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

Bài viết này được dịch tự động và có thể chứa một số lỗi nhỏ; vui lòng tham khảo bản gốc tiếng Anh nếu có thắc mắc.

Xem thêm

SSI
Lifeguard Skills: 7 Essential Skills Beyond the Beach
AI KB

Kỹ năng cứu hộ: 7 kỹ năng thiết yếu ngoài bãi biển

Khám phá 7 kỹ năng Cứu hộ mà bạn có thể áp dụng ngoài bãi biển, từ Sơ cấp cứu và Ép tim hồi sức (First Aid and CPR) đến an toàn dưới nước, kỹ năng lãnh đạo và ứng phó khẩn cấp.

2 ngày trước
predrag-vuckovic
Find Your Tribe: How to Choose the Right Dive Group for You
AI KB

Tìm cộng đồng của bạn: Cách chọn nhóm ca lặn phù hợp với bạn

Bạn đang tìm kiếm nhóm ca lặn hoàn hảo cho mình? Dưới đây là cách tìm một cộng đồng hỗ trợ, thân thiện, chia sẻ niềm đam mê của bạn và biến mỗi ca lặn thành kỷ niệm khó quên.

7 ngày trước
Adam-Moore
How I Forged My Professional Diver Path
AI KB

Cách tôi xây dựng con đường trở thành người lặn chuyên nghiệp

Khám phá cách một người lặn đã tạo dựng con đường người lặn chuyên gia độc đáo, kết hợp giữa khám phá, mục đích và tác động, và cách bạn cũng có thể làm được điều đó.

10 ngày trước
Adam-Moore
Why Becoming a Pro Scuba Diver Is About More Than Skills
AI KB

Tại sao trở thành một Người lặn bình khí chuyên nghiệp không chỉ là về kỹ năng

Trở thành một người lặn chuyên nghiệp không chỉ đơn thuần là về kỹ năng. Khám phá cách lãnh đạo, mục đích và tác động định hình một sự nghiệp lặn biển ý nghĩa.

14 ngày trước
Adam-Moore
Snorkeling for Beginners: Expert Tips to Start Strong
AI KB

Bơi lặn ống thở cho người mới bắt đầu: Lời khuyên của chuyên gia để khởi đầu mạnh mẽ

Học cách lặn ống thở một cách tự tin với sự hướng dẫn của một người lặn chuyên gia. Khám phá trang thiết bị cần thiết, lời khuyên an toàn, mẹo từ chuyên gia và những địa điểm tốt nhất để khám phá.

17 ngày trước