Tudja-e, miért nem ájulnak el a mélyre merülő tengeri emlősök?

Dél-afrikai medvefóka (Arctocephalus pusillus pusillus) bambuszmoszatok között

A mélyre alámerülő tengeri emlősök nem vesztik el eszméletüket, toleránsak az alacsony oxigén szinttel szemben, míg egy ember mindezt legfeljebb csak néhány percig bírja ki. A jelenség kutatása fényt deríthet a stroke-ra, amelynek segítségével csökkenteni lehetne a betegség okozta agykárosodást.

Miért nem vesztik el eszméletüket a mélyre merülő tengeri emlősök?

A University of California kutatói Terrie Williams, az egyetem ökológia és evolúciós-biológia professzorának vezetésével megvizsgálták ezt az érdekes jelenséget, a tanulmányukat pedig a Journal Proceedings of the Royal Society B. magazinban publikálták. Néhány tengeri emlős, mint a bálnák és a delfinek, vagy például a Weddel-fóka illetve a tengeri vidra,

rendkívül toleráns az alacsony oxigénszintre,

anélkül, hogy elájulna, illetve elpusztulna az oxigén hiánya miatt. A nagy ámbráscet (Physeter macrocephalus) pedig az emlősök világán belül egyedülálló módon egy óráig, vagy akár tovább is képes a víz alatt maradni, egyetlen lélegzetvétellel.

Nagy ámbráscet Forrás: Wikimedia Commons

Ennek látszólag az a legkézenfekvőbb magyarázata, hogy a törzsfejlődés során kifejlesztették alkalmazkodásukat a különleges víz alatti viszonyokhoz,

ami miatt a merülés idején a keringési rendszerük fokozza az agy oxigénellátását.

Dél-afrikai medvefóka (Arctocephalus pusillus pusillus) bambuszmoszatok között Forrás: Pisces Divers

A tanulmány eredményei azonban azt mutatják, hogy a víz alá merülés perceiben e feltételezéssel szemben,

szervezetük oxigén szintje hirtelen lezuhan.

Az artériás vérben mért oxigén szintjeik embernél ájulást okoznának.

Beau Richter megfigyeli Puka, a palackorrú delfin légzésvisszatató képességét a US Santa Cruz Long Marine Laboratory tengeri laboratóriumban. Forrás: https://www.livescience.com/10549-deep-diving-mammals-black.html

Van két hemoglobinhoz hasonló protein, a neuroglobinok és a cytoglobinok, közös nevükön agy globinok.

A vörös vértestek szállítják az oxigént Forrás: AFP/SPL

A hemoglobin egy olyan vastartalmú molekula, ami oxigént szállít a véráram útján az egész szervezetben, de a neuroglobinok és cytoglobinok kizárólag az agyi szövetekben laknak.

A tudósok összehasonlították a hemoglobin és az agy globinok mennyiségét 16 emlősfajban,

beleértve szárazföldi állatokét is, valamint a mélymerülőkét, köztük a gömbölyűfejű és a Risso delfinét is.

Risso-delfin (Grampus griseus). Forrás: Origo

Az eredmények nem világosak. Átlagban a tengeri emlősök agyának több hemoglobinja és agy globinja van, mint a szárazföldi állatoknak, azt sugallván, hogy ezek azok a proteinek, amelyek életben és éberek tartják őket a mélymerülések alatt.

Kaliforniai oroszlánfóka (Zalophus californianus) Forrás: Wikimedia Commons

A sekély mélységekben úszó és nagyon aktív delfineknek, vagy például az oroszlánfókáknak, illetve a tengeri vidráknak nagyobb mennyiségben vannak agyi globinjaik, mint a mélymerülő bálnáknak.

Tengeri vidra (Enhydra lutris) Forrás: Norman S. Smith / Oregon State University

Williams kutatási eredményei azt sugallják, hogy a fürge úszóknak kell, hogy az oxigén gyorsan járjon-keljen az agyhoz, és így ők az agy globinoktól függnek inkább, mint a hemoglobintól.

Palackorrú delfinek (Tursiops truncatus) Forrás: Simon Alena

Minél több a hemoglobin a vérben, annál viszkózusabbá válik a vér, lassabbá téve az agyhoz való szállítást.

De egyes kutyafélék, mint például a rókák, vagy a prérifarkas,illetve az Észak-Amerikában élő macskaféle, a vörös hiúz ( Lynx rufus) szövetei is

nagyobb mennyiségű agy globulint taralmaznak.

A kutatók úgy vélik, lehet, hogy nem csak a légzésvisszatartás stimulálja az agyi globulinokat, hanem a magas szintű aktivitás is, úgy mint például a macskafélék sebes sprintelése.

Az Észak-Amerikában élő vörös hiúz (Lynx rufus) nagy mennyiségű agyi globulinnal rendelkezik. Forrás: https://hu.wikipedia.org/wiki/V%C3%B6r%C3%B6s_hi%C3%BAz#/media/F%C3%A1jl:Bobcat2.jpg

A kutatás ténymegállapításai hozzájárulhatnak stroke a és az öregedés egyes problémáinak jobb megértéséhez.

Például az agyi globulin termelés fokozása potenciálisan csökkenti az agykárosodás kockázatát, amit a betegség, vagy az öregedés okoz.

Ugró grönlandi bálna (Balaena mysticetus) Forrás: Wikimedia Commons

A kutatók szerint lehetséges, hogy

a mélyre merülő tengeri emlősök élettanának jobb megértése megoldást nyújthat a stroke kockázatainak csökkentésére,

mert az evolúció és a természetes szelekció a jobb védelem felé nyomta őket a törzsfejlődés során.

A grönlandi bálna több mint 200 évig is élhet Forrás: Wikimedia Common/Ansgar Walk

A mélyre merülő tengeri emlősök rendkívül szívósak és hosszú az élettartamuk, grönlandi bálnák például több, mint 200 évig élnek.