصل زمانی طولانی که طی آن غلظت طبیعی نیتروژن در بدن به طور کامل بازیابی می شود.

* (این آزمایش توسط افسر دانمارکی P. Paulev انجام شد. او نتایج خود را در مقاله خود با عنوان «بیماری رفع فشار پس از چندین غواصی حبس نفس»، مندرج در نشریه شماره 1341، که در یادداشت قبلی ذکر شد، گزارش می‌کند.)

تاراوانای غواصان مروارید جزایر پائوموتو برای ما یک راز باقی مانده است. برخلاف بیماری خمیدگی، در زمانی که غواص در عمق قابل توجهی قرار دارد، می تواند خود را به صورت فلج ناگهانی و کامل نشان دهد. حتی تعجب آورتر است که قربانیان تاراوانا احساس درد نمی کنند. شکی نیست که تاراوانا نوعی بیماری رفع فشار است، اما ما هنوز نفهمیده ایم که چرا اینقدر با شکل معمول متفاوت است و دقیقاً چه چیزی باعث آن می شود.

پس از اختراع اسکوبا، اثر موذیانه نیتروژن فشرده به نام مسمومیت نیتروژن به طور گسترده ای شناخته شد. با این حال، در یک دایره باریک حرفه ای، این پدیده 150 سال است که شناخته شده است. غواصانی که کلاه فلزی Ziebe بر سر داشتند اولین کسانی بودند که مسمومیت با نیتروژن را تجربه کردند. اتفاق عجیبی برایشان افتاد. آنها شروع به احساس میل غیر قابل مقاومت برای گرفتن ماهی با دستان خود کردند، برای شروع یک رقص پیچیده، و کار را کاملا فراموش کردند. مواردی وجود داشت که یک غواص با دست خود شیلنگ های تامین هوای کلاه خود را برید. برای مدت طولانی نمی توان فهمید که موضوع در اینجا چیست، و حتی اکنون این پدیده، که کاپیتان ژاک ایو کوستو آن را "ندای مغاک" نامید، از مطالعه کامل فاصله دارد. اما تحت این نام هیجان انگیز برای میلیون ها نفر شناخته شده است، بگذارید این شهرت به عنوان هشداری برای غواصان بی دقت و بی احتیاط باشد.

مسمومیت با نیتروژن در انتظار غواص یا غواصی با لباس فضایی با کلاه ایمنی است در صورتی که هوای جوی را در عمق بیش از 30 متر تنفس کند. حساسیت به مسمومیت فردی است، بنابراین برخی از غواصان با آرامش در عمق 60 متری کار می کنند و برخی این کار را انجام می دهند. صدای "ندای پرتگاه" را حتی در عمق 90 متری نشنید. فقط تغییر به مخلوط های تنفسی که حاوی نیتروژن نیستند، مانند هلیوم-اکسیژن، می تواند فرد را از خطرات مسمومیت با نیتروژن نجات دهد. اکنون به طور کلی پذیرفته شده است که نیتروژن فشرده که در خون حل می شود، مانند الکل یا داروهای بیهوشی ضعیف و مواد مخدر عمل می کند. هرچه فشار بیشتر باشد، این اثر قوی تر ظاهر می شود، بیشتر و بیشتر یادآور اثر "گاز خنده" - اکسید نیتروژن است.

ظاهراً غواصان ساده ای که وسایل غواصی یا لباس های نرم با کلاه ایمنی ندارند، در خطر مسمومیت با نیتروژن نیستند. در اعماق زیاد، جایی که خطر چنین مسمومیتی وجود دارد، به ندرت به آنجا می رسند، مدت زیادی در آنجا نمی مانند، علاوه بر این، عرضه هوا در خون و ریه های آنها بسیار محدود است. اما ممکن است اگر یکی از آنها بتواند نفس خود را برای چند دقیقه حبس کند و مانند پستانداران دریایی به عمق بیش از 60 متر شیرجه بزند، چنین جسوری خطر شنیدن "ندای پرتگاه" را تهدید می کند.

و در نهایت، در مورد آخرین خطری که در بستر دریا در انتظار یک غواص است. ذخایر اکسیژن محلول در خون و بافت های بدن او به تدریج تخلیه می شود و به محض اینکه غلظت دی اکسید کربن در بدن به مقدار معینی می رسد، غواص در معرض رفلکس بدون قید و شرط بازدم- دم قرار می گیرد. فقط اشتیاق به کار یا رویداد غیرمنتظره ای که توجه او را کاملاً جلب می کند می تواند فرد را از این رفلکس نجات دهد. فقط در این شرایط فرد احساس بی اکسیژنی نمی کند - کمبود اکسیژن در بافت های بدن و تمایل غیر قابل مقاومتی برای تکرار نفس احساس نمی کند.

بنابراین، بی اکسیژنی به دلیل کاهش غلظت اکسیژن در بافت های بدن در طول اقامت طولانی مدت در عمق، "فشرده شدن" بدن، بیماری رفع فشار در تظاهرات مختلف آن و مسمومیت با نیتروژن - این لیست کوتاهی از پدیده هایی است که به نظر ما، پستانداران دریایی باید با آن روبرو شوند و اغلب غواصی عمیق انجام می دهند. و از آنجایی که سیتاس ها و فوک ها در برابر غواصی های طولانی تا اعماق قابل توجهی مقاومت می کنند بدون اینکه آسیبی به خودشان وارد شود، واضح است که طی میلیون ها سال زندگی در آب، این حیوانات برخی از ویژگی های فیزیولوژیکی و تشریحی را ایجاد کرده اند که در برابر همه این عوامل محافظت می کند.

اما سیتاس ها و نوک پاها تنها غواصان در قلمرو حیوانات نیستند. پرندگان غواصی زیادی وجود دارند و حیوانات نیمه آبزی مانند بیور، سمور دریایی، موش آبی و اسب آبی وجود دارند که زمان زیادی را در زیر آب می گذرانند. همه آنها در سطحی فرو می روند، اما با این وجود آناتومی و فیزیولوژی آنها دستخوش تعدادی تغییرات شده است که به آنها اجازه می دهد برای مدت طولانی زیر آب بمانند. و بسیاری از اکتشافات مهم در مورد فیزیولوژی حیوانات غواصی در اعماق به لطف مطالعه حیوانات کوچکی که اغلب و برای مدت طولانی در اعماق کم به خوبی برای شما شناخته شده اند، انجام شده است.

پیشگام در زمینه فیزیولوژی غوطه وری در آب، زیست شناس فرانسوی پل بائر است. Baer به طیف گسترده ای از مسائل علاقه مند بود، و در میان آنها - تعریف تفاوت بین حیوانات کاملاً زمینی و غواصی. حدود صد سال پیش بائر گزارشی از آزمایش‌های خود با اردک‌ها، بیورها و مشک‌ها منتشر کرد. بائر در مقایسه یک اردک که بخشی از زمان خود را زیر آب می گذراند با مرغی که یک حیوان کاملاً زمینی است، خاطرنشان کرد که وقتی به زور در آب غوطه ور می شود، اردک برای چند دقیقه آرام می شود و مرغ بلافاصله با عصبانیت شروع به مبارزه می کند. سریعتر از اردک می میرد بائر پس از کشف اینکه بدن یک اردک تقریباً دو برابر بدن یک مرغ خون دارد، به این نتیجه رسید که اردک دو برابر بیشتر از مرغ اکسیژن ذخیره می کند و این توانایی اردک ها را برای ماندن در زیر آب توضیح می دهد. مدت زمان طولانی. بائر برای اثبات فرضیه خود آزمایش زیر را انجام داد: پس از آزاد کردن مقداری خون از یک اردک، حجم خون اردک و مرغ را برابر کرد و مطمئن شد که هر دو پرنده به طور همزمان زیر آب می میرند.

مطالعات بعدی نشان داده است که تفاوت در مدت زمان غوطه وری در حیوانات مختلف به طور قابل توجهی از تفاوت در حجم خون بیشتر است. در نتیجه، توانایی ماندن در زیر آب برای مدت طولانی نه تنها به حجم خون، بلکه به سایر ویژگی‌های آناتومیکی و فیزیولوژیکی نیز بستگی دارد. به طور خاص، مشخص شد که وقتی حیوانی در آب غوطه ور می شود، تعداد انقباضات عضله قلب آن کاهش می یابد. این کند شدن قلب - برادی کاردی - منجر به کاهش اکسیژن رسانی به بافت های عضلانی می شود. برخلاف قلب و مغز، ماهیچه‌ها می‌توانند برای مدتی به‌صورت بی‌هوازی (یعنی بدون مصرف اکسیژن) کار کنند، زیرا به محض بازگشت حیوان به سطح، بازیابی می‌شود. و سرانجام مشخص شد که در حیوانات غواصی مرکز تنفس نسبت به افزایش غلظت دی اکسید کربن در خون حساس نیست. این اولاً منجر به استفاده کامل تر از ذخایر اکسیژن و ثانیاً به مهار رفلکس بازدم - دم می شود.

مکانیسم‌های فیزیولوژیکی که فعالیت بدن را در زیر آب تنظیم می‌کنند، معمولاً از لحظه غوطه‌ور شدن شروع به عمل می‌کنند (اگرچه، برای مثال، کافی است یک اردک حالتی را بگیرد که قبل از شیرجه است). همه آنها متعلق به رفلکس های بدون قید و شرط هستند و طبق مشاهدات لارنس ایروینگ (که در ابتدای فصل از او نقل کردم) نه تنها در حیوانات غواصی ذاتی هستند، اگرچه این مکانیسم ها در آنها بسیار توسعه یافته تر است. برادی کاردی هنگام غوطه ور شدن در آب، به عنوان مثال، در تمام حیوانات زمینی رخ می دهد، و در برخی افراد حتی در مواردی که به سادگی صورت خود را در آب فرو می کنند، مشاهده می شود. جالب است که در ماهی، برادی کاردی خود را به ترتیب معکوس نشان می دهد - زمانی که ماهی از آب خارج می شود * اتفاق می افتد.

* (آزمایش‌های پل بائر با اردک‌ها و پستانداران غواصی کوچک در کتاب سخنرانی‌های او درباره فیزیولوژی مقایسه‌ای تنفس، که در سال 1870 در پاریس منتشر شد، توضیح داده شده است. برای کارهای جدیدتر در این زمینه، به بررسی های زیر مراجعه کنید: لارنس ایروینگ، نفس پستانداران غواصی (رجوع کنید به بررسی های فیزیولوژیکی، جلد 19، صفحات 489-491، 1939). P. F. Scholander، Animals in the Aquatic Habitat: Diving Mammals and Birds (نگاه کنید به سازگاری زیستگاه، منتشر شده توسط انجمن فیزیولوژیک آمریکا، واشنگتن، 1964). H. T. Andersen، سازگاری فیزیولوژیکی در مهره داران غواصی (رجوع کنید به بررسی های فیزیولوژیکی، جلد 46، صفحات 212-243، 1966).)

آزمایشات آزمایشگاهی با حیوانات کوچک تا حد زیادی پدیده های فیزیولوژیکی را که در بدن در هنگام غوطه وری رخ می دهد روشن کرده است، اما ما هنوز همه چیز را درک نمی کنیم، زیرا از فرصت مطالعه مستقیم این حیوانات در شرایط طبیعی محروم هستیم. O ویژگی های فیزیولوژیکیتنها بر اساس یافته های تحقیقاتی روی عرشه کشتی های صید نهنگ می توان ستاسیان را حدس زد. محاسبات نرخ متابولیک سیتاس ها تا حد زیادی تقریبی یا بر اساس فرضیات است. حتی در مورد چگونگی غواصی نهنگ ها، اتفاق نظر وجود ندارد. برخی بر این باورند که نهنگ‌ها بسیار عمیق شیرجه می‌زنند، در حالی که برخی دیگر، در حالی که اشاره می‌کنند که ما نمی‌دانیم یک نهنگ در چه عمقی می‌تواند شیرجه بزند، با این وجود این خود را آزاد می‌دانند که در طول غواصی طولانی‌مدت هیچ مشکل فیزیولوژیکی خاصی وجود ندارد.

نمونه ای از اینکه چگونه نظرات متناقضی در این مورد را می توان در بحث تحت عنوان کلی "آیا نهنگ ها به اعماق بزرگ می رسند؟" که در مجله انگلیسی "Nature" در سال 1935 مطرح شد، یافت. بحث توسط خواننده R. ​​B. Gray آغاز شد. گری ادعا کرد که یک نهنگ زوبین مستقیم به پایین شیرجه زد و در نزدیکی محل غواصی ظاهر شد. بنابراین، گری ادامه داد، عمقی که حیوان به آن شیرجه می‌رود را می‌توان بر اساس طول خط زوبین مشخص کرد. نهنگ کمانی بالغ در چنین مواردی از ارتفاع 1280 تا 1460 متر، نهنگ کمانی که هنوز به بلوغ نرسیده است - از 730 تا 1100 متر و گوساله ها - نیمی از آن را انتخاب می کند. نهنگ پوزه بطری نر بالغ (نوع مشخص نشده) 1300 متر چنگر، ماده و گوساله را انتخاب می کند - نیمی از آن. گری معتقد بود که این اعماق است که نهنگ ها به آن می رسند.

دکتر اف. به گفته عمانی، همزمانی نقاط شیرجه و صعود نمی تواند نشان دهنده غواصی عمودی نهنگ زخمی باشد و بنابراین، طول خط حک شده معنایی ندارد. عمانی خاطرنشان کرد: رفتار حیوان در این شرایط را نمی توان طبیعی دانست. عمانی در پایان اظهار داشت که در شرایط عادی، نهنگ ها در عمق 360 متری غواصی نمی کنند.

گری به عمانی اعتراض کرد. او سخنان نهنگ‌دار معروف ویلیام اسکورزبی جونیور را نقل کرد که تأکید کرد طول کلاف‌های خط زوبین که نهنگ‌دار آن را آماده نگه می‌دارد، دقیقاً بر اساس عمق محل ماهیگیری تعیین می‌شود و فقط در مکان‌های بسیار عمیق طول آن تعیین می‌شود. خط انتخاب شده به اندازه و قدرت حیوانی که صید می شود بستگی دارد. به گفته گری، این سخنان اسکورزبی نشان می دهد که نهنگ زخمی در حال شیرجه عمودی است. گری با این ادعا که یک نهنگ زخمی در حین شیرجه فقط به عمق معمول خود می رسد، چنین استدلال می کند: "اگر نهنگ زوبین به عمق بیشتری از آنچه طبیعت اجازه می دهد برود، صدمات داخلی شدیدی دریافت می کند که قدرت و تحرک را از او سلب می کند، و بین آن ها. همان اسکورزبی می نویسد: "اغلب نهنگی که از یک زخم بیرون آمده بود پر از قدرت به نظر می رسید." به عنوان یک استدلال اضافی، گری داستان هایی را در مورد مواردی ذکر کرد که نهنگ چنان شیرجه عمودی عمیقی انجام می دهد که خط می شکند، اما نهنگ نمی میرد. اصلاً در اثر فشار زیاد له می شود. اما آزاد می شود و حتی می تواند از زخم بهبود یابد: حیوانات به دست نهنگ ها افتادند که شکارچیان در بدن آنها زوبین های قدیمی پیدا کردند * .

* (رجوع به طبیعت، جلد 135، ص 34-35، 429-430 و 656-657، 1935 شود.)

نمی دانم این استدلال ها دکتر عمانی را قانع کرد یا نه. من فکر می کنم مدتی است که بحث و جدل ادامه دارد.

سهم بزرگی در مطالعه پرندگان و پستانداران غواصی توسط دانشمند نروژی Per F. Scholander انجام شد. اولین اثر او در این زمینه که در سال 1940 منتشر شد، هنوز هم از نظر عمق و وسعت پوشش منحصر به فرد است. از آنجایی که آثار Scholander از بسیاری جهات در تحقیقات ما به ما کمک کرده است، لازم می دانم نتایج به دست آمده توسط دانشمند نروژی را به اختصار شرح دهم. طبق داده‌های دریافتی از نهنگ‌ها و مشاهدات خود از مدت زمان غواصی نهنگ‌های گونه‌های مختلف، اسکولندر نشان داد که نهنگ پوزه بطری (2 ساعت) و نهنگ اسپرم (حدود یک ساعت) می‌توانند طولانی‌ترین مدت زیر آب بمانند. . وی خاطرنشان کرد که قبل از غواصی، نهنگ چندین نفس قوی و سریع می کشد که همراه با فواره های بخار از سوراخ دمنده است. پس از بیرون آمدن، نهنگ هر چه بیشتر استراحت کند، شیرجه طولانی تر باشد و دوباره فواره ها را راه اندازی کند. Scholander با بررسی بافت‌های ماهیچه‌ای نهنگ بینی بطری و نهنگ اسپرم دریافت که آنها حاوی مقدار بسیار زیادی اکسیژن هستند - تقریباً نیمی از کل اکسیژن موجود در بدن. بنابراین، Scholander تا حدی حدس گفته شده قبلی را تأیید کرد که در طول دوره قرار گرفتن در زیر آب، عرضه اکسیژن به بافت های عضلانی به شدت کاهش می یابد و به اصطلاح retia mirabilis ("شبکه شگفت انگیز") یک سیستم ویژه است. رگ های خونیکه در سینه‌داران توسعه یافته است، خون را در این زمان با دور زدن ماهیچه‌ها تامین می‌کند و اکسیژن را فقط به قلب و مغز می‌رساند.

Scholander تحقیقات خود را در مورد این سوال آغاز کرد که آیا پستانداران دریایی از بیماری فشارزدایی رنج می برند یا خیر با اندازه گیری مستقیم عمقی که حیوانات به آن می رسند. همانطور که قبلاً ذکر شد، در آن زمان این اعماق فقط به احتمال زیاد تخمین زده می شد و تخمین های دانشمندان مختلف با یکدیگر بسیار متفاوت بود. به عنوان مثال، عمانی، رقم را 40 متر، دانشمندان دیگر - 90 متر نامیدند. مشخص بود که نهنگ اسپرم در عمق 275 متری 502 متری در کابل گرفتار شد.

Scholander مبتکر با پر کردن یک لوله مویرگی شیشه ای با آب رنگی و مهر و موم کردن آن در یک انتها، یک عمق سنج ساده ساخت. پس از خشک شدن آب، یک لایه رنگ رسوبی روی دیواره های داخلی لوله باقی می ماند. هنگامی که لوله در آب غوطه ور می شد، تا حدی از انتهای باز لوله پر می شد، رنگ دیواره قسمت پر شده حل شده و شسته می شد و با نسبت طول قسمت های رنگ شده و رنگ نشده لوله می توان محاسبه کنید که دستگاه در چه عمقی بوده است. لوله ها، کالیبره شده در آزمایشگاه، با یک مهار نور به بدنه های یک ویران معمولی و چندین مهر و موم بسته شدند. یک نخ ماهیگیری به طول 180 متر با یک شناور در انتهای آن به مهار بسته شده بود. چند بار به حیوان اجازه داده شد تا آزادانه شیرجه بزند و سپس دوباره گرفتار شد و تجهیزات خارج شد. بیشترین عمق غواصی گراز دریایی بندر مشترک 20 متر بود و فوک خاکستری شش ماهه در اولین شیرجه به 76 متر رسید.

Scholander این اندازه‌گیری‌ها را در حین شکار نهنگ‌های باله‌ای تکرار کرد، لوله‌هایی را به هارپون‌ها وصل کرد و با نهنگ‌ها هماهنگ کرد که حرکات حیوانات زخمی را با کشیدن خط هارپون محدود نکنند (که معمولاً انجام می‌دهند). تقریباً همه حیوانات زوزه‌کش شیرجه می‌زدند و زمانی که به سطح آب بازگشتند هنوز زنده بودند. نهنگ باله ای که به بیشترین عمق - 365 متر - شیرجه زد، سپس کشتی وال نهنگ را نیم ساعت قبل از پایان کار به پشت خود کشید. اما یک نهنگ کمی زخمی که تا عمق 230 متری رفت، ظاهر شد، به پهلو دراز کشید، چندین فواره را رها کرد و مرد. نهنگ ها ادعا کردند که چنین مواردی بیش از یک بار اتفاق افتاده است. نمی‌توان با قطعیت گفت که این نهنگ باله‌ای در اثر بیماری رفع فشار مرده است، اما شولاندر این دلیل را کاملا محتمل می‌دانست. در مورد اینکه آیا نهنگ اسپرمی که در یک کابل و نهنگ باله‌ای که مهره‌هایش را شکسته بود، در صورت بازگشت زنده به سطح (که قبلاً در مورد آن صحبت شد) دچار بیماری فشار زدایی می‌شد (که قبلاً در مورد آن صحبت شد)، Scholander نمی‌توانست چیزی بگوید.

Scholander پس از به دست آوردن ایده ای از اعماق گونه های مختلف سیتاس ها و نوک پاها، مطالعه مقایسه ای روی ریه های آنها انجام داد و دریافت که هر چه عمق یک گونه معین از جانور بیشتر باشد، حجم ریه های آنها در رابطه با اندازه بدن. بنابراین، Scholander استدلال می کند، هر چه حیوان عمیق تر شیرجه می زند، اکسیژن کمتری در ریه های خود حمل می کند. الگوی یافت شده با مشاهده اینکه فوک ها قبل از غواصی یا در همان مرحله اولیه غواصی بازدم می کنند تأیید شد. این بدان معناست که حیوان غواص با بردن حداقل هوا با خود از انحلال بیش از حد گازها در خون تحت فشار محافظت می کند. این همان چیزی است که حیوان را در هنگام بازگشت سریع به سطح از بیماری رفع فشار نجات می دهد. علاوه بر این، در طی یک شیرجه عمیق، ریه ها به حجم باقی مانده فشرده می شوند و هوا از آنها به داخل برونش های غضروفی با دیواره ضخیم فشرده می شود، جایی که عملاً تبادل گاز با خون وجود ندارد. از همه اینها نتیجه گرفت که بزرگترین خطر از نقطه نظر آسیب رفع فشار، غواصی در اعماق دریا با بازگشت سریع به سطح نیست، بلکه اقامت طولانی مدت در عمق نسبتا کم است، جایی که ریه ها تا حد کوچک نمی شوند. حجم باقیمانده تحت فشار آب - که نهنگ اسپرم و نهنگ پوزه بطری هنگام غواصی تلاش می کنند تا دویست متر اول را در اسرع وقت به طور دقیق بپوشانند تا از خطر آسیب برداشتن فشار سه بار به عقب جلوگیری کنند.

* (کار P. F. Scholander "مطالعات تجربی عملکرد تنفسی پستانداران و پرندگان غواصی" در سال 1940 به زبان نروژی ظاهر شد (به "Hvalradets Skrifter"، شماره 22، اسلو مراجعه کنید).)

همه تردیدها در مورد اینکه نهنگ ها چگونه می توانند به خودی خود به عمق اسپرم برسند، در سال 1957 پس از انتشار گزارشی در مورد 14 مورد گیر افتادن نهنگ های اسپرم در کابل های زیردریایی ناپدید شد. در شش مورد، کابل ها در اعماق 900 تا 1100 متر قرار داشتند. تعداد این موارد بسیار زیاد است که نمی توان اعتراف کرد که یک حیوان غرق شده و عذاب آور در کابل گیر کرده است، اگرچه دقیقاً مشخص نیست که این حوادث ناگوار چگونه رخ می دهد. تا کنون، تنها یک توضیح کم و بیش قابل قبول ارائه شده است: نهنگ اسپرم، که به دنبال طعمه در پایین ترین نقطه است، به سرعت با دهانش کاملاً باز، فک پایینی که با زاویه ای بزرگ کنار گذاشته شده است، به جلو می رود. از کل مسیر، با گرفتن کابل با فک پایین خود، طناب می زند (این اتفاق در مورد دلفین هایی می افتد که داخل تور می افتند) و در عین حال می تواند ناامیدانه در هم پیچیده شود *.

* (به مقاله B. S. Khizn «درباره نهنگ‌های درگیر در کابل‌های اعماق دریا» در Deep Sea Research، جلد 4، ص 105-115، 1957 مراجعه کنید.)

در ابتدای فصل اشاره کردم که فوک ودل می تواند نفس خود را به مدت 43 دقیقه حبس کند و تا ارتفاع 600 متری شیرجه بزند. سبک زندگی و زیستگاه فوری این حیوان دانشمندان را بر آن داشت تا نگاه دقیق تری به فوک ودل، حیوان بزرگ چابک بیندازند. که تا 450 کیلوگرم وزن دارد. او که در آب‌های قطب جنوب زندگی می‌کند، اغلب خود را در موقعیت‌هایی می‌بیند که گروهی کامل از حیوانات باید از طریق یک سوراخ در یخ نفس بکشند. دکتر J. L. Coyman از این ویژگی برای ثبت عمق و مدت غواصی فوک Weddell استفاده کرد. حسگرهای مناسب به مهر و موم بالغ متصل شد و حیوانات در یک خروجی واحد در شعاع 1.5 کیلومتری رها شدند. مهر و موم ها فقط می توانستند به همان دریچه بازگردند، جایی که همه دستگاه ها از آنها جدا شده بودند. کویمان موفق شد نه تنها در مورد عمق و مدت کل شیرجه، بلکه در مورد میزان فرود و صعود نیز اطلاعاتی به دست آورد. معلوم شد که هنگام غواصی تا عمق 300 متر یا بیشتر، مهرها با سرعت بیشتری نسبت به غواصی های کم عمق پایین می آیند و برمی گردند. البته، آنها می‌توانند این کار را انجام دهند، زیرا می‌خواهند بیشتر در عمق بمانند، اما نباید نتیجه‌گیری شولندر را فراموش کرد. شاید با غواصی در اعماق زیاد، فوک ودل به طور غریزی تلاش می کند تا به سرعت عبور کند. منطقه خطر، اقامت در آن او را با بیماری رفع فشار تهدید می کند. و کاملاً ممکن است که او پس از غواصی های کم عمق به آرامی به سطح برگردد دقیقاً به همان دلیل که غواصی که کار طولانی را در بستر دریا انجام داده است عجله ای برای بازگشت به قله ندارد.

* (برای جزئیات بیشتر در مورد کار J. L. Coyman، به مقاله او "AnAnlysis of Diving Behavior and Physiology of Weddell Seal" در Biology of the Antarctic Seas (انتشار اتحادیه ژئوفیزیک آمریکا شماره 1579، 1967) مراجعه کنید.)

زمانی که ما کار خود را شروع کردیم، یعنی تا سال 1960، تصویر کلی از تعامل مکانیسم‌های بیولوژیکی مختلف که در طول غواصی عمیق کار می‌کنند، بسیار ناقص و از جهاتی حتی متناقض بود.

سام هیوستون ریدوی، اولین دامپزشک حیوانات خانگی ما، به همه این سوالات بسیار علاقه مند شد. زمانی که او افسری در پایگاه هوایی آکسنارد، همسایه ما بود، با او آشنا شدیم. در یگان های دریایی هیچ دامپزشکی وجود نداشت و وقتی دلفین های ما بیمار شدند، طبیعتاً برای کمک به بخش کاپیتان ریدوی مراجعه کردیم، به خصوص که در این مورد سؤال هزینه درمان مانعی برای ما نداشت. به پایان رساندن خدمت سربازیریدوی به عنوان یک غیرنظامی به ایستگاه ما آمد و مراقبت از سلامت حیوانات به او سپرده شد.

سام مردی با انرژی تمام نشدنی، کنجکاوی فراگیر، ذهن مبتکر و چنگال سرسخت است. او تمام روزها را در ایستگاه می‌گذراند و معمولاً آخر هفته‌ها برای بررسی وضعیت حیوانات و در صورت لزوم یک دوره درمانی تجویز می‌کرد و شب‌ها را به نوشتن گزارش اختصاص می‌داد. در سه سال او به عنوان متخصص در درمان پستانداران دریایی به شهرت جهانی دست یافت و دو سال دیگر برای او کافی بود تا فیزیولوژیست معروفی شود.

اولین کار سام مقایسه خصوصیات خونی سه گونه دلفین مختلف بود. اینها عبارتند از: گراز دریایی بال سفید، که در فصل 3 مورد بحث قرار گرفت، دلفین پوزه بطری اقیانوس اطلس، که در آبهای کم عمق ساحلی زندگی می کند (می تواند به سرعت 37 کیلومتر در ساعت برسد، اما هرگز سریعترین شناگر در بین سیتاسیان در نظر گرفته نشده است). و دلفین یا پای سفید اقیانوس آرام - حیوانی که در دریاهای آزاد زندگی می کند، مانند "گراز دریایی بال سفید، از نظر سرعت شنا و احتمالاً در عمق شیرجه پایین تر از آن است. به عبارت دیگر، از برخی جهات، پاها را می توان حد واسط بین دلفین های دماغ بطری و خوک دریایی بال سفید در نظر گرفت.

بخش مهمی از کار تعیین توانایی خون برای ذخیره اکسیژن بود. تامین اکسیژن در بدن به غلظت گلبول های قرمز و حجم کل خون بستگی دارد. قبل از آن، هیچ کس سعی نکرده بود مقدار کل خون را در یک سوز زنده اندازه گیری کند. با انجام چنین اندازه‌گیری‌هایی روی حیوانات دیگر، محقق به سادگی میزان خونی را که از حیوان در حال مرگ جریان می‌یابد اندازه‌گیری کرد، در حالی که نتایج دست‌کم‌گرفته و نادرست دریافت کرد.

سام به تازگی توسعه یافته را اعمال کرد راه بی ضرربر اساس وارد کردن دوز کوچک (ید رادیواکتیو) به خون یک موجود زنده 10 دقیقه پس از تزریق (فرض می شود که در این مدت خون به طور کامل در گردش باشد و ید به طور مساوی در آن توزیع شود) نمونه خون کوچکی از حیوان گرفته می شود و میزان رادیواکتیویته آن تعیین می شود و غلظت ید با حجم کل خون تعیین می شود و تعداد گلبول های قرمز با روش استاندارد آزمایشگاهی اندازه گیری می شود.

نتایج برای هر سه گونه به طور قابل توجهی متفاوت بود. نسبت مقدار خون به وزن بدن گراز بال سفید دو برابر دلفین پوزه بطری اقیانوس اطلس بود. پاها دقیقا در وسط قرار گرفتند. حتی تفاوت‌های بزرگ‌تری در توانایی خون برای اشباع شدن با اکسیژن یافت شد. در خواز دریایی بال سفید، این توانایی سه برابر بیشتر از دلفین پوزه بطری بود. وزن نسبی قلب در خواز دریایی بال سفید 1.4 برابر بیشتر از دلفین پوزه بطری اقیانوس اطلس بود (اندازه گیری ها روی حیواناتی انجام شد که به دلایلی مرده بودند). داده‌های به‌دست‌آمده به خوبی با آنچه در مورد اکولوژی و رفتار جانوران هر سه گونه شناخته شده بود یا تصور می‌شد، مطابقت داشت. بنابراین می توان توضیح داد که چرا بال سفید گرازهای دریاییمی تواند سریعتر شنا کند و عمیق تر از دلفین های بینی بطری شیرجه بزند*.

* (رجوع کنید به S. H. Ridgway and D. J. Johnston، "Blood Oxygen Capacity and Ecology of the Three Genera of Dolphins" Science، جلد 151، صفحات 456-458، 1966.)

همانطور که قبلا ذکر شد، در مطالعات اولیه فیزیولوژی غواصی، حیوانات به زور در آب غوطه ور می شدند. دشوار است که انتظار داشته باشیم دلفین یا فوکی که به تخته بسته شده و برخلاف میل خود در زیر آب قرار گرفته اند، دقیقاً به همان شکلی رفتار کند که گویی به میل خود در حال غواصی هستند. علاوه بر این، در طی چنین آزمایشاتی، حیوانات به طور اتفاقی می میرند، اگرچه آنها مجبور به انجام کاری که فراتر از توانایی آنها باشد، نبودند.

آموزش موفقیت آمیز به دلفین ها برای غواصی در دریاهای آزاد به سام ریدوی اجازه داد تا تجربه منحصر به فردی را با تافی انجام دهد. ابتدا سم تصمیم گرفت تا دریابد که تافی چقدر می تواند شیرجه بزند. و دوم اینکه تصمیم گرفت ترکیب هوای بازدم شده توسط تافی را در سه موقعیت مختلف تجزیه و تحلیل کند: الف) بلافاصله پس از صعود از عمق زیاد، ب) پس از نگه داشتن هوا در ریه ها برای مدتی برابر با زمان غواصی عمیق ( مشروط بر اینکه دلفین از سطح خارج نشود) و ج) پس از اینکه دلفین فاصله یک غواص تا دیگری را در عمق 20 متری (یعنی در عمق کم) در زمانی برابر با زمان غواصی عمیق طی کرد. در پایان هر آزمایش، تافی باید زیر یک قیف معکوس شیرجه می زد و هوا را به داخل آن بازدم می کرد و پس از آن نمونه های هوای گرفته شده به آزمایشگاه تحویل داده می شد. همانطور که می بینید، دلفین باید کار می کرد و بسیار دقیق.

در این زمان، تافی در حال غواصی در عمق بیش از 180 متر بود. او شنا کردن در زیر آب را از غواصی به غواص دیگر با صدا زدن زنگ یا دستگاه صوتی دیگر یاد گرفت. رئیس بیل اسکرونز باید به دلفین به دستور یاد می داد که نفس خود را برای مدت معینی در وضعیت "درازکش روی سطح" نگه دارد و سپس آخرین ترفند دیدنی را انجام دهد - بازدم زیر یک قیف معکوس. دلفین کاملاً درک می کرد که آنها از او چه می خواهند و به گفته اسکرونز، او به آن تسلط داشت سیستم جدیدبه مدت 10 دقیقه بازدم کنید.

محل کار توفی 8 کیلومتر با ایستگاه فاصله داشت. معمولاً موج را "زین" می کند، از زیر پروانه قایق اسکرونز منحرف می شود و بیشتر مسیر را "سوار" می کند. اسکرونز با رسیدن به محل، دستگاه آموزشی را تا عمق تعیین شده پایین آورد، زنگ را روشن کرد، تافی شیرجه زد، میله را با بینی خود فشار داد، صدا خاموش شد، دلفین بدون شناور شدن برگشت، هوا را از زیر قیف بیرون داد و سپس برای پاداش و هوای تازه به سطح پرید.

از رفتار دلفین و کلیک های پژواک آن، مشخص بود که تافی از لحظه غوطه ور شدن دستگاه در آب، به طور مداوم مکان آن را زیر نظر داشته است. ممکن است دلفین بتواند عمق معلق بودن دستگاه را بر اساس شدت سیگنالی که به سطح می آید قضاوت کند. به هر حال دلفین همیشه می دانست که باید تا چه عمقی شیرجه بزند و قبل از غواصی تا ارتفاع 150-180 متری، ریه های خود را بیش از حد تهویه می کرد و 3-4 نفس سریع می کشید. از آنجایی که او حتی زمانی که چنین شیرجه عمیقی اولین شیرجه روز بود، تهویه بیش از حد انجام داد، می توان استدلال کرد که او می دانست که قرار است به کجا اعزام شود، و رفتار او به انرژی مصرف شده در طول شیرجه قبلی مربوط نمی شد. وقتی دلفین مجبور شد هوا را در ریه های خود نگه دارد و در حالی که روی سطح باقی می ماند، تهویه بیش از حد نداشت، زیرا نمی توانست از قبل بداند چه مدت به او گفته می شود که نفس نکشد.

در مجموع، تافی 370 غواصی در اعماق دریا انجام داد. طول کل کابل که دستگاه کنترل به انتهای آن آویزان شده بود 300 متر بود، دلفین به این عمق رسید و در 3 دقیقه و 45 ثانیه به عقب برگشت. در طول یک درس - 60 دقیقه - او 9 بار به عمق 200-300 متر در فواصل 3-5 دقیقه شیرجه زد. تافی با ماندن روی سطح، هوا را به طور متوسط ​​4 دقیقه در ریه ها نگه داشت. زمان تأخیر رکورد 4 دقیقه و 45 ثانیه* بود.

* (پگ که دوره مشابهی را گذرانده بود، می‌توانست نفس خود را حتی برای 6 دقیقه حبس کند. ویرایش)

آنالیزهای آزمایشگاهی مخلوط گاز بازدم شده توسط تافی، فرضیه Scholander را کاملاً تأیید کرد. این را نشان دادند بزرگترین عدداکسیژن تافی در طول پرواز از یک غواص به دیگری در اعماق کم مصرف می شود. مخلوطی که دلفین پس از این تمرین بازدم می کند، تنها حاوی 2 درصد از اکسیژن طبیعی در هوای معمولی اتمسفر است - سطحی که در آن فرد مدت ها قبل هوشیاری خود را از دست داده است. تافی که روی سطح دراز کشیده بود و نفس نمی کشید، اکسیژن کمتری از منابع موجود در بدنش مصرف کرد. اما دلفین در طول غواصی در اعماق دریا کمترین میزان اکسیژن را مصرف کرد. حداکثر غلظت دی اکسید کربن در مخلوط بازدم شده پس از حبس نفس روی سطح و حداقل آن - پس از غواصی در اعماق دریا مشاهده شد، اگرچه به تلاش بسیار بیشتری از حیوان نیاز داشت.

داده‌های به‌دست‌آمده به ما اجازه می‌دهند بیان کنیم که هنگام غواصی در عمق ۹۰ متری، اکسیژن ذخیره‌شده در ریه‌ها توسط دلفین بسیار آهسته در خون پخش می‌شود. احتمالاً همین اتفاق در مورد نیتروژن نیز می افتد. بنابراین حق با Scholander است: تافی نه در طی یک صعود سریع از عمق زیاد، بلکه پس از اقامت طولانی در عمق نسبتا کم، تهدید به شکست فشار زدایی شد.

غواصان اثر فشار بر قفسه سینه تافی را حتی در عمق 20 متری مشاهده کردند. سام برای اینکه ببیند یک دلفین در عمق 300 متری چه شکلی است، یک دوربین زیر آب را به دستگاه کنترل متصل کرد و تافی در لحظه ای که زنگ را خاموش کرد از خود عکس گرفت. تصویر به وضوح نشان می دهد که قفسه سینه دلفین این قابلیت را دارد که حجم آن به میزان قابل توجهی کاهش یابد بدون اینکه آسیبی به حیوان وارد شود.

همانطور که اغلب اتفاق می‌افتد، آزمایش‌های انجام‌شده آنقدر به سؤالات پاسخ نمی‌دادند که سؤال‌های جدید مطرح می‌شد. مشخص نیست که تافی چگونه می‌توانست در چنین سطح پایینی از عرضه اکسیژن فعال باشد که سام ثبت کرده است. طبق محاسبات Ridgway، اکسیژن ذخیره شده به سختی برای حفظ فعالیت قلبی کافی بود. اما مغز چگونه با آن کنار آمد که تصور عمل آن در یک رژیم بدون اکسیژن غیرممکن است؟ با این وجود، هیچ نشانه ای از کمبود اکسیژن در رفتار تافی مشاهده نشد.

* (آزمایش‌ها با تافی در C. H. Ridgway، B. L. Scrons و John Canwisher، "تنفس و غواصی عمیق دلفین پوزه بطری" توضیح داده شده است (Science, vol. 166, pp. 1651-1654, 1969).)

ما یک شیر دریایی را با موفقیت آموزش داده ایم که تا ارتفاع 230 متری شیرجه بزند و نهنگ خلبان را تا ارتفاع 500 متری آموزش داده ایم. علاوه بر این، شاهد بودیم که چگونه نهنگ خلبان به ابتکار خود تا ارتفاع 610 متری شیرجه زد.

بنابراین، کار متخصصان ما ذخایر دانش را در مورد چگونگی غواصی پستانداران دریایی و مدت زمانی که می توانند زیر آب بمانند، دوباره پر کرده است. و اکنون این حق را داریم که بگوییم سیتاس ها و نوک پاهای آموزش دیده می توانند به انسان تحویل دهند اطلاعات علمیاز عمق 500 متری در دریای آزاد. علاوه بر این، اطلاعاتی که با هیچ یک از روش های شناخته شده برای ما قابل دستیابی نیست.

سال 2013 به عنوان سال حفاظت از محیط زیست در روسیه اعلام شده است.در کشور ما، خرماهای زیادی با حفاظت و حمایت از حیوانات مرتبط است. فلور، آب، زمین، هوا و انسان. رویدادهای فردی و تعطیلات سال در صفحه اکولوژیکی مورد بحث قرار خواهند گرفت. این برای طیف گسترده ای از خوانندگان، معلمان، مربیان در نظر گرفته شده است.

از سال 1986 جشن گرفته می شود و به آن روز نهنگ نیز می گویند. این روز نه تنها برای محافظت از نهنگ ها، بلکه از تمام پستانداران دریایی و سایر موجودات زنده ای که در دریاها و اقیانوس ها زندگی می کنند در نظر گرفته می شود. در این روز، پس از 200 سال نابودی بی رحمانه، کمیسیون بین المللی نهنگ ماهیگیری نهنگ را ممنوع کرد. هنوز هم در حال حاضر معتبر است و به این معنی است که شکار نهنگ در سراسر جهان ممنوع است، همانطور که تجارت گوشت نهنگ نیز ممنوع است. پس از ممنوعیت صید تجاری نهنگ، تعداد برخی از گونه های نهنگ شروع به بهبود کرد. در حال حاضر، فقط صید نهنگ بومی فقط برای رفع نیازهای جمعیت بومی و همچنین حذف نهنگ ها برای اهداف علمی مجاز است. بسیاری از پستانداران دریایی در خطر انقراض هستند و در کتاب قرمز ثبت شده اند. فدراسیون روسیهو اتحادیه بین المللیحفاظت از محیط زیست.
چرا به این نام می گویند؟
این ساکنان دریا پستانداران واقعی هستند: آنها قلب چهار حفره ای دارند. آنها خونگرم هستند. ماده ها توله های زنده به دنیا می آورند و آنها را با شیر تغذیه می کنند. روی پوستشان مو دارند
پستانداران می توانند زیر آب زندگی کنند، اما آنها با ریه ها تنفس می کنند، نه با آبشش مانند همه ماهی ها. بر این اساس مشخص می شود که پستانداران نمی توانند برای مدت طولانی زیر آب بمانند. آنها باید دائماً بلند شوند تا هوای موجود در خون را دوباره پر کنند. باور این است که پستانداران دریاییزمانی روی سطح زمین زندگی می کرد. مقداری موجودات دریاییآنها می توانند هم در آب و هم در خشکی زندگی کنند.
پستانداران دریایی چه کسانی هستند؟
سیتاسهای جداشدگی که شامل نهنگ ها، دلفین ها و گرازهای دریایی. گروه آژیر از جمله دوگونگ و گاو دریایی. نمایندگان نظم غارتگر، جایی که آنها را شامل می شود سمورهای دریایی و سمورهای دریایی.نوک پا، از جمله مهر و موم و شیرهای دریایی .
پستانداران چقدر می توانند بدون نفس کشیدن ادامه دهند؟
پستانداران دریایی می توانند زیر آب باشند مقدار متفاوتزمان. به عنوان مثال، نهنگ ها ممکن است 2 تا 40 دقیقه زیر آب نفس نکشند. یک نهنگ اسپرم تا یک ساعت و نیم نمی تواند زیر آب نفس بکشد. فوک به مدت 15 دقیقه زیر آب می ماند و تا عمق 150 متری غواصی می کند.
پستانداران دریایی چه می خورند؟
پستانداران دریایی مانند پستانداران خشکی شکارچی و گیاهخوار هستند. به عنوان مثال، آژیرها تنها گیاهخواران در بین پستانداران دریایی هستند، در حالی که نهنگ ها و دلفین ها شکارچی هستند. پستانداران گیاهخوار از جلبک های مختلف تغذیه می کنند و شکارچیان به غذای حیوانات - ماهی، سخت پوستان، نرم تنان یا فوک های کوچک نیاز دارند.
بزرگترین پستاندار دریایی کدام است؟
بزرگترین پستاندار دریایی نهنگ آبی است. به دلیل اندازه آن در کتاب رکوردهای گینس ثبت شده است. طول متوسط ​​یک غول 25 متر است. و وزن متوسط ​​100 تن است. با وجود ظاهر ترسناک، نهنگ ها برای انسان خطرناک نیستند، زیرا آنها منحصراً از ماهی و پلانکتون تغذیه می کنند.
خطرناک ترین پستاندار دریایی چیست؟
خطرناک ترین پستاندار دریایی نهنگ قاتل است. علیرغم این واقعیت که او به شخصی حمله نمی کند، او هنوز یک شکارچی مهیب است. حتی نهنگ ها هم از او می ترسند. جای تعجب نیست که نهنگ قاتل را قاتل نهنگ می نامند. علاوه بر نهنگ ها، او می تواند دلفین ها، شیرهای دریایی، فوک ها و فوک ها و همچنین توله های آنها را شکار کند. مواردی از حمله نهنگ‌های قاتل به گوزن و گوزن وجود داشت که در کانال‌های باریک ساحلی شنا کردند.
دوستانه ترین پستاندار دریایی کدام است؟
انسان دوست ترین پستاندار دریایی دلفین است. موارد زیادی وجود دارد که دلفین ها افرادی را که در یک کشتی غرق شده بودند نجات دادند. دلفین ها هرگز به مردم حمله نمی کنند. دلفین ها بسیار باهوش هستند و دانشمندان دریافته اند که مغز آنها می تواند حتی از مغز انسان نیز توسعه یافته باشد. از دلفین ها در درمان بیماری های دوران کودکی استفاده می شود. فردی سپاسگزار این حیوان شگفت انگیز آن را در بناهای تاریخی جاودانه کرد.
مثل این موجودات جالبپستانداران دریایی هستند آنها با شکوه و شگفت انگیز هستند. آنها اندازه بزرگی دارند و می دانند چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. یکی دیگر از خصوصیات آنها این است که صلح طلب هستند و زندگی خود را به عنوان خانواده و مراقبت و عشق به اعضای گروه خود می گذرانند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Bogatyryova، N. A. در پادشاهی نپتون: فیلمنامه / N. A. Bogatyryova // خلاقیت آموزشی. - 2008. - شماره 12. - ص 7-8.
2. Bulvanker, V. درباره نهنگ ها و بچه نهنگ ها // از گربه تا نهنگ / V. Bulvanker. - L., 1991. - S. 62-66.

درباره بناهای تاریخی نهنگ ها و دلفین ها.

1. گیک، ای. برادران کوچکتر روی پایه ها: بناهای یادبود حیوانات برای خدمات به مردم / ای. گیک // نور. - 2010. - شماره 4. - ص 39–42.
2. Dozier، T. Whales و سایر پستانداران دریایی / T. Dozier; مطابق. از انگلیسی. L. Zhdanova. - م.، 1980. - 129 ص.
3. ژوکوف، بی. حلزون آوازخوان / ب. ژوکوف // در سراسر جهان. - 2009. - شماره 3. - ص 96-104.

در مورد نهنگ ها

1. زوتوا، L.V. ساکنان دنیای زیر آب: نمایشنامه ای برای کودکان 6-8 ساله / L.V. Zotova // کتاب ها، یادداشت ها و اسباب بازی ها برای Katyushka و Andryushka. - 2009. - شماره 7. - ص 56–57. (این دنیا چقدر زیباست).
2. Zueva, S. V. سفر به اعماق دریا: اجرای تئاتر // بخوانید، مطالعه کنید، بازی کنید. - 2007. - شماره 5. - S. 78–84.
3. کریوکووا، N. S. سفر به دنیای زیر آب: یک فعالیت فوق برنامه / N. S. Kryukova // اوقات فراغت در مدرسه. - 2002. - شماره 3. - ص 14–16.
4. Molyukov, M. I. حیوانات کتاب سرخ اتحاد جماهیر شوروی / M. I. Molyukov, O. L. Rossolimo. - م.، 1989. - 192 ص.
5. رفتار حیوانات / جلد. ویرایش شده توسط A. Perminov - M., 2003. - 191 p. - (دایره المعارف بزرگ طبیعت).
6. Ryazantseva، L. M. "در پادشاهی زیر آب نپتون": یک کالیدوسکوپ دریایی / L. M. Ryazantseva // شورای آموزشی. - 2012. - شماره 1. - ص 9–12.
7. Khersonov، A. وقتی دلفین ها را "زیر اسلحه" می کنند / A. Khersonov // معجزات و ماجراها. - 2012. - شماره 5. - ص 56–59.

در مورد استفاده از دلفین ها در امور نظامی.

1. Shcherbakova، A. A. ساکنان اعماق دریا: 19 فوریه - روز جهانی نهنگ / A. A. Shcherbakova / کتاب ها، یادداشت ها و اسباب بازی ها برای Katyushka و Andryushka. - 2009. - شماره 12. - ص 55–57. - (این همه چیز در جهان جالب است).
2. [اکولوژیست ها و دلفین درمانی] // دانش - زور. - 2010. - شماره 11. - ص 56.

این و سایر ادبیات در مورد این موضوع را می توان در بخش نشریات، تاریخ محلی و بخش روش شناسی بانک مرکزی یافت. A.N. Zyryanova (خیابان Sverdlov، 57).

اقیانوس های جهان مملو از موجودات شگفت انگیزی است که هر کدام ویژگی های منحصر به فردی دارند. برخی از ساکنان زیر آب قهرمانان واقعی هستند و امروز در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

بلندترین

اغلب، بلندترین جانور دریایی نهنگ آبی است که صداهایی با فرکانس پایین تا 188 دسی بل تولید می کند که 48 دسی بل بیشتر از حجم موتور جت و 68 دسی بل بالاتر از آستانه ای است که در آن صدا برای انسان دردناک می شود. گوش. نهنگ‌های آبی معمولاً صداهایی بین 10 تا 30 ثانیه تولید می‌کنند و دانشمندان معتقدند این تلاشی برای جذب جفت است.

تعداد کمی از مردم می دانند که خرچنگ های کلیک صدای بلندتری دارند. هنگامی که کلیک کننده نزدیک شدن غذا را حس می کند، پنجه را به سرعت می بندد که حباب حفره ای ایجاد می کند که صدایی 218 دسی بل ایجاد می کند. مستعمرات این حیوانات می توانند چنان تداخل صوتی ایجاد کنند که عملکرد سونارها را مختل کنند، زیرا صدای آنها تا 800 کیلومتر حرکت می کند. خوشبختانه، بر خلاف نهنگ آبی، که می تواند تا 2 دقیقه در هر بار آواز بخواند، جلوه های نویز میگو فقط یک میلی ثانیه دوام می آورد.

عمیق ترین

نهنگ منقاری کوور رکورد غواصی نهنگ اسپرم را شکست. این گونه نهنگ به لطف دنده های انعطاف پذیری که به ریه ها اجازه انقباض می دهد، تقریباً 3000 متر زیر آب فرود می آید. نهنگ‌های منقاردار و اسپرم‌دار همچنین می‌توانند تامین خون اکسیژن‌دار به مغز و سایر اندام‌های حیاتی را تنظیم کنند.

ماهی که به طور دائم در حداکثر عمق زندگی می کند، گونه حشره Abyssobrotula galatheae است که در عمق 8300 متری زیر سطح اقیانوس در پایین ترانشه پورتوریکو یافت شد. بیشتر رایج ساکنان اعماق دریاکوسه های چشم سفید پرتغالی در نظر گرفته می شوند. آنها در اعماق تا 3675 متر زندگی می کنند غیبت کاملنور خورشید.

قدیمی ترین

رکورد سنی متعلق به زهره اقیانوسی است که دانشمندان آن را در سواحل ایسلند کشف کردند. متأسفانه دانشمندان قبل از اینکه به سن حیوان پی ببرند آن را کشتند. این نرم تن از نام سلسله چینی مینگ نامگذاری شد که در زمان سلطنت آنها 507 سال پیش متولد شد.

نهنگ کمانی که در سال 2007 توسط اسکیموها کشته شد، به عنوان قدیمی ترین پستاندار دریایی شناخته می شود. بر روی بدن این حیوان، آنها یک هارپون پیدا کردند که قدمت آن به سال 1880 باز می گردد. دانشمندان تخمین می زنند که سن نهنگ به 130 سال رسیده است. محققان پیشنهاد می‌کنند که متابولیسم آهسته نهنگ‌های کمانی در پاسخ به شرایط زندگی در آن آب های یخیبه حیوانات اجازه می دهد تا 200 سال زندگی کنند.

عشایری ترین

رکورد مسافت پیموده شده متعلق به نهنگ های خاکستری است که سالانه از 16 تا 20 هزار کیلومتری ساحل مکزیک، محل تولد توله هایشان، تا آلاسکا، جایی که نهنگ ها در آن شکار می کنند، شنا می کنند. تک تک افراد حیات دریایی موفق می شوند رکوردهای خود را ثبت کنند و بر مسافت هایی که برای گونه آنها غیر معمول است غلبه کنند. در سال 2010 یک نهنگ گوژپشت 11000 کیلومتر از ماداگاسکار تا برزیل را شنا کرد. و اگرچه مسیر معمول مهاجرت چنین نهنگ هایی به طول 8 هزار کیلومتر می رسد ، آنها اغلب از شمال به جنوب و نه از شرق به غرب سفر می کنند.

عاشقانه ترین

در برخی از گونه ها راهب ماهیتک همسری رادیکال است. ماهی نر یک بار در طول زندگی به ماده ها می چسبد. ماده‌ها غذای هر دو نفر را فراهم می‌کنند، در حالی که نرها برای بارور کردن تخم‌ها زمانی که ماده‌ها آماده تولید مثل هستند، خدمت می‌کنند. جستجوی ماده او معنای زندگی راهب ماهی است و بدون او به سادگی خواهد مرد.

تک همسری اجباری در میان میگوهایی که در داخل اسفنج سبد زهره زندگی می کنند نیز وجود دارد. میگوها تمام زندگی خود را در فضایی بسته در داخل یک اسفنج می گذرانند که در ازای تمیز کردن، غذا و سرپناه امنی برای تولید مثل برای ساکنانش فراهم می کند. در ژاپن این نوع اسفنج را به عنوان نماد وفاداری مادام العمر به تازه ازدواج کرده ها می دهند.

پستاندارانی که در آب زندگی می کنند نسبت اندازه ریه به بدنشان بیشتر از پستاندارانی که در خشکی زندگی می کنند ندارند، اما آنها می توانند برای مدت طولانی در حالی که نفس خود را حبس می کنند در زیر آب شیرجه بزنند زیرا مکانیسم های جایگزینی برای افزایش میزان اکسیژن ایجاد کرده اند. نفس کشیدن. این مقاله برخی از این مکانیسم ها را مورد بحث قرار می دهد.

بر خلاف همتایان خود در غواصی زمینی، فوک‌ها، شیرهای دریایی و نهنگ‌ها در حالی که نفس خود را حبس می‌کنند، به دلایل عملی غواصی می‌کنند - به عنوان مثال، برای جستجوی غذا یا فرار از دست شکارچیان. همانند حیواناتی که در خشکی زندگی می کنند، این غواصی ها با تغییرات فیزیولوژیکی همراه هستند که نیاز به سازگاری دارند.

وسعت این انطباق حتی از ماهرترین غواصان آزاد نیز بیشتر است. این افزایش سازگاری توضیحی جزئی برای عمق و مدت غواصی انجام شده توسط چنین پستاندارانی ارائه می دهد. به عنوان مثال، رکورد موجود در رشته "بدون محدودیت" 163 متر در مقایسه با عمقی که دماغه بطری به آن می رسد، عمق نسبتا کم است. استفاده از وسایلی که زمان و عمق غواصی را ثبت می کنند و همچنین فرستنده های صوتی، امکان ردیابی شیرجه این نهنگ ها را تا عمق 1450 متری فراهم کرد. در مقایسه، فوک فیل شمالی تا اعماق 1500 متری شیرجه می زند، البته باید توجه داشت که غواصی در چنین عمقی برای این حیوانات عادی نیست.

شاید موثرترین "تجهیزات" فیزیولوژیکی شیر دریایی نیوزیلند باشد، پستانداری که می تواند طولانی تر از هر گونه دیگری غواصی کند، معمولاً تا 120 متر فرود می آید (عمیق ترین عمق ثبت شده 474 متر بود) و به راحتی به مدت پنج دقیقه در آن عمق باقی می ماند. . اگرچه این عمق و مدت غواصی برای سایر پستانداران دریایی در دسترس است، اما این حیوانات با نحوه غواصی خود از دیگران متمایز می شوند، زیرا آنها تقریباً به طور مداوم در زیر آب غواصی می کنند. جالب توجه غواصان آزاد این واقعیت است که تقریباً نیمی از غواصی های انجام شده توسط این شیر دریایی از آستانه تئوری غواصی هوازی (ATD، در زیر) فراتر می رود.

محاسبه آستانه غواصی هوازی

در تئوری، اگر یک غواص آزاد غواصی را با ظرفیت کل ریه (FLC) شروع کند، حداکثر عمق نظری را می توان از نسبت FLC به حجم باقیمانده ریه (RRC) محاسبه کرد. بر اساس این محاسبات، می توان حداکثر "عمق نظری" یا "نقطه توقف غواصی" را که پیپین فرراس، غواصی با LPO 9.6 لیتر و RTL 2.2 لیتر، می تواند به آن دست یابد، پیش بینی کرد. با اعمال قانون بویل-ماریوت می توان دریافت که آستانه فشرده سازی ایمن برای فرراها حدود 4.4 اتمسفر (در فشار مطلق) است که مربوط به عمق 34 متر است. خوشبختانه ورزشکاران غواصی آزاد توجه چندانی به قوانین فیزیک ندارند، بنابراین فرراس 128 متر زیر حداکثر عمق نظری خود شیرجه زد. واضح است که مکانیسم های غواصی وجود دارد که به غواصان آزاد و فوک ها اجازه می دهد این قوانین را دور بزنند.

برای غواصان آزاد که می خواهند آستانه عمق نظری خود را محاسبه کنند، فرمول زیر (فقط برای استفاده عملی) وجود دارد.

تخمین حجم باقیمانده (RVR) ریه ها بسته به سن، قد و وزن بدن.

در غواصی آزاد، ROL بر عمقی که یک غواص آزاد می‌تواند به آن برسد، بدون اینکه مشکل فشردگی قفسه سینه را تجربه کند، تأثیر می‌گذارد. به طور معمول، نسبت LPO به ROL در سطح، حداکثر عمق شیرجه را تعیین می کند که در آن ورزشکار فشرده سازی قفسه سینه را تجربه نخواهد کرد. یکی از راه‌های تنظیم OOL، انجام محاسبات زیر است.

معادلات برای محاسبه ROL

متغیرها: سن (سال)، قد (سانتی متر)، وزن (کیلوگرم).
وزن طبیعی - مردان:
BV (L) = (0.022 x سن) + (0.0198 x قد) - (0.015 x وزن) - 1.54
وزن طبیعی - زنان:
BV (l) \u003d (0.007 x سن) + (0.0268 x ارتفاع) - 3.42

مکانیسم‌هایی که «غواص‌های حیوانات» تضاد بین نیاز به انرژی در طول غواصی و حفظ مقدار محدود اکسیژن را حل می‌کنند، مشابه مکانیسم‌هایی است که غواصان آزاد در خشکی با آن‌ها مواجه هستند و کاملاً درک نشده است. با این حال، قطعاً برخی از مزایای فیزیولوژیکی در اختیار برادران دریایی ما وجود دارد.

به عنوان مثال، حداکثر زمان غوطه وری یک مهر و موم صرفاً با توانایی آن در حفظ اکسیژن تعیین نمی شود، زیرا آب بند ها می توانند به صورت بی هوازی کار کنند. با این حال، متابولیسم هوازی بر بی هوازی ارجحیت دارد زیرا بسیار کارآمدتر است. کاهش سرعت متابولیسم به فوک‌ها اجازه می‌دهد مدت زمان تنفس هوازی را در طول غواصی افزایش دهند، زیرا این امکان را به آنها می‌دهد تا از ذخایر اکسیژن خود به صرفه‌تر استفاده کنند. علاوه بر این، از طریق پرفیوژن بافت انتخابی، مهر و موم قادر به افزایش مدت زمان ذخیره اکسیژن است. نقطه ای که در آن یک فوک یا سایر حیوانات غواصی نیاز به بالا آمدن و تنفس اکسیژن یا تغییر به تنفس بی هوازی دارد APN نامیده می شود. سطح نمک های اسید لاکتیک در خون پس از رسیدن به APN شروع به بالاتر رفتن از مقادیر حالت استراحت می کند و منجر به احساس سوزش در عضلات می شود.

پس چگونه مهر و موم به صورت بی هوازی عمل می کند؟ بر خلاف بافت های انسانی، بافت مهر و موم سه عامل خفگی را بسیار راحت تر تحمل می کند: کمبود اکسیژن، سطح بالادی اکسید کربن و pH پایین کمبود اکسیژن ناشی از مصرف آن در تنفس هوازی است، دی اکسید کربن محصول زائد ماهیچه ها است و pH پایین نتیجه آزاد شدن اسید لاکتیک در طی تنفس بی هوازی است. توانایی تحمل آسان این سه عامل به مهر و موم اجازه می دهد تا پس از اتمام ذخایر اکسیژن در حالت بی هوازی عمل کند.

غواصی های طولانی معمولاً فوک ها را مجبور می کنند تا از APL خود فراتر رفته و به تنفس بی هوازی متوسل شوند. این به طور تجربی با نمونه‌گیری خون مشخص شد: افزایش سطح نمک‌های اسید لاکتیک در خون نشان داد که مهر و موم از تنفس بی‌هوازی استفاده می‌کند. فوک‌ها از تکنیک‌های مختلف غواصی برای خلاص شدن از شر بقایای اسید لاکتیکی که در طول غواصی بی‌هوازی ایجاد می‌شود، استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، زمان بازیابی پس از غواصی در فوک های Weddell بسته به مدت زمان سپری شده در زیر آب متفاوت است. پس از چندین غواصی طولانی (هر کدام حدود 20 دقیقه)، این مهرها یک سری شیرجه های هوازی کوتاه انجام می دهند که به تدریج نمک های اسید لاکتیک تجمع یافته را از خون حذف می کنند.

راهبرد دیگری که فوک‌ها، شیرهای دریایی و نهنگ‌ها برای ذخیره اکسیژن استفاده می‌کنند، دستیابی به بهره‌وری انرژی است. همانطور که می توان انتظار داشت، عمق شیرجه و در نتیجه مسافت طی شده، بر میزان زمان باقی مانده برای یک سر خوردن صاف که روش اصلی حفظ اکسیژن مورد استفاده پستانداران دریایی است، تأثیر می گذارد. مقدار زمان صرف شده برای سر خوردن صاف در طول غواصی به طور قابل توجهی و غیرخطی با عمق شیرجه افزایش می یابد و به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی از نظر مصرف اکسیژن تبدیل می شود.

مکانیسم دیگری که توسط مهر و موم استفاده می شود، نحوه ذخیره اکسیژن است. فوک ها از ریه های خود برای ذخیره اکسیژن استفاده نمی کنند. همانطور که از نمودار مشاهده می شود، در طول غواصی، ریه های فوک حاوی اکسیژن کمتری نسبت به ریه های انسان هستند. هنگام غواصی، مهر و موم نمی تواند اکسیژن را در ریه ها ذخیره کند، زیرا خطر جدی بیماری رفع فشار در هنگام صعود وجود دارد.

نمودار: محل ذخایر اکسیژن

بنفش یک مهر است، یاس بنفش یک شخص است.

بنابراین چگونه یک مهر و موم اکسیژن را ذخیره می کند؟ پاسخ در خون و بافت است.

خون مهر و موم ظرفیت حمل اکسیژن بهتری نسبت به خون انسان دارد، بخشی به دلیل حجم بیشتر خون در مهر و موم و بخشی به دلیل هماتوکریت بالاتر (غلظت هموگلوبین). از آنجایی که فوک خون بیشتری در بدن خود دارد، گلبول های قرمز (گلبول های قرمز) بیشتری نیز دارد. گلبول های قرمز بیشتر منجر به سطوح بالاتر هموگلوبین می شود، رنگدانه ای در گلبول های قرمز که اکسیژن را حمل می کند. با این حال، گلبول های قرمز مهر و موم با محتوای آب کمتری نسبت به گلبول های قرمز پستانداران خشکی مشخص می شوند، بنابراین، حتی در سطح سلولی، این حیوان برای ذخیره اکسیژن بیشتر طراحی شده است - این هماتوکریت بالاتر آن را توضیح می دهد. البته تعداد گلبول‌های قرمز خون محدود است، زیرا همانطور که می‌دانیم اگر تعداد آنها خیلی زیاد باشد، خون آنقدر غلیظ می‌شود که قلب نمی‌تواند به درستی کار کند. با این حال، پستانداران دریایی با توسل به روش‌های اضافی ذخیره‌سازی اکسیژن برای استفاده بعدی، این محدودیت را برطرف می‌کنند.

یکی از این راه ها استفاده از میوگلوبین است که ترکیبی است که در ماهیچه ها یافت می شود و اکسیژن را به هم متصل می کند. در واقع، میوگلوبین آنقدر در ماهیچه های مهر و موم متمرکز است که زیر میکروسکوپ تقریبا سیاه می شود! انسان ها نیز میوگلوبین دارند، اما متاسفانه برای غواصان آزاد، ظرفیت ذخیره اکسیژن آن بسیار کمتر از فوک ها است.

گونه / میوگلوبین (گرم/100 گرم)
مهر و موم خز شمالی - 3.5
نهنگ اسپرم - 5.0
مهر وادل - 5.4
مهر و موم راه راه - 8.1

از جمله، پستانداران دریایی می توانند اکسیژن را در بافت های بدن ذخیره کنند که انسان قادر به ذخیره آن نیست، که به آنها توانایی ذخیره اکسیژن بیشتری را می دهد. این به ویژه در مورد طحال صادق است. مکانیسم ذخیره اکسیژن در طحال شبیه به آنچه توسط انسان استفاده می شود، است، با این حال، ظرفیت اکسیژن طحال پستانداران دریایی بسیار بیشتر از انسان است.

پستانداران دریایی گروهی از پستانداران آبزی و نیمه آبزی هستند که زندگی آنها به طور کامل یا بخش قابل توجهی از زمان در محیط های دریایی سپری می شود. این دسته شامل نمایندگان گروه های سیستماتیک مختلف پستانداران است: آژیرها، سینه داران، نوک پاها - مهر و موم گوش، مهر و موم واقعی، شیر دریایی. علاوه بر این جانوران، پستانداران دریایی نیز شامل نمایندگان منفرد خانواده لخت (سور دریایی و سمور دریایی) و خرس (خرس قطبی) می شوند. به طور کلی حدود 128 گونه متعلق به پستانداران دریایی است که 2.7 درصد از کل پستانداران را تشکیل می دهد.

پستانداران دریایی حیواناتی هستند که از نسل حیوانات خشکی نشات می‌گیرند که برای دومین بار زندگی خود را در مرحله خاصی از تکامل تکاملی با عنصر آب دریا پیوند می‌دهند. آژیرها و گیلاس‌ها از اجداد سمورها هستند، در حالی که نوک‌پاها، سمورهای دریایی و خرس‌های قطبی از سگ‌های باستانی سرچشمه می‌گیرند.

مدتها قبل از ظهور مردم در سیاره ما، دریا و اقیانوس توسط پستانداران دریایی - سیتاسها و نوک پاها تسلط یافتند. یافته های دیرینه شناسان وجود نهنگ ها و 26 میلیون سال پیش در دوره سنوزوئیک را تایید می کند. در روند تکامل، ترکیب گونه ای پستانداران دریایی دستخوش تغییرات قابل توجهی شده است. زمانه و با آنها تغییر کرده است شرایط وجود، برخی از گونه ها از بین رفتند، در حالی که برخی دیگر، برعکس، موفق به سازگاری و افزایش تعداد خود شدند.

گونه های پستاندارانی که در دریاها و اقیانوس ها زندگی می کنند هم از نظر شیوه زندگی و هم از نظر ظاهری بسیار جالب و متنوع هستند. نمایندگان اصلی را در نظر بگیرید.

1. نهنگ ها. اینها شامل گونه های مختلفی می شوند: گرینلند، نهنگ های اسپرم، نهنگ منقاردار، نهنگ مینک و غیره.

2. نهنگ های قاتل. حیوانات بسیار نزدیک به نهنگ ها، قاتلان خطرناک دریا و پهنه های اقیانوسی.

3. دلفین ها. مدل های متفاوت، انواع مختلف، انواع متفاوت، مدل های مختلف: دلفین های پوزه بطری، سر منقاری، سر کوتاه، گراز دریایی، نهنگ بلوگا و غیره.

4. مهر و موم. جانوران از جنس فوک ها، رایج ترین آنها فوک حلقه ای است.

5. مهر و موم. آنها شامل انواع مختلفی هستند: شیرماهی، فوک های خالدار، فوک های گوش دار، واقعی، ریش دار و غیره.

6. فیل های دریایی دو نوع شمالی و جنوبی.

7 شیر دریایی.

8. گاوهای دریایی - تا به امروز، یک پستاندار دریایی تقریباً توسط انسان نابود شده است.

9. ماهیان دریایی.

10. مهر و موم خز.

همانطور که با گونه های زمینی، حیوانات دریایی و اقیانوسی نیز دارای ویژگی های متمایزی هستند که می توان آنها را به عنوان پستانداران طبقه بندی کرد. پستانداران چه حیواناتی هستند؟ مانند تمام نمایندگان این طبقه، برای پستانداران دریایی و اقیانوسی معمول است که فرزندان خود را از طریق غدد پستانی مخصوص با شیر تغذیه کنند. این جانوران در درون خود (تکامل داخل رحمی) فرزندانی به دنیا می آورند و آن را از طریق فرآیند تولد زنده تکثیر می کنند. اینها حیوانات پوکیلوترمیک (خونگرم) هستند، آنها غدد عرق دارند، یک لایه ضخیم چربی زیر جلدیگلیکوژن یک دیافراگم وجود دارد که به شما امکان تنفس می دهد. این سازگاری ها این امکان را فراهم می کند که با اطمینان تمام حیوانات فوق را به پستانداران دریایی و اقیانوسی نسبت دهیم.

شیر دریایی

نوک پاها را سفارش دهید

این هست حیوانات بزرگبا داشتن بدنی دوکی شکل، گردن کوتاه و اندام های تبدیل شده به باله. آنها بیشتر وقت خود را در آب می گذرانند و فقط برای تولید مثل یا استراحت کوتاه به ساحل می آیند. حدود 30 گونه شناخته شده است که از جمله آنها می توان به فوک چنگ، فوک خز و.

مهر چنگ- این یک حیوان سنجاقدار است که گوش ندارد، باله های عقبی کوتاه هستند، به عقب کشیده شده و برای حرکت در خشکی کاربرد ندارند. آنها روی خشکی می خزند و با باله های جلویی خود روی سطح زمین می خزند. در مهرهای بالغ، کت نازک و بدون پوشش است. بچه‌های جوان که هنوز قادر به شنا نیستند، دارای خز کلفت، معمولاً سفید هستند.

فوک چنگ ساکن دریاهای قطب شمال است. فوک ها بیشتر سال را در دریای آزاد می گذرانند و ماهی، نرم تنان و سخت پوستان را می خورند. در زمستان، گله های فوک به سواحل نزدیک می شوند و به مزارع بزرگ و حتی یخی می روند. در اینجا ماده یک توله بزرگ بینا به دنیا می آورد. پوست سفید فوک با خز ضخیم آن را از یخبندان محافظت می کند و در برف نامرئی می کند. با شروع بهار گله به سمت شمال کوچ می کند. فوک ها برای پوست و چربی شکار می شوند.

مهر خزاین دارد گوش هاو باله های عقب برای حرکت استفاده می شود. باله های عقب روی زمین در زیر بدن خم می شوند، سپس صاف می شوند - گربه پرش می کند.

فوک خز در دریاهای خاور دور زندگی می کند. بدن آن با خز ضخیم با پوششی متراکم و ضد آب پوشیده شده است. در ابتدای تابستان، گله های بزرگی از فوک ها برای زادآوری به سواحل جزایر می آیند. ماده یک توله پوشیده با موهای سیاه به دنیا می آورد. در پاییز، زمانی که توله ها بزرگ می شوند و شنا یاد می گیرند، فوک ها تا بهار جزایر را ترک می کنند. گربه ها خز ارزشمندی دارند.

گراز دریایی- بزرگترین در بین تمام سنجاق ها، تا 4 متر طول و تا 2000 کیلوگرم وزن. والروس پوست برهنه و بدون مو دارد. مشخصه آن نیش های بزرگ به طول 40-70 سانتی متر است که به صورت عمودی از فک بالا آویزان شده اند. با آنها، ماهی های دریایی در پایین حفر می کنند و بی مهرگان بزرگ مختلف را از آنجا استخراج می کنند - نرم تنان، خرچنگ ها، کرم ها. پس از خوردن غذا ، آنها دوست دارند در ساحل بخوابند ، در یک پشته فشرده جمع شده اند. هنگام حرکت در خشکی، پاهای عقبی در زیر بدن قرار می گیرند، اما به دلیل جرم زیاد از آب دور نمی شوند. آنها در دریاهای شمال زندگی می کنند.

کیتاسیان را سفارش دهید

اینها پستانداران کاملاً آبزی هستند که هرگز در خشکی بیرون نمی آیند. آنها با کمک یک باله دم و یک جفت اندام جلویی که به باله تغییر یافته شنا می کنند. اندام عقبی وجود ندارد، اما دو استخوان کوچک که در محل لگن قرار گرفته اند نشان می دهد که اجداد سیتاسیان نیز اندام عقبی داشته اند. توله های سیتاس کاملاً شکل گرفته به دنیا می آیند و می توانند بلافاصله مادر خود را دنبال کنند.

وال آبی- بزرگترین پستاندار مدرن. طول نمونه های منفرد به 30 متر و جرم آن به 150 تن می رسد که مربوط به جرم حداقل 40 فیل است. نهنگ آبی یک نهنگ بی دندان است. دندان ندارد و از آبزیان کوچک و عمدتا سخت پوستان تغذیه می کند. صفحات شاخ الاستیک متعدد با لبه های حاشیه دار از فک بالایی حیوان آویزان است - یک استخوان نهنگ. نهنگ با جمع آوری آب در یک حفره دهانی بزرگ، آن را از طریق صفحات دهانی فیلتر می کند و سخت پوستان گیر کرده را می بلعد. در روز وال آبی 2-4 تن غذا می خورد. نهنگ هایی که به جای دندان استخوان نهنگ دارند، نهنگ های بالین یا بدون دندان هستند. 11 گونه شناخته شده وجود دارد.

گروه دیگر است نهنگ های دندانه داربا داشتن دندان های متعدد، برخی از آنها تا 240 قطعه دارند. دندان های آنها همه یکسان است، مخروطی شکل، آنها فقط برای گرفتن طعمه خدمت می کنند. نهنگ های دندان دار شامل دلفین ها و نهنگ های اسپرم هستند.

دلفین ها- سیتاسهای نسبتاً کوچک (طول 1.5-3 متر) که پوزه آنها دراز است مانند منقار. اکثر آنها باله پشتی دارند. در کل 50 نوع وجود دارد. دلفین ها طعمه خود را با استفاده از امواج فراصوت پیدا می کنند. در آب، صداهای کلیک یا سوت بلند متناوب ایجاد می کنند و پژواک بازتاب شده از جسم توسط اندام های شنوایی دریافت می شود.

دلفین‌ها می‌توانند سیگنال‌های صوتی را با یکدیگر مبادله کنند، که به لطف آن به سرعت در جایی که یکی از آنها گله‌ای از ماهی پیدا کرده است جمع می‌شوند. اگر برای یکی از دلفین ها بدبختی رخ دهد، دیگران به محض شنیدن سیگنال های هشدار به کمک او می آیند. مغز دلفین ها ساختار پیچیده ای دارد نیمکره هاپیچ و تاب های زیادی در اسارت، دلفین ها به سرعت رام می شوند و به راحتی آموزش داده می شوند. شکار دلفین ممنوع است.

در دریاهای شمال و شرق دور، و همچنین در بالتیک و سیاه، یک دلفین معمولی با طول بیش از 2.5 متر زندگی می کند. اندام باریکسیاه در بالا، شکم و پهلو سفید. روی آرواره های کشیده پهلوی مشترک بیش از 150 دندان با همان شکل مخروطی وجود دارد. دلفین با آنها ماهی را گرفته و نگه می دارد و آن را به طور کامل می بلعد.

نهنگ اسپرم- نهنگ بزرگ دندانه دار. طول نرها تا 21 متر، ماده ها - تا 13 متر و وزن تا 80 تن است. نهنگ اسپرم سر بزرگی دارد - تا 1/3 طول بدن. غذای مورد علاقه او سرپایان بزرگ است که برای آنها تا عمق 2000 متری شیرجه می رود و می تواند تا 1.5 ساعت زیر آب بماند.

پستانداران دریایی می توانند برای زمان های مختلف زیر آب بمانند. به عنوان مثال، نهنگ ها ممکن است 2 تا 40 دقیقه زیر آب نفس نکشند. یک نهنگ اسپرم تا یک ساعت و نیم نمی تواند زیر آب نفس بکشد. مدت زمانی که یک پستاندار می تواند زیر آب بماند تحت تأثیر حجم ریه های آن است. محتوای یک ماده خاص در ماهیچه ها - میوگلوبین - نیز نقش مهمی ایفا می کند.

پستانداران دریایی مانند پستانداران خشکی شکارچی و گیاهخوار هستند. به عنوان مثال، گاو دریایی پستانداران گیاهخوار هستند، در حالی که دلفین ها و نهنگ های قاتل شکارچی هستند. پستانداران گیاهخوار از جلبک های مختلف تغذیه می کنند و شکارچیان به غذای حیوانات - ماهی، سخت پوستان، نرم تنان و دیگران نیاز دارند.

شایع تریناز پستانداران دریایی، این فوک لارگا است که در سواحل زندگی می کند و به شکار ماهی می پردازد و به همین دلیل در فواصل قابل توجهی از ساحل دریانوردی می کند. او پس از شکار به ساحل برمی گردد تا به توله ها غذا بدهد و استراحت کند. مهر و موم لارگا خاکستری با لکه های قهوه ای است. به همین دلیل نام خود را گرفت. مهر و موم لارگا می تواند کل شهرک ها را تشکیل دهد، جایی که آنها از چند صد تا چند هزار نفر زندگی می کنند.

بزرگترینپستاندار دریایی - نهنگ آبی. به دلیل اندازه آن در کتاب رکوردهای گینس ثبت شده است. طول متوسط ​​یک غول 25 متر است. و وزن متوسط ​​100 تن است. چنین ابعاد چشمگیری آن را نه تنها در بین حیوانات دریایی، بلکه در بین پستانداران به طور کلی متمایز می کند. با وجود ظاهر ترسناک، نهنگ ها برای انسان خطرناک نیستند، زیرا آنها منحصراً از ماهی و پلانکتون تغذیه می کنند.

خطرناک ترین پستاندار دریایی- این . علیرغم این واقعیت که او به شخصی حمله نمی کند، او هنوز یک شکارچی مهیب است. حتی نهنگ ها هم از او می ترسند. جای تعجب نیست که نهنگ قاتل را قاتل نهنگ می نامند. علاوه بر نهنگ ها، او می تواند دلفین ها، شیرهای دریایی، فوک ها و فوک ها و همچنین توله های آنها را شکار کند. مواردی از حمله نهنگ‌های قاتل به گوزن و گوزن وجود داشت که در کانال‌های باریک ساحلی شنا کردند.

زمانی که نهنگ های قاتل فوک ها را شکار می کنند، کمین هایی برپا می کنند. در همان زمان فقط نرها شکار می کنند و بقیه نهنگ های قاتل در دوردست منتظرند. اگر یک فوک یا پنگوئن روی یک شناور یخ شنا کند، نهنگ‌های قاتل زیر شناور یخ شیرجه می‌زنند و بر روی آن می‌کوبند. قربانی بر اثر ضربات وارد آب می شود. نهنگ های بزرگ عمدتا توسط نر مورد حمله قرار می گیرند. آنها متحد می شوند و همه با هم به قربانی حمله می کنند و گلو و باله های او را گاز می گیرند. زمانی که نهنگ های قاتل به نهنگ اسپرم حمله می کنند، به او فرصتی برای پنهان شدن در اعماق دریا نمی دهند. به عنوان یک قاعده، آنها سعی می کنند نهنگ را از گله جدا کنند یا توله را از مادر کتک بزنند.

گاو دریایی

دوستانه ترینبرای انسان، یک پستاندار دریایی یک دلفین است. موارد زیادی وجود دارد که دلفین ها افرادی را که در کشتی غرق شده بودند نجات دادند. آنها به سمت مردم شنا کردند و به باله های خود چسبیدند، بنابراین دلفین ها مردم را به نزدیک ترین ساحل رساندند. مشخص است که هیچ موردی از حمله دلفین به انسان وجود نداشته است. بله، هم کودکان و هم بزرگسالان بسیار به این حیوانات صلح جو علاقه دارند. در دلفیناریوم ها می توانید نمایش دلفین ها را در آب تماشا کنید. به هر حال، دلفین ها بسیار باهوش هستند و دانشمندان دریافته اند که مغز آنها می تواند حتی از مغز انسان توسعه یافته تر باشد.

نهنگ قاتل است سریع ترینپستاندار دریایی می تواند تا 55.5 کیلومتر در ساعت شتاب بگیرد. چنین رکوردی در سال 1958 در شرق اقیانوس آرام ثبت شد. نهنگ قاتل در سراسر اقیانوس ها پراکنده است. می توان آن را در نزدیکی ساحل و در آب های آزاد یافت. نهنگ قاتل فقط وارد دریاهای سیبری شرقی، سیاه و لاپتف نمی شود.