How do marine mammals avoid the diving disease?

environmentdecompression sicknessmarine mammalslung architecturesonar noise
Deep diving whales and other marine mammals such as these Pacific white-headed dolphins can experience the same painful and potentially life-threatening decompression sickness that plagues divers who emerge too fast. Photo: © Lance Wills, Woods Hole Oceanographic Institution

The lung architecture of deep-diving marine mammals is divided into two parts Deep-diving whales and other marine mammals, as well as divers who emerge too quickly, can get the decompression sickness. A new study is now hypothesizing how marine mammals avoid decompression sickness. Under stress, the researchers say, these mechanisms could fail. This could explain the strandings of whales as a result of sonar noise under water. The key is the unusual lung architecture of whales, dolphins and bottlenose dolphins (and possibly other breathable vertebrates) that show two different lung regions under pressure. Researchers from the Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) and the Fundacion Oceanografic in Spain recently published their study in the journal Proceedings of the Royal Society B. "As some marine mammals and turtles can dive so deeply and for so long, scientists have been confused for a long time," says Michael Moore, director of the Marine Mammal Center at the WHOI and co-author of the study. When air-breathing mammals plunge into great depths, their lungs compress. At the same time, their alveoli - tiny bags at the end of the respiratory tract collapse where the gas exchange takes place. Nitrogen bubbles form in the bloodstream and in the tissues of the animals when they emerge. When they rise slowly, the nitrogen can return to the lungs and be exhaled. But if they rise too fast, the nitrogen bubbles do not have time to diffuse back into the lungs. With lower pressure at shallower depths, the nitrogen bubbles expand in the bloodstream and tissues, causing pain and damage. The breast structure of marine mammals compresses their lungs. Scientists have believed that this passive compression is the main adaptation of marine mammals to avoid the absorption of excessive nitrogen at depth. In their study, the researchers took CT scans of a dead dolphin, a seal and a domestic pig, which were pressurized in a hyperbaric chamber. The team was able to see how the lung architecture of marine mammals creates two lung regions: one air-filled and one collapsed. The researchers believe that the blood flows mainly through the collapsed region of the lungs. This results in a so-called ventilation-perfusion mismatch in which oxygen and carbon dioxide are taken up by the bloodstream of the animal while nitrogen exchange is minimized or prevented. This is possible because each gas has a different solubility in the blood. The domestic pig examined for comparison did not show this structural adjustment. This mechanism would protect whales and dolphins from excessive nitrogen uptake, thereby minimizing the risk of decompression sickness, the researchers said. "Excessive stress as it may occur during exposure to man-made sound can cause the system to fail and blood to flow into the air-filled regions, which would improve gas exchange and increase nitrogen in the blood and tissues when pressure decreases during ascent, "explains Daniel García-Parraga of Fundacion Oceanografic, lead author of the study. Scientists believed that diving marine mammals were immune to the "diving disease". However, a 2002 Stranding incident associated with military sonar exercises showed that 14 whales that died off the Canary Islands after beaching had gas bubbles in their tissues - a sign of decompression sickness. More information: http://www.whoi.edu

In their study, the researchers took CT scans of a deceased dolphin, a seal and a domestic pig, which were pressurized in a hyperbaric chamber. Photo: © Michael Moore, Woods Hole Oceanographic Institution
The team was able to see how the marine mammalian lung architecture generates two lung regions: one air-filled and the other collapsed. The researchers believe that the blood flows mainly through the collapsed region of the lungs. The Earth Pig did not show this structura

Xem thêm

mares
ProTec Joins SSI to Elevate Cave & Tech Diving

ProTec hợp tác với SSI để nâng tầm lặn hang động và lặn kỹ thuật.

Trung tâm lặn ProTec Dive Centers vừa gia nhập SSI. Dưới đây là cách đội ngũ lặn hang động và lặn kỹ thuật hàng đầu này đang nâng tầm cho các thợ lặn kỹ thuật trên toàn thế giới.

1 ngày trước
andreas-jabusch-unsplash
Eco-Friendly Soap: What to Buy and Why it Matters

Xà phòng thân thiện với môi trường: Nên mua loại nào và tại sao điều đó lại quan trọng

Khám phá những loại xà phòng thân thiện với môi trường và các thương hiệu an toàn cho đại dương tốt nhất, những gì nên tránh và tại sao điều đó lại quan trọng. Chỉ với những thay đổi đơn giản, bạn có thể giúp bảo vệ đại dương của chúng ta.

3 ngày trước
predrag-vuckovic
12 Best Destinations for Scuba Diving in Earth's Quietest Waters

12 điểm đến lặn biển tuyệt vời nhất trên Trái đất

Khám phá 12 điểm đến lặn biển tuyệt vời nhất ở những vùng nước lặng, với các rạn san hô xa xôi, công viên biển nguyên sơ và những địa điểm vắng vẻ, nơi bạn có thể cảm nhận được sự hoang dã của đại dương.

5 ngày trước
ssi_wei_shang
Stunning Mermaid Costume Ideas for Every Style

Những ý tưởng trang phục nàng tiên cá tuyệt đẹp phù hợp với mọi phong cách.

Khám phá những ý tưởng trang phục nàng tiên cá tuyệt đẹp cho mọi phong cách—từ vẻ ngoài cổ điển của đại dương đến những thiết kế huyền ảo. Hãy tìm cảm hứng để tạo nên hình tượng nàng tiên cá hoàn hảo của riêng bạn tại đây.

7 ngày trước
predrag-vuckovic
Where to Find the Best Scuba Diving Employment Opportunities in 2026

Tìm kiếm cơ hội việc làm tốt nhất trong lĩnh vực lặn biển năm 2026 ở đâu?

Khám phá những cơ hội việc làm lặn biển tốt nhất năm 2026. Tìm hiểu xem bạn có thể tìm thấy những công việc lặn biển hấp dẫn ở đâu - dù bạn muốn làm việc tại địa phương hay vươn ra toàn cầu.

9 ngày trước