Не так давно в популярном научном журнале Frontiers in Physiology опубликовали сенсационную статью. Ее авторы утверждают, что дельфины могут самостоятельно регулировать частоту своего сердечного ритма при погружении на разную глубину водоема.
Внутреннее замедление
Уже несколько лет ученым известно, что у многих современных млекопитающих есть так называемый рефлекс ныряния. Он заключается в том, что животное перед погружением в воду сокращает частоту биения своего сердца. Однако новое исследование показало, что для дельфинов-афалин эта способность не просто рефлекс, а выбор самого животного.
Зоологов на данный эксперимент сподвиг интересный факт, что дельфины могут в разной степени замедлять сердцебиение в зависимости от того, глубоко ли им предстоит нырять.
Но зачем животным лишать себя активного сердцебиения, когда организм находится в стрессовой ситуации?
Зачем сокращать сердечный ритм
В первую очередь, снижение активности работы сердечной мышцы помогает млекопитающим, в том числе людям и дельфинам, как можно дольше сохранять запас кислорода в организме, а также справляться с декомпрессионной болезнью.
Способность подстраивать свой сердечный ритм под глубину ныряния позволяет дельфинам определять, с какой скоростью организм может потреблять кислород. Это помогает им намного дольше находиться под водой и обеспечить вои мышцы достаточным количеством О2 во время активного плавания в воде.
Дельфиний эксперимент
Для того чтобы выяснить, насколько эти морские млекопитающие могут контролировать свое тело, группа исследователей обучила трех дельфинов-афалин задерживать дыхание определенным образом после демонстрации некоторых символов. Один из значков обозначал, что животное должно задержать воздух на короткий промежуток времени, другой оповещал о необходимости длительной задержки дыхания.
К трем участникам эксперимента на грудь подключили датчики электрокардиограммы, которые отслеживали частоту их сердечных сокращений, в это же время другое устройство отслеживало процесс дыхания дельфинов.
После эксперимента ученые отметили, что, когда дельфинов-афалин просили с помощью карточек задержать дыхание, частота их сердечных сокращений снижалась еще до того, как они задерживали дыхание, или сразу же в этот момент. Кроме того, у животных задержка сердцебиения происходила быстрее или медленнее в зависимости от того, на какую глубину они погружались.
По итогам исследований можно сказать, что дельфины могут снижать частоту своих сердечных сокращений с такой же легкостью, как люди умеют изменять интенсивность своего дыхания.
Контроль над азотом
Кроме управления своим сердцем и, как следствие, регулирования уровня кислорода в организме дельфины, как и большинство млекопитающих, обладают еще одной «сверхспособностью», которая помогает им не погибнуть во время плавания. Это контроль над уровнем азота внутри тела.
Несмотря на то что для жизни живому организму необходим кислород, вместе с ним с каждым вздохом мы получаем порцию азота, который содержится в воздухе в намного большей концентрации, чем О2. Это вещество, так же как и другие газы, циркулирует по нашим кровеносным сосудам. И этот факт может сильно навредить организму млекопитающего, который находится в воде.
Во время ныряния, когда, например, человек надолго остается под водой, его организм быстро расходует кислород, а азот – нет. Так, при особенно глубоких погружениях давление воды может быть настолько большим, что часть азота растворяется в тканях дайвера, потому что газы становятся более растворимыми при высоком давлении. Когда же человек всплывает на поверхность воды, давление воды резко уменьшается, и азот высвобождается из раствора. В случае если эта декомпрессия происходит слишком быстро, азот в сосудах начинает образовывать пузырьки, что может вызвать вспенивание крови, которое блокирует кровоток, и даже стать причиной разрушения сосудов и клеток.
Гипотеза избирательного газообмена
Возвращаясь к эксперименту с дельфинами-афалинами, стоит отметить, что исследователи выяснили не только факт контроля ими своих сердечных ритмов. Выяснилось также, что они могут регулировать количество азота в своем организме, т.е. избегать декомпрессии. Эта гипотеза была в ученой среде и раньше, но этому не было должного подтверждения. Подобный случай назвали гипотезой избирательного газообмена.
По словам исследователей, эта теория предполагала, что морское животное может манипулировать тем, сколько крови направляется в какую область легких, т.е. млекопитающее самостоятельно выбирает, какой газ необходимо обменивать. В случае с дельфинами они контролируют поглощение кислорода, удаление углекислого газа и стараются избегать азотного обмена.
Чем полезно исследование
Это открытие стало сенсационным в мире биологов, ведь теперь многие ученые могут продолжить свои исследования и выяснить, обладают ли другие морские млекопитающие подобными способностями. Кроме того, это открывает для работников науки вопросы, могут ли животные контролировать все свои физиологические процессы.
Однако авторы научной статьи о дельфинах отмечают, что эти данные вряд ли помогут людям научиться тому же, но это позволит нам лучше понять организм дельфинов, которые, по данным исследователей, являются одними из самых умных животных на планете после человека.
Кроме того, защитники животных отмечают, что интенсивный подводный шум, создаваемый деятельностью человека на море, такой как бурение нефтяных скважин и военные учения, могут повлиять на способность дельфинов регулировать частоту сердечных сокращений и подвергнут их большему риску смерти.
