Kuinka Pingviinit Ja Hylkeet Elävät Syvässä Sukelluksessa

{h1}

Jessica meir menee äärimmäisiin ympäristöihin oppia, miten nisäkkäät ja linnut menestyvät olosuhteissa, joita ihminen ei voi sietää.

Tämä kulissien takaa koskeva artikkeli toimitettiin WordsSideKick.comille yhteistyössä National Science Foundationin kanssa.
Pääasiallinen tutkimusominaisuus on fysiologia äärimmäisissä ympäristöissä, erityisesti sellaisissa, joissa on vähän happea.

Eläimet, jotka menestyvät tällaisissa "hypoksisissa" ympäristöissä, ovat ihanteellisia lajeja selvittääkseen, miten niiden fysiologia reagoi. Lisäksi hypoksiaan liittyvien muutosten tutkiminen eläimillä korkealla, horrostilassa tai sukellusympäristöissä voi antaa ymmärtää ja hoitaa ihmisen lääketieteellisiä ongelmia, kuten sydänkohtausta ja aivohalvausta.
Viimeaikainen Ph.D. väitöskirja keskittyi joidenkin parhaiten suoriutuneiden sukelluseläinten sukellusfysiologiaan: keisaripinguineihin ja elefanttipeileihin. Keisari pingviinit voivat sukeltaa melkein 30 minuutin ajan yhdellä hengityksellä, ja pohjoisen elefanttitiivisteen ennätyksellinen sukellus on lähes kaksi tuntia!
Molemmat lajit voivat sukeltaa suuria syvyyksiä - yli 1500 jalkaa keisari pingviiniä - ja lähes 5000 jalkaa (lähes mailin!) Varten elefantti sinetti. On hyvin dokumentoitua, että eläimet, jotka voivat sukeltaa hyvin, ovat tehostuneempia hapen varastointikykyä kehossuhteissaan, mikä on tehostunut lisääntyneillä verenkierroksilla ja veren ja lihaksen happea kuljettavilla proteiineilla (hemoglobiini ja myoglobiini).
Työn opettajan Paul Ponganis, Scripps Instituutio Oceanography UC San Diego, käytämme erilaisia ​​lähestymistapoja tutkimaan, miten nämä eläimet hallinnoivat happi myymälöissä saavuttaa tällaisia ​​satunnaisia ​​sukelluksia.
Etelämantereella perustimme Penguin Ranch McMurdo Soundin meri-jäällä. Tutkimustuloksessamme harjoittelet kaksi sukellusreikää leirialueemme jäässä, jolloin keisari pingviinit sukeltavat vapaasti meren alla.
Pohjois-Kaliforniassa opiskelemme elefanttitiilejä, kun he sukeltavat merellä. Käytämme reppu-tyylisiä tallentimia näihin eläimiin dokumentoidaksemme niiden fysiologisia vastauksia sukelluksen aikana.
Kansallisen tiedesäätiön (NSF) rahoittamat työt ovat paljastaneet poikkeuksellisia fysiologisia vastauksia ja mukautuksia, jotka edistävät näiden eläinten sukelluskykyä.
Esimerkiksi eräässä tutkimuksessa kävi ilmi, että sukeltajan keisarin pingviineillä on sydämen sykkeitä huomattavasti alempi kuin heidän sykkeensä levossa. Yksi keisari pingviiniin vaikuttava 18 minuutin sukellus sykki laski niin alhaiseksi kuin kolme lyöntiä minuutissa, ja kuuden lyönnin nopeus oli yli viisi minuuttia sukelluksen aikana. Koska syke on erittäin hyvä indikaattori siitä, kuinka paljon happea käytetään, laskut sykkeissä sukelluksissa vastaavat hapen säästöä, mikä mahdollistaa eläinten sukeltamisen pidempään.
Suora katsominen hapenvaimennukselle mitattiin myös veren happipitoisuudet sukelluksen aikana happea käyttävän elektrodin avulla. Tämä elektrodi mittaa jatkuvasti hapen määrää veressä, dokumentoi hapen ehtymisen nopeuden ja laajuuden sukelluksen aikana ja antaa meille tietoa siitä, kuinka nämä eläimet hallitsevat happiasemiaan.
Sekä keisari-pingviinit että elefanttitiivisteet voivat sietää poikkeuksellisen alhaisia ​​veren happipitoisuuksia, paljon alle ihmisten ja muiden eläinten rajat. Tämä auttaa heitä hallitsemaan happea tehokkaasti ja lisää niiden kykyä sukeltaa ja hankkia ruokaa. Yhdessä niiden tehostuneiden happimyymälöiden kanssa, muut fysiologiset reaktiot, kuten alentunut syke ja tekijät, kuten uima-tyylit ja niiden hydrodynaaminen kehon muoto, nämä eläimet sopivat hyvin kukoistamaan vedenalaisissa ympäristöissä.
Nyt kun olen suorittanut Ph.D. työskentelemme sukelluseläinten kanssa, ryhdyn tutkimuksiin toisen merkittävän lajin kanssa: korkean lentävän bar-headed goose. Tämä lintu saavuttaa poikkeuksellisen suuren lentämisen Himalajan vuorijonon aikana sen puolivuosittaisesta siirtymisestä Intian talviurheilualueista Tiibetin jalostusalueille.
Vaikka muut muuttavat linnut käyttävät vaihtoehtoisia, alempiin korkeusreittejä vuoristoväylien läpi, näiden poikkeuksellisten korkean lentävien hanhien parvet on nähty Mt. Everest (29 000 jalkaa) ja Annapurna I (26 500 jalkaa). Harjoittelu näillä korkeuksilla siirtämisen aikana voidaan suorittaa yhdellä, ei-lopullisella lennolla, ilman lisämaksua sopeutumista varten, lentäen lähellä merenpinnan tasoa Intiasta korkeuksiin, jotka lähestyvät 9 000 metriä alle yhden päivän aikana.
Höyryn tasot tällä korkeudella ovat vain noin viidesosa merenpinnasta, mutta silmäkulmainen hanhi kasvattaa hapen kulutustaan ​​10-20 kertaa lennon aikana. Linnut ovat yleensä suvaitsevampia kuin nisäkkäät korkealla, mutta pysyvä lennon näillä vähentyneillä hapen tasoilla on varmasti poikkeuksellista.
Tämän hankkeen tavoitteena on tutkia tämän lajin fysiologisia muutoksia, joiden yleinen tarkoitus on ymmärtää kudoksen ja solujen hypoksiaherkkyys eläimessä, joka on kehittynyt erityisesti ylläpitämään suorituskykyä hypoksiaan.
NSF: n kansainvälisen tutkimusapurahan tuella aloitan tämän työn syksyllä 2009 yhteistyössä British Columbiain yliopiston Vancouverissa Kanadan tutkijoiden kanssa. Tutkimme happikuljetusta hengityselimestä kudoksiin lennon aikana sauvapäisessä hanhassa keskittyen erityisesti sydänlähetykseen.
Seuraava luonnollinen kysymys sen jälkeen, kun on dokumentoitu, mitä nämä vaikuttavat fysiologiset vasteet ovat missään näistä lajeista, on tietenkin kysyä, miten ne saavutetaan.Käsittelemme hypoksia-toleranssien mekanismeja, joissa on bar-headed-hanhen sydän, käyttäen erilaisia ​​fysiologisia, morfologisia ja intrasellulaarisia lähestymistapoja.
Tämä työ voi myös antaa vihjeitä näiden eläinten adaptaatioista, jotka voivat tulevaisuudessa hyödyttää ihmisiä. Esimerkiksi siedettävyys hypoksiaan vaikuttaa seuraaviin menetelmiin: elinten talteenotto ja säilyttäminen elimistöön sekä sydänkohtauksen ja aivohalvauksen uhrien hoito.
Nämä eläimet jotenkin kestävät vakavasti veren ja kudosten happea, jotka ovat ihmisille katastrofaalisia. Reperfuusiovaurioon liittyvä kysymys - happivapaiden radikaalien aiheuttama kudosvaurio, kun verenkierto jatkuu veren riistettyyn elimeen - on myös merkityksellinen. Tämä soveltuu useisiin ihmisen lääketieteellisiin kysymyksiin, vaikka sukelluseläimet ovatkin immuuneja tällaisiin huolenaiheisiin.
Näiden organismien fysiologian täydellinen ymmärtäminen on myös välttämätöntä niiden roolin tulkinnassa ekosysteemeissä. Tällaisella tiedolla on selkeät ekologiset ja suojeltava vaikutukset, ja se on erityisen tärkeä ilmastonmuutoksen edessä.

  • Video: elää pingviinien kanssa
  • Tutkijat sekaisin Extreme Penguin Dives
  • Tiivisteet kiinnitetään syvänmeren tietojen keräämiseen

Toimittajan huomautus: Tätä tutkimusta tukivat National Science Foundation (NSF), liittovaltion virasto, jonka tehtävänä on rahoittaa perustutkimusta ja koulutusta kaikilla tieteen ja tekniikan aloilla. Katso kohtausten takana oleva arkisto.


Video Täydentää: .




Tutkimus


Reptile Death Match: Snake Devours Krokotiili (Video)
Reptile Death Match: Snake Devours Krokotiili (Video)

T. Rex Of Leeches On Valtavat Hampaat
T. Rex Of Leeches On Valtavat Hampaat

Tiede Uutiset


Tutkijat Levittävät Vesipisarat, Selvittävät, Mikä Ajaa
Tutkijat Levittävät Vesipisarat, Selvittävät, Mikä Ajaa "Maagista" Käyttäytymistä

Onko Marsilla Todella Kasvot?
Onko Marsilla Todella Kasvot?

'Clueless' Urospuolella Hyökkäävä Hämähäkki Tuomitsee Naisen Kaikki Väärin Hänelle
'Clueless' Urospuolella Hyökkäävä Hämähäkki Tuomitsee Naisen Kaikki Väärin Hänelle

Tietoja Nihoniumista (Elementti 113)
Tietoja Nihoniumista (Elementti 113)

Enemmän Vanhempia Hylkäävät Rokotukset, Mutta Niiden Syyt Muuttuvat
Enemmän Vanhempia Hylkäävät Rokotukset, Mutta Niiden Syyt Muuttuvat


FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com