Hvordan undgår havpattedyr dykkersygdommen?

May 3, 2018 Lungearkitekturen hos dybtdykkende havpattedyr er opdelt i to dele

Dybdykkende hvaler og andre havpattedyr, såvel som dykkere, der kommer for hurtigt frem, kan få dekompressionssygen . En ny undersøgelse opstiller nu en hypotese om, hvordan havpattedyr undgår trykfaldssyge. Under stress, siger forskerne, kan disse mekanismer fejle. Dette kan forklare strandinger af hvaler som et resultat af sonarstøj under vand.

Nøglen er den usædvanlige lungearkitektur af hvaler, delfiner og flaskenæsedelfiner (og muligvis andre åndbare hvirveldyr), der viser to forskellige lungeregioner under tryk. Forskere fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) og Fundacion Oceanografic i Spanien har for nylig offentliggjort deres undersøgelse i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society B.

"Som nogle havpattedyr og skildpadder kan dykke så dybt og for så længe har videnskabsmænd været forvirrede i lang tid," siger Michael Moore, direktør for Marine Mammal Center ved WHOI og medforfatter af undersøgelsen.

Når luftåndende pattedyr styrter ned i store dybder, vil deres lungerne komprimeres. Samtidig kollapser deres alveoler - bittesmå poser for enden af ​​luftvejene, hvor gasudvekslingen finder sted. Der dannes nitrogenbobler i blodbanen og i dyrenes væv, når de kommer frem. Når de stiger langsomt, kan nitrogenet vende tilbage til lungerne og udåndes. Men stiger de for hurtigt, når nitrogenboblerne ikke at diffundere tilbage i lungerne. Med lavere tryk på mindre dybder udvider nitrogenboblerne sig i blodbanen og væv, hvilket forårsager smerte og skade.

Bryststrukturen hos havpattedyr komprimerer deres lunger. Forskere har troet, at denne passive kompression er havpattedyrenes vigtigste tilpasning for at undgå absorption af for meget nitrogen i dybden.

I deres undersøgelse tog forskerne CT-scanninger af en død delfin, en sæl og en tamsvin , som blev sat under tryk i et hyperbarisk kammer. Holdet var i stand til at se, hvordan havpattedyrs lungearkitektur skaber to lungeregioner: en luftfyldt og en kollapset. Forskerne mener, at blodet hovedsageligt strømmer gennem det sammenfaldne område af lungerne. Dette resulterer i et såkaldt ventilations-perfusionsmismatch, hvor ilt og kuldioxid optages af dyrets blodbane, mens nitrogenudveksling minimeres eller forhindres. Dette er muligt, fordi hver gasart har forskellig opløselighed i blodet. Den tamsvin, der blev undersøgt til sammenligning, viste ikke denne strukturelle justering.

Denne mekanisme ville beskytte hvaler og delfiner mod overdreven nitrogenoptagelse og derved minimere risikoen for trykfaldssyge, sagde forskerne.

" Overdreven stress, som det kan forekomme under eksponering for menneskeskabt lyd, kan få systemet til at svigte, og blodet strømmer ind i de luftfyldte områder, hvilket ville forbedre gasudvekslingen og øge nitrogen i blodet og vævet, når trykket falder under opstigning, " forklarer Daniel García-Parraga fra Fundacion Oceanografic, hovedforfatter af undersøgelsen.

Forskere troede, at dykkende havpattedyr var immune over for "dykkersygdommen". En stranding-hændelse i 2002 i forbindelse med militære ekkolodsøvelser viste imidlertid, at 14 hvaler, der døde ud for De Kanariske Øer efter stranding, havde gasbobler i deres væv - et tegn på trykfaldssyge.


Mere information: http://www.whoi.edu.