Как бие най-голямото сърце в света?
Сините китове са най-големите и най-тежките животни на земята - и сърцата им са съответно големи. Как бие този гигантски орган? Изследователите са чули сърдечния ритъм на син кит и са установили, че при гмуркане сърцето на гиганта бие далеч по-бавно от очакваното - само два до осем пъти в минута. След изплуване обаче пулсът на кита се увеличава изключително до 35 удара в минута. Според изследователите голямото сърце на синия кит би могло да се движи максимално от това, което е биологично възможно.
Сърдечният ритъм е от съществено значение за нас и всички висши животни, за да транспортираме кръвта и по този начин кислорода през тялото. Колко бързо бие сърцето при бозайниците зависи от интензивността на метаболизма и косвено също от размера на тялото. При малки бозайници като мишката сърдечната честота е 600 удара в минута, при прилеп с тръба може да достигне дори повече от 900 удара. Големите животни като слона, от друга страна, живеят много по-бавно: сърцето им бие средно 25 до 30 пъти в минута. Но какво ще кажете за най-голямото животно в света? Според изчисленията, син кит с дължина около 23 метра и тегло 70 тона има сърце, което тежи около 319 килограма - и при всеки удар той изпомпва около 80 литра кръв през тялото. Но колко бързо бие сърцето на такъв гигант отдавна не е ясно.
ЕКГ машина за син кит
Само Джереми Голдбоген от Станфордския университет и колегите му успяха да направят това измерване. За своето проучване те комбинираха мобилно устройство EKG с четири мощни вендузи, които трябваше да държат сензорния пакет върху кожата на кита. Изследователите вкарали електроди в две от вендузите, които трябвало да уловят сърдечните удари на кита и да ги предадат на машината EKG. „Наистина не бях сигурен, че това ще работи, защото трябваше да работят толкова много неща: трябваше да намерим син кит, да прикрепим сензора на точното място и в добър контакт с кожата на кита и след това, разбира се, да се уверим, че сензорът работи и записва данни “, казва Голдбоген. За да се влошат нещата, електродите EKG трябва да бъдат прикрепени към лявата страна на гърдите, директно в гръдната перка. Не само, че е трудно да се достигне до тази област, има и много набръчкана кожа, която прави залепването проблематично.
Но те успяха: изследователите поставиха своя EKG сензор върху гърдите на 15-годишен мъжки син кит, който отдавна беше в залива Монтерей в Калифорния. „Това ни даде 8,5-часов EKG запис, от който успяхме да създадем профила на сърдечния ритъм на кита“, съобщават Goldbogen и неговите колеги. Тъй като през това време китът предприе няколко гмуркания, за да търси храна, изследователите също успяха да наблюдават за първи път как се променя сърдечният ритъм на кита. По време на такива „набези“ синият кит обикновено първо се гмурка дълбоко, а след това, с широко отворена уста, стреля отдолу през колекции от плячката си - раци или много малки риби. Докато водата след това се оттича, малките плячки се хващат в мустаците му. „Според изчисленията скоростта на метаболизма се увеличава до 50 пъти по-висока от базовата стойност по време на такива действия на хранене“, обясняват Голдбоген и колегите му. Следователно те очакваха, че пулсът ще се ускори съответно.
От едната крайност до другата
Това обаче не беше така, както разкриха записите на EKG. Според това пулсът на синия кит първоначално пада рязко, докато той се гмурка в дълбокото: голямото му сърце след това бие само четири до осем пъти, в краен случай дори само два пъти в минута. Изненадващо, това се ускорява само малко, дори по време на усилено подскачане: сърдечният ритъм на синия кит едва ли е по-бърз от нормалния пулс в покой от около 15 удара в минута. Това е 30 до 50 процента по-бавно от очакваното - и твърде малко, за да се избегне дефицит на кислород в кръвта и мускулите, казват изследователите. Според тях това би могло да обясни защо тези гмуркания с храна за китове обикновено са много къси - телата на гигантските морски бозайници не могат дълго да понасят такъв дълг на кислород. Въпреки това, аортната дъга на синия кит може да осигури поне малко компенсация за забавения пулс. Защото, както обясняват Голдбоген и колегите му, при китовете този лък може да се свие и по този начин да накара допълнителна кръв в тялото между сърдечните удари.
Когато синият кит завърши своето гмуркане и плува обратно на повърхността, за да диша, сърцето му пада в другата крайност: започва да бие много бързо. Според стойностите на EKG, пулсът на синия кит след това нараства до 30 до 37 удара в минута. Това означава, че пулсът на кита е близо до максималния си, както обясняват изследователите. Те подозират, че това е необходимо, за да изпомпва богата на кислород кръв през тялото възможно най-бързо и по този начин да изплати кислородния дълг на гмуркането. По мнението на Goldbogen и неговия екип, голямото сърце на синия кит е близо до границите на това, което е биологично възможно. Това също може да обясни защо сините китове не могат да станат по-големи - сърцата им просто не биха могли да вземат повече.
(Видео: Станфордският университет)
Източник: Джереми Голдбоген (Станфордски университет) и др., Сборник на Националната академия на науките, doi: 10.1073/pnas.1914273116