Cum bate cea mai mare inimă din lume?
Balenele albastre sunt cele mai mari și mai grele animale de pe pământ - iar inimile lor sunt în mod corespunzător mari. Cum bate acest gigantic organ? Cercetătorii au auzit bătăile inimii unei balene albastre și au descoperit că atunci când se scufundă, inima gigantului bate mult mai încet decât se aștepta - doar de două până la opt ori pe minut. Cu toate acestea, după ieșirea la suprafață, pulsul balenei crește extrem de mult până la 35 de bătăi pe minut. Potrivit cercetătorilor, marea inimă a balenei albastre s-ar putea mișca la maximum din ceea ce este biologic posibil.
Bătăile inimii sunt esențiale pentru noi și pentru toate animalele superioare pentru a transporta sânge și, astfel, oxigen prin corp. Cât de repede bate inima la mamifere depinde de intensitatea metabolismului și indirect și de mărimea corpului. La mamiferele mici, cum ar fi șoarecele, ritmul cardiac este de 600 de bătăi pe minut, într-un liliac cu pipă poate ajunge chiar la mai mult de 900 de bătăi. Animalele mari, cum ar fi elefantul, pe de altă parte, trăiesc într-un ritm mult mai lent: inima lor bate în medie de 25 până la 30 de ori pe minut. Dar ce zici de cel mai mare animal din lume? Potrivit calculelor, o balenă albastră de aproximativ 23 de metri lungime și 70 de tone greutate are o inimă care cântărește în jur de 319 kilograme - și cu fiecare lovitură pompează în jur de 80 de litri de sânge prin corp. Dar cât de repede bate inima unui astfel de uriaș a fost neclar de mult timp.
O mașină EKG pentru o balenă albastră
Doar Jeremy Goldbogen de la Universitatea Stanford și colegii săi au reușit să facă această măsurare. Pentru studiul lor, au combinat un dispozitiv mobil EKG cu patru ventuze puternice care trebuiau să țină pachetul de senzori pe pielea balenei. Cercetatorii au infiletat electrozi in doua dintre ventuze, care trebuiau sa capteze bataile inimii balenei si sa le transmita aparatului EKG. „Nu eram sigur dacă acest lucru va funcționa, deoarece trebuiau să funcționeze atât de multe lucruri: trebuia să găsim o balenă albastră, să atașăm senzorul exact în locul potrivit și în contact bun cu pielea balenei și apoi, desigur, să ne asigurăm că senzorul funcționează și înregistrează date ”, spune Goldbogen. Pentru a înrăutăți lucrurile, electrozii EKG trebuie atașați la partea stângă a pieptului, direct în aripa pectorală. Nu numai că această zonă este dificil de accesat, dar are și o piele foarte ridată, ceea ce face ca lipirea să fie problematică.
Dar au reușit: cercetătorii și-au plasat senzorul EKG pe pieptul unei balene albastre de 15 ani care se afla în Golful Monterey din California de mult timp. „Acest lucru ne-a oferit o înregistrare EKG de 8,5 ore, din care am reușit să creăm profilul ritmului cardiac al balenei”, raportează Goldbogen și colegii săi. Deoarece balena a întreprins mai multe scufundări pentru a căuta hrană în acest timp, cercetătorii au putut, de asemenea, să observe pentru prima dată cum s-au schimbat bătăile inimii balenei. În timpul unor astfel de „incursiuni”, balena albastră se scufundă mai întâi adânc și apoi, cu gura larg deschisă, trage de jos prin colecțiile de pradă - crabi sau pești foarte mici. În timp ce apa se scurge, animalele mici de pradă sunt prinse în mustăți. „Conform estimărilor, rata metabolică crește de 50 de ori valoarea de bază în timpul unor astfel de acțiuni de hrănire”, explică Goldbogen și colegii săi. Prin urmare, se așteptau ca bătăile inimii să se accelereze în consecință.
De la o extremă la alta
Cu toate acestea, acest lucru nu a fost cazul, așa cum au arătat înregistrările EKG. Conform acestui lucru, ritmul cardiac al balenei albastre scade inițial brusc în timp ce se aruncă în adânc: inima sa mare bate apoi doar de patru până la opt ori, în cazuri extreme chiar și de două ori pe minut. În mod surprinzător, acest lucru se accelerează doar puțin chiar și în timpul creșterii puternice: bătăile inimii balenei albastre sunt cu greu mai rapide decât pulsul normal de odihnă de aproximativ 15 bătăi pe minut. Aceasta este cu 30 până la 50% mai lent decât se aștepta - și prea puțin pentru a evita un deficit de oxigen în sânge și mușchi, spun cercetătorii. În opinia lor, acest lucru ar putea explica de ce aceste scufundări de hrană pentru balene sunt de obicei foarte scurte - corpurile mamiferelor gigantice marine nu pot tolera o astfel de datorie de oxigen pentru mult timp. Cu toate acestea, arcul aortic al balenei albastre ar putea cel puțin să ofere o oarecare compensare pentru bătăile lente ale inimii. Deoarece, așa cum explică Goldbogen și colegii săi, la balene acest arc se poate contracta și astfel poate forța sânge suplimentar în corp între bătăile inimii.
Odată ce balena albastră și-a încheiat scufundarea și înoată înapoi la suprafață pentru a respira, inima îi cade la cealaltă extremă: începe să bată foarte repede. Conform valorilor EKG, pulsul balenei albastre crește apoi până la 30 până la 37 de bătăi pe minut. Aceasta înseamnă că ritmul cardiac al balenei este aproape de maxim, după cum explică cercetătorii. Ei suspectează că acest lucru este necesar pentru a pompa din nou sângele bogat în oxigen prin corp cât mai repede posibil și, astfel, să achite datoria de oxigen a scufundărilor. În opinia lui Goldbogen și a echipei sale, marea inimă a balenei albastre este, prin urmare, aproape de limitele a ceea ce este posibil biologic. Acest lucru ar putea explica, de asemenea, de ce balenele albastre nu s-au putut mări - inimile lor pur și simplu nu ar fi putut face față mai multor.
(Video: Universitatea Stanford)
Sursa: Jeremy Goldbogen (Universitatea Stanford) și colab., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1914273116