Miért jobb búvár a fóka az embernél?

Brit kutatók megfejtették, miért tudnak egyes állatok jóval tovább víz alatt maradni, mint az emberek.

Az emberek közül a freedive vagy szabadtüdős merülés nevű sportot űzők tudnak a legtovább a víz alatt maradni. Ennek több ága van, és mindegyikben külön jegyzik az eredményeket. Az úgynevezett statikus apnoe jelenlegi világrekordját a francia Stephane Mifsud tartja, aki 11 perc 35 másodperc után jött fel a víz alól 2009-ben.

A szabadmerülés még extrémebb ága, a "határtalan" (no-limits) apnoe, ahol nem csak a lélegzetet kell hosszú ideig visszatartani, de e közben rendkívül nagy mélységbe merül le, majd jön vissza a búvár (erről szól Luc Besson A nagy kékség című filmje). A mélységi rekordot Herbert Nitsch osztrák merülő tartja 214 méterrel, aki sokáig élet és halál között lebegett egy 2012-es rekordkísérlete után.

Mélységi szabadmerülés Forrás: AFP/Boris Horvat

Egy átlagember számára ezek hihetetlen és elérhetetlen teljesítmények, egy nagyjából ember nagságú borjúfókának(Phoca vitulina) azonban ez meg se kottyan. Ezeknek az emlősöknek az átlagos merülési idejük harminc perc. A fókák idejük 80 százalékát a víz alatt töltik, és eközben még szunyókálni is képesek. Idegrendszerükben van egy automatikus elzáró mechanizmus, amely megakadályozza, hogy rosszkor vegyenek levegőt.

Az ámbrás cetek teljesítménye azonban még a fókákét is felülmúlja. Ezek a hatalmas állatok rutinszerűen merülnek le több mint egy kilométeres mélységbe zsákmányuk, az óriás kalmár után, és ritkán jönnek fel 45 percnél előbb a felszínre.

Ámbrás cetek Forrás: AFP/Reinhard Dirscherl

Az eddigi - nyomkövetővel bizonyított - merülési és időtartamrekord azonban a Cuvier-csőrőscethez(Ziphius cavirostris) fűződik. A Woods Hole Oceanográfiai Intézet kutatói által 2006-ban nyomon követett állatok majdnem két kilométer mélyre merültek, és 85 percig is a víz alatt maradtak.

Mi okozza ezt a rendkívül nagy különbséget az ember és a tengeri állatok merülési teljesítménye között? Úgy tűnik, a Liverpooli Egyetem kutatói megtalálták a választ. A kutatócsoport az emlősök izmában található oxigénraktározó molekulát, a mioglobint tanulmányozták, és felfedezték, hogy a fókákban és a cetekben más a tulajdonsága, mint az emberben.

A Science magazinban nemrég publikált eredményekből kiderült, hogy a tengeri emlősökben a molekula kevésbé "tapadós", mint a szárazföldi társaikban. Ez lehetővé teszi, hogy az állatok hatalmas mennyiségű oxigént raktározzanak az izmaikban, anélkül, hogy ezek a molekulák kicsapódnának.

Hosszúszárnyú bálnák és egy könnyűbúvár a Csendes-óceánban Forrás: AFP/Paolo Curto

A kutatások egyik résztvevője, dr. Michael Berenbrink elmondta, hogy a kutatók már régóta törik a fejüket azon, miként képesek a tengeri emlősök ilyen sokat felhalmozni a szervezetükben ebből a létfontosságú fehérjéből.

"Elég nagy koncentrációban a fehérjék hajlamosak összetapadni, így azt próbáltuk kideríteni, miként sikerült a fókáknak és a ceteknek egyre több és több ilyen fehérjét felhalmozniuk az evolúció folyamán az izmaikban anélkül, hogy romlott volna a funkciója" - mondta Berenbrink.

A kutatók rájöttek, hogy a tengeri emlősök mintegy 200 millió éves evolúciója folyamán kevésbé tapadóssá vált a bennük lévő mioglobin. A titok nyitja, mondta Berenbrink az, hogy a tengeri emlősök mioglobinjának pozitív a töltése. Ennek jelentős fizikai következményei vannak: mint a mágnes azonos pólusai, ugyanúgy taszítják ezek a molekulák egymást.

Ily módon a tengeri emlősök rendkívül nagy koncentrációban képesek felhalmozni a mioglobint az izmaikban anélkül, hogy a molekulák összetapadnának egymással. Ez megmagyarázza, miért tudnak jóval több időt tölteni ezek az állatok a víz alatt, mint a szárazföldi emlősök, így az ember. Több mioglobinmolekula több oxigént tud tárolni, ami hosszabb merülési időre elegendő.