Tiefsee Delfine vermeiden "Kurven" mit leistungsfähigen Lunge
Wenn Delfine tief unter die Wasseroberfläche Tauchen, vermeiden sie erliegen Dekompressionskrankheit oder "Kurven", wahrscheinlich, weil die riesigen Meeresbewohner zusammenklappbare Lungen haben eine neue Studie findet. Diese Lungen können Delfine, ein- und Ausatmen zwei-bis dreimal schneller als Menschen.
Verstehen, wie Delfine atmen schnell und pflegen, Lunge Funktionalität unter immensem Druck könnte helfen Wissenschaftler Menschen sicher halten, wenn sie in ähnlicher Weise Extremsituationen sind wie unter Narkose bei Operationen, sagte der Forscher.
Im Gegensatz zum Menschen müssen die Delfine nicht geschnallt, ein Sauerstoffgerät, ihre beeindruckenden Tauchen Kunststücke zu erreichen sein. Und zwar deshalb, weil Delfine kompressible Lungen haben, dass Hilfe ihnen widerstehen hohen tief in den Ozean Druck. [Tief Taucher: eine Galerie der Delfine]
"Die tiefere [Delphine] desto kleiner wird die Lautstärke von Gas oder Luft in den Lungen, in den Ozean gehen", sagte Studie leitende Autor Andreas Fahlman, Professor für Biologie an der Texas A & M University in Corpus Christi. Fahlman herausgefunden, dass Delfine mehr als 95 Prozent der Luft in ihre Lungen in einem einzigen Atemzug ersetzen können. Zum Vergleich: ist der Mensch nur weniger als 65 % ersetzen. Delfine atmen Sie aus und dann über Wasser inhalieren, bevor wieder abtauchen, mit Lungen mit Luft gefüllt – jedem Atemzug verbraucht und löst eine bestimmte Menge an Sauerstoff, die die Tiere energetisiert, wie sie den Ozean schwimmen.
Die Forscher untersuchten sechs männliche Bottlenose Delphine am Dolphin Quest Oahu, einer Delphin-Schulungseinrichtung in Hawaii, das öffentlich zugänglich ist. Die Delfine waren frei, Weg von den Forschern schwimmen wann immer sie wünschten Fahlman sagte:, obwohl die Tiere trainiert wurden, still sitzen und atmen in eine Maske, eine Pneumotachometer genannt. Dieses Gerät funktioniert im Wesentlichen wie "Tachometer für die Lunge", sagte Fahlman. Die Maske bedeckt die Delphine Lunker auf dem Rücken der Hälse.
Als Trainer hatte Delfine atmen so gut sie konnte, in Atemzüge Forscher namens "Dampfstöße," könnte die Tiere 8 Gallonen (30 Liter) Luft in einer Sekunde zu inhalieren und Ausatmen 34 Gallonen (130 Liter) Luft pro Sekunde. Ein Mensch am stärksten Ausatmen bewegt sich mit einer Rate von 4 Gallonen (15 Liter) pro Sekunde, und menschliche hustet reichen von etwa 10 bis 16 Gallonen (40 bis 60 Liter) pro Sekunde. Das heißt, sagte Delfine Luft zwei-bis dreimal schneller als Menschen jemals tun konnte, Fahlman.
Klinische Anwendungen
Die Grund-Delfine gehören Experten Taucher ist, weil sie können ihre Alveolen kollabieren, die kleinen Säcke auf die Lunge, die Luftströmung zu überwachen, und dann wieder eröffnen, "aber Menschen nicht", sagte Fahlman.
Dies hat Auswirkungen für den Menschen, die auch extremen Bedingungen, wie z. B. Patienten ausgesetzt sind, die Notfall-Operationen zu unterziehen.
"[I] f, die du im Krankenhaus bist und du bist Operation unterziehen, oft was sie tun ist einen Schlauch in Ihre Kehle und legte ein Überdruck zu verhindern [Lunge] Zusammenbruch verhindern," Fahlman sagte.
Positiver Druck auf der Lunge hält sie geöffnet, sondern kann auch gefährlich sein, fügte er hinzu. "Dies ist ein klinisch relevantes Thema für die Menschen in der Notfallversorgung für Menschen unterziehen Chirurgie, weil wir als leicht öffnen Sie die Alveolen nicht." [Die 10 erstaunlichsten tierischen Fähigkeiten]
Fahlman sagte, dass es möglich ist, dass Delfine Lungen von Menschen völlig anders aussehen oder Delfine haben eine sehr unterschiedliche biochemische Zusammensetzung in der Lunge, was, ihre beeindruckenden Ausatmung Fähigkeiten erklären könnte. Lungen enthalten in der Regel eines zusammengesetzten namens Tensid oder pulmonale Tensid, das mit der Atmung hilft. Frühere Untersuchungen gefunden, dass Tensid in einige Robben und Seelöwen können die Alveolen mehr geschmiert, so dass sie leicht öffnen.
Alle Säugetiere verwenden Tensid beim Atmen; Es ist eine "Art und Weise versuchen, die Zahl der Kalorien, die es [zu] kostet Einatmen und Ausatmen," Fahlman sagte, fügte hinzu, dass Tiere Unterschiede in Tensid zur Anpassung an ihre Umgebungen entwickelt.
Frühgeborene Kinder profitieren von Tensid hergestellt von Kühen, Fahlman sagte, weil die Babys genug des Stoffes bei einem so jungen Alter produzieren können.
Tensid aus Delfine und andere Meeressäuger unter verschiedenen Umständen vorteilhaft sein könnte, fügte er hinzu. "Wir können erfahren Sie mehr über die Struktur des Tensids [die Tiere] haben und es für den Menschen, zu replizieren" Fahlman sagte.
Blick in die Zukunft
Studium Tier Atmung Rhythmen und Kapazitäten kann auch helfen, Wissenschaftler, die Erkrankung der Atemwege bei Meerestieren, besser zu verstehen, die eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität unter marine Tiere in freier Wildbahn und in menschlicher Obhut ist, sagte Fahlman.
Menschen ausgesetzt sind Pollen, Schmutz und andere Luftschadstoffe, die viele Delfine und andere Säugetiere nicht in der Lage sind, aus ihren Lunker zu entfernen. Dies kann einige Tiere anfällig für bestimmte Krankheiten wie Lungenerkrankungen machen.
Fahlman sagte, will er seine Forschung auf Beluga-Wale und Delfine zu untersuchen, ihre Atmung zu erweitern. Er sagte, gibt es besonders hohe Sorge um Säugetiere leben in den Gewässern in der Nähe von Bohrinseln. Forscher planen, nach Alaska zu reisen und die Arktis, die Säugetiere zu studieren, bevor es Ölreserven werden ausgenutzt, um Einrichten einer Basislinie für die Tiergesundheit, fügte er hinzu.
Ölunfälle, wie der 2010 Deepwater Horizon-Katastrophe im Golf von Mexiko, können stark Delfine Gesundheit, Schaden, obwohl die direkten Auswirkungen der Ölpest schwer zu messen, ohne zu wissen, die Gesundheit der Tiere vor der Ölpest sein können.
"Nächstes Mal, in diesem Fall werden wir den Gesundheitszustand der Tiere in diesem Bereich wissen, und wir können sagen," Nun, dies war der Gesundheitszustand vor und dies ist der Gesundheitszustand nach,"", sagte Fahlman.
Die Studie wurde am 8. Juli in The Journal of Experimental Biology veröffentlicht.
Elizabeth Goldbaum ist auf Twitter . Folgen Sie Live Science @livescience, Facebook & Google +.