Ir kai kurie iš tokių gyvūnų po vandeniu gali išbūti stulbinamai ilgai. Tačiau kuris gyvūnas gali ilgiausiai sulaikyti kvėpavimą? Ir kokios savybės jam tai leidžia?
Nors nardymo laikas gali parodyti, kiek laiko rūšys paprastai būna po vandeniu, trukmė gali skirtis priklausomai nuo to, kodėl jie būna panirę.
„Yra skirtumas tarp išgyvenimo po vandeniu (t. y. kiek laiko gali išbūti gyvas) ir kvėpavimo sulaikymo (kiek laiko jie savanoriškai išbūna panirę), – pasakoja Nyderlandų Radboudo universiteto ekologijos docentas Wilco Verberkas.
Pavyzdžiui, kai pastebėta, kad kai kurios skruzdės priverstinai panardintos išgyvena kelias valandas, tačiau net ir specializuotos nardančios skruzdės savo noru neneria ilgiau nei minutei, sako Britų Kolumbijos universiteto docentas Philipas Matthewsas, tyrinėjantis vabzdžių kvėpavimą.
Antra, kad gyvūnai galėtų sulaikyti kvėpavimą, jiems reikalingi plaučiai. Jūrų zoologas iš Plimuto universiteto Jungtinėje Karalystėje Johnas Spiceris teigia, kad kvėpavimo sulaikymas įmanomas tik gyvūnams, turintiems plaučius, bet tik jei jie neturi žiaunų (kaip dvikvėpės žuvys) ir (arba) nekvėpuoja per odą (pavyzdžiui, varlės).
Neabejotini povandeninių gyvūnų, išgyvenančių po vandeniu, čempionai yra kai kurie gėlavandeniai vėžliai – pavyzdžiui, amerikinis balinis vėžlys (Emydoidea blandingii). Šie ropliai žiemą upių ir ežerų dugne praktikuoja brumaciją – ropliams būdingą žiemos miego formą – ir gali išbūti po vandeniu ištisus mėnesius, o tai padeda jiems išgyventi, kai jie atsiduria po ledo sluoksniu. Vėžliai yra ektotermiški (arba šaltakraujai), todėl šaltuoju metų laiku jų medžiagų apykaita sulėtėja, todėl jie gali išsaugoti daugiau energijos ir sunaudoti mažiau deguonies.
„Daugelis gėlavandenių vėžlių rūšių, sumažėjus aplinkos temperatūrai, viską išjungia ir gali išbūti panirę tiesiogine to žodžio prasme ištisus mėnesius, – sako J. Spiceris. – Jei brumacija užskaitysime kaip kvėpavimo sulaikymą, tuomet gėlavandeniai vėžliai nušluoja visus.“
Tačiau šie vėžliai sukčiauja – nes nedidelius deguonies kiekius vandenyje įsiurbia per užpakalį, o tiksliau – per kloaką, t. y. daugiafunkcinę angą, kuri taip pat naudojamos lytiniam dauginimuisi, kiaušinių dėjimui ir tuštinimuisi.
Didesnis yra sėkmingesnis
Dydis turi lemiamą reikšmę tam, kiek ilgai gyvūnas gali sulaikyti kvėpavimą, sako W. Verberkas.
„Kūno dydis yra pagrindinis požymis, nes didesni gyvūnai gali ilgiau sulaikyti kvėpavimą, – teigia jis. – Taip yra todėl, kad didesnių gyvūnų deguonies atsargos paprastai yra didesnės, taip pat atsižvelgiant į jų išeikvojimo greitį (didesni gyvūnai paprastai turi mažesnį deguonies poreikį).“
Tai reiškia, kad dėl kvėpavimo sulaikymo konkuruoja dideli žinduoliai ir dideli ektoterminiai gyvūnai – pavyzdžiui, krokodilai ir jūrų vėžliai.
Rekordinį žinduolių panėrimą rekordą pasiekė banginis tikrasis snapuotis (Ziphius cavirostris), kuris po vandeniu yra išbuvęs 222 minutes, arba 3,7 valandos. Įspūdingai nardo ir kiti banginiai: W. Verberko, J. Spicerio ir komandos atlikto 2020 m. tyrimo duomenimis, rekordinis Bairdo snapuočio (Berardius arnuxii) panėrimas truko 153 minutes, o kašaloto (Physeter macrocephalus) – 138 minutes.
Banginiai tai pasiekia dėl keleto svarbių prisitaikymų. Tarp jų – širdies ritmo ir (arba) medžiagų apykaitos sulėtinimas, kraujo tekėjimo nukreipimas nuo tam tikrų kūno dalių, laikinai išjungiant tokius organus kaip kepenis ir inkstus. „Taip pat gera deguonies kaupimo ir pristatymo laikmena yra dideli kiekiai respiratorinių baltymų, esančių raumenyse (mioglobinas) ir kraujyje (hemoglobinas)“, – pastebi J. Spiceris.
Be to, šie gyvūnai gali pereiti prie anaerobinės medžiagų apykaitos ir gaminti energiją nenaudodami deguonies, priduria jis.
„Tai labai neefektyviai paverčia maisto medžiagas energija, tai vyksta lėtai ir gamina „nuodingą“ pieno rūgštį – tai mums tai yra avarinis variantas, – pasakoja J. Spiceris. – Nardantys žinduoliai taip pat naudoja anaerobinę medžiagų apykaitą ir gamina laktatą, tačiau atrodo, kad jiems šiek tiek geriau sekasi su tuo susitaikyti ir sušvelninti rūgšties kaupimosi poveikį.“
Užfiksuota, kad jūrų drambliai (Mirounga angustirostris ir Mirounga leonina) taip pat yra atlikę įspūdingus, dvi valandas trunkančius panėrimus. Tačiau tai nėra tipiška – taip nutinka tik tada, kai jie būna netoli plėšrūnų, sako J. Spiceris.
Ektoterminiai gyvūnai laimi
Nors banginiai triumfuoja kaip ilgiausiai galintys panerti žinduoliai ir endoterminiai (šiltakraujai) gyvūnai, didieji ektoterminiai gyvūnai nardo ilgiausiai iš visų rūšių.
Australijos gėlavandenis krokodilas (Crocodylus johnstoni) po vandeniu yra praleidęs 402 minutes (6,7 valandos) – kai pastebėjo grėsmę netoli vandens paviršiaus. Tačiau rekordininkas yra vėžlys logerhedas (Caretta caretta). 2007 m. atlikto tyrimo duomenimis, jis buvo panėręs apie 610 minučių (10,2 valandos), o kitų tyrimų duomenimis, maksimali panėrimo trukmė buvo 480 minučių (8 valandos).
Šie ektoterminiai gyvūnai turi daugybę tokių pačių deguonies taupymo būdų kaip ir žinduoliai, tačiau jie taip pat gali taupyti energiją, nes jiems nereikia šildytis.
„Jų energetinės sąnaudos gali būti perpus mažesnės nei panašaus dydžio jūrų žinduolių vien todėl, kad jie nenaudoja fiziologinių priemonių šilumai palaikyti, – aiškina J. Spiceris. – Pagrindinis skirtumas yra temperatūros poveikis medžiagų apykaitai. Žinau, kad kietaodžiai odiniai [Dermochelys coriacea] gali nardyti giliau nei dauguma banginių rūšių. Šaltuose vandenyse jų medžiagų apykaita gali labai sulėtėti – tiek, kad jie gali valandų valandas gulėti ant dugno arba ilsėtis povandeniniuose urvuose“.
Parengta pagal „Live Science“.