Mamalia laut. Fakta menarik mamalia laut Musuh di alam dan ancaman dari manusia

Beberapa hewan laut mampu bertahan hidup tanpa oksigen dalam waktu yang cukup lama. Misalnya, bagi paus sperma yang menyelam hingga kedalaman hampir satu kilometer, pasokan udara yang dihirupnya sebelumnya cukup untuk menyelesaikan penyelaman yang begitu dalam, dan anjing laut merasa cukup nyaman setidaknya selama setengah jam tanpa memberi kehidupan. gas.

pada topik ini

Untuk waktu yang lama, para ilmuwan tidak dapat memahami bagaimana mereka dapat melakukan hal ini, namun baru-baru ini, para ahli Inggris tampaknya telah menemukan jawabannya. Paradoksnya, listrik memainkan peran utama dalam hal ini. Para peneliti mulai mempelajari komposisi mioglobin, protein yang mengikat oksigen yang diperlukan untuk berfungsinya otot mamalia. Ternyata pada hewan seperti anjing laut dan paus, ia memiliki sifat unik yaitu mengumpulkan oksigen dalam jumlah besar, tanpa membahayakan tubuh. Eksperimen yang dilakukan oleh Dr. Michael Berenbrink, yang bekerja di Universitas Liverpool dan Institut Biologi Interaktif dan diterbitkan dalam jurnal ilmiah Science, memungkinkan dia untuk menyimpulkan bahwa hewan laut mampu mengakumulasi oksigen dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada hewan darat, yaitu dijelaskan terutama oleh karakteristiknya lingkungan alami sebuah habitat. Menurut ilmuwan itu, miliknya tugas utama Kita dapat memahami mengapa, pada konsentrasi tinggi dalam organisme hewan laut, protein tidak “saling menempel”.

Ternyata molekul-molekulnya mempunyai muatan listrik yang sama (positif), sehingga saling tolak menolak. “Trik fisika-kimia” ini memungkinkan hewan laut mengumpulkan oksigen dalam jumlah besar, karena molekul “bekerja” secara mandiri dalam hal ini dan tidak menyia-nyiakan sumber dayanya untuk berinteraksi satu sama lain. Menurut Dr. Berenbrink, mereka, seperti kutub magnet yang berbeda, saling tolak menolak. Fitur inilah, yang muncul sebagai hasil evolusi, yang memungkinkan hewan laut menyimpan oksigen dalam volume yang jauh lebih besar dan lebih cepat daripada yang dapat dilakukan hewan darat.

Para peneliti terkemuka berpendapat bahwa penemuan penting ini akan memungkinkan mereka untuk memahami secara menyeluruh perubahan apa yang telah terjadi pada mamalia secara keseluruhan dan pada organ individu mereka selama perkembangannya. Ketika habitat berubah, proses pernapasan berubah secara signifikan, memungkinkan hewan untuk hidup dalam kondisi yang benar-benar baru. kondisi alam. Perlu dicatat bahwa hal ini terjadi selama jutaan tahun secara evolusioner, dan pada dasarnya hewan laut mempertahankan metode asli asimilasi oksigen, secara signifikan “memodernisasi” dan memperbaikinya.

Mamalia apa yang hidup di laut?

Mamalia adalah hewan berdarah panas yang tidak bisa bernapas di bawah air. Namun, beberapa dari mereka pergi mencari makanan di laut jutaan tahun yang lalu. Keturunan mereka beradaptasi dengan kondisi kehidupan baru dan menjadi perenang yang luar biasa. Anggota tubuh mereka telah berevolusi menjadi sirip dan lapisan lemak tebal terbentuk untuk melindungi mereka dari air dingin. Mamalia laut antara lain paus, lumba-lumba, anjing laut, sapi laut (sea otter) dan berang-berang laut (sea otter).

Bagaimana cara makan paus biru?

Paus biru adalah mamalia terbesar di planet kita, panjangnya mencapai 35 meter dan berat sekitar 135 ton. Namun, raksasa ini tidak berbahaya dan memakan krustasea laut kecil yang disebut krill. Untuk mendapatkan cukup, ia harus menyerap krill secara intensif, di musim panas - hingga 4 ton per hari. Paus biru menyaring krustasea air laut menggunakan tulang paus - pelat tanduk tipis sepanjang 4,5 meter yang terletak di rahang atas, bukan di gigi.

Apa anjing laut terbesar di dunia?

Anjing laut gajah selatan adalah pinniped terbesar di planet ini. Jantan mencapai panjang 5 meter dan berat hingga 4000 kilogram. Betina berukuran setengah dan lebih ringan. Raksasa ini hidup terutama di pulau-pulau sekitar Antartika. Anjing laut gajah utara berukuran jauh lebih kecil dan hidup di sepanjang pantai barat Amerika Utara.

Catatan: Jika Anda tertarik bekerja untuk Avon, Anda bisa mendapatkan semua informasi yang diperlukan di sumber daya Internet avon4life.ru.

Hewan darat apa yang berkerabat dengan sirene?

Sirene adalah satu-satunya mamalia laut vegetarian. Mereka memakan alga yang tumbuh di perairan hangat dan dangkal di Samudera Atlantik. Bahkan sulit membayangkan hewan laut ini saudara jauh gajah. Tergantung spesiesnya, panjangnya mencapai 2,5-4 meter dan berat 250-1500 kilogram. Mereka tidak sebesar kerabat mereka di bumi. Sirene selalu berada di perairan pesisir dan seringkali sangat dangkal. Spesies sirene adalah manatee dan dugong.

Mamalia manakah yang tidak dapat meninggalkan lingkungan perairan?

Paus dan sirene tidak dapat meninggalkan lingkungan perairan, meskipun nenek moyang mereka yang hidup jutaan tahun yang lalu mampu melakukannya. Mereka muncul hanya sebentar untuk menghembuskan udara bekas dari paru-parunya dan menghirup udara segar. Kemudian mereka terjun kembali ke dalam kedalaman laut.

Mamalia laut manakah yang menempuh jarak terjauh?

Pemegang rekor dalam “disiplin” ini adalah paus abu-abu. Hewan yang panjangnya 13-15 meter dan berat hingga 35 ton ini berenang sejauh 10.000 hingga 20.000 kilometer melintasi Samudera Pasifik setiap tahunnya. Paus bermigrasi antar daerah tempat ia mencari makan dan berkembang biak. Karena mereka hidup rata-rata 40 hingga 50 tahun, seekor paus dalam hidupnya menempuh jarak yang kira-kira sama dengan jarak ke Bulan dan sebaliknya.

Mamalia manakah yang bisa menyelam paling dalam?

Di antara semua mamalia, paus sperma mampu menyelam paling dalam - hingga 1.200 meter. Bahkan ada pula yang berburu sotong hingga turun hingga 3000 meter. Paus sperma, yang panjangnya 18 meter dan berat 50 ton, mampu bertahan di kedalaman hingga dua jam tanpa naik ke permukaan untuk mencari oksigen.

Mamalia yang hidup di air tidak memiliki rasio volume paru-paru terhadap ukuran tubuh yang lebih besar dibandingkan mamalia yang hidup di darat, namun mereka dapat menyelam sebanyak itu. lama, menahan napas karena mereka telah mengembangkan mekanisme alternatif untuk meningkatkan jumlah oksigen yang dihirup. Artikel ini membahas beberapa mekanisme ini.

Berbeda dengan rekan-rekan mereka yang menyelam di darat, anjing laut, singa laut, dan paus menyelam sambil menahan napas untuk alasan praktis - misalnya, untuk mencari makanan atau melarikan diri dari pemangsa. Seperti halnya hewan darat, penyelaman ini disertai dengan perubahan fisiologis yang memerlukan adaptasi tertentu.

Tingkat adaptasi ini lebih besar daripada yang diamati pada manusia penyelam bebas yang paling berprestasi. Kemampuan adaptasi yang meningkat ini memberikan sebagian penjelasan tentang kedalaman dan durasi penyelaman yang dilakukan oleh mamalia tersebut. Misalnya, catatan yang ada dalam disiplin tanpa batas, 163 meter merupakan kedalaman yang relatif dangkal dibandingkan dengan kedalaman yang dialami perenang hidung botol. Penggunaan alat yang mencatat waktu dan kedalaman penyelaman, serta transceiver akustik, memungkinkan pelacakan penyelaman paus ini hingga kedalaman 1.450 meter. Sebagai perbandingan, utara gajah laut menyelam hingga kedalaman hingga 1500 meter, meskipun perlu dicatat bahwa menyelam ke kedalaman seperti itu bukanlah hal yang biasa bagi hewan-hewan ini.

Mungkin "peralatan" fisiologis paling efektif dimiliki oleh singa laut Selandia Baru, mamalia yang mampu menyelam lebih lama dibandingkan spesies lainnya, biasanya turun hingga kedalaman 120 meter (kedalaman terbesar yang tercatat adalah 474 meter) dan dengan mudah bertahan di kedalaman 120 meter. kedalaman ini selama lima menit. Meskipun kedalaman dan durasi penyelaman serupa juga dimiliki mamalia laut lainnya, yang membedakan hewan ini dari mamalia laut lainnya adalah cara mereka menyelam, karena mereka menyelam hampir terus menerus di bawah air. Yang menarik bagi penyelam bebas adalah kenyataan bahwa hampir separuh penyelaman yang dilakukan singa laut ini melebihi ambang batas penyelaman aerobik teoritis (ATD, lihat di bawah).

Perhitungan ambang batas penyelaman aerobik

Secara teori, jika seorang penyelam bebas memulai penyelaman dengan volume paru-paru penuh (FLC), kedalaman teoritis maksimum dapat dihitung dengan rasio FLC terhadap volume paru-paru sisa (RLV). Berdasarkan perhitungan tersebut, dimungkinkan untuk memprediksi “kedalaman teoritis” atau “titik pemberhentian” maksimum yang dapat dicapai oleh Pipin Ferreras, seorang penyelam yang LANTAI 9,6 L dan TOL 2,2 L. Dengan menerapkan hukum Boyle-Mariotte, dapat ditetapkan bahwa ambang kompresi aman untuk Ferreras adalah sekitar 4,4 atmosfer (pada tekanan absolut), yang setara dengan kedalaman 34 meter. Untungnya, dalam olahraga selam bebas, atlet kurang memperhatikan hukum fisika, sehingga Ferreras menyelam 128 meter lebih dalam dari kedalaman maksimum teoretisnya. Jelasnya, ada mekanisme penyelaman yang memungkinkan penyelam bebas dan anjing laut menghindari undang-undang ini.

Bagi penyelam bebas yang ingin menghitung ambang kedalaman teoritisnya, terdapat rumus berikut (untuk penggunaan praktis saja).

Penilaian volume residu (RV) paru-paru tergantung pada usia, tinggi badan dan berat badan.

Dalam penyelaman bebas, TCO mempengaruhi kedalaman yang dapat dicapai penyelam bebas tanpa mengalami masalah kompresi dada. Biasanya rasio PUT terhadap TOL di permukaan menentukan kedalaman maksimum menyelam, dimana atlet tidak akan mengalami kompresi dada. Salah satu cara untuk mengatur OOL Anda adalah dengan melakukan perhitungan berikut.

Persamaan untuk menghitung OOL

Variabel: umur (tahun), tinggi badan (cm), berat badan (kg).
Berat badan normal - pria:
TOL (l) = (0,022 x Umur) + (0,0198 x Tinggi Badan) – (0,015 x Berat Badan) – 1,54
Berat badan normal – wanita:
GOL (l) = (0,007 x Umur) + (0,0268 x Tinggi Badan) – 3,42

Mekanisme yang digunakan "penyelam hewan" untuk mengatasi kontradiksi antara kebutuhan energi selama penyelaman dan konservasi stok terbatas oksigen, serupa dengan yang ditemui oleh penyelam bebas yang hidup di darat dan tidak sepenuhnya dipahami. Namun, hewan laut kita tentu memiliki beberapa keunggulan fisiologis.

Misalnya, waktu menyelam maksimum anjing laut tidak hanya ditentukan oleh kemampuannya menahan oksigen, karena anjing laut dapat beroperasi dalam mode anaerobik. Namun metabolisme aerobik lebih disukai daripada metabolisme anaerobik karena jauh lebih efisien. Mengurangi laju metabolisme memungkinkan anjing laut meningkatkan jumlah waktu mereka mempertahankan pernapasan aerobik selama menyelam, karena hal ini memungkinkan mereka menggunakan cadangan oksigen dengan lebih hemat. Selain itu, melalui perfusi jaringan selektif, anjing laut dapat meningkatkan durasi suplai oksigennya. Momen ketika anjing laut atau hewan penyelam lainnya perlu muncul ke permukaan dan menghirup oksigen atau beralih ke pernapasan anaerobik disebut APN. Kadar garam asam laktat dalam darah mulai meningkat di atas nilai istirahat setelah mencapai APN dan menimbulkan sensasi terbakar pada otot.

Jadi bagaimana anjing laut berfungsi secara anaerobik? Berbeda dengan jaringan manusia, jaringan anjing laut jauh lebih mampu menahan tiga faktor asfiksia: kekurangan oksigen, tingginya kadar karbon dioksida dan level rendah pH. Kekurangan oksigen disebabkan oleh konsumsi oksigen selama respirasi aerobik, karbon dioksida merupakan produk limbah dari otot, dan pH rendah disebabkan oleh pelepasan asam laktat selama respirasi anaerobik. Kemampuan untuk mentolerir ketiga faktor ini dengan mudah memungkinkan segel beroperasi dalam mode anaerobik setelah pasokan oksigennya habis.

Penyelaman dalam waktu lama biasanya memaksa anjing laut melebihi ALP dan melakukan pernapasan anaerobik. Hal ini secara eksperimental dibuktikan dengan pengambilan darah: peningkatan kadar garam asam laktat dalam darah menunjukkan bahwa anjing laut menggunakan respirasi anaerobik. Penggunaan segel cara yang berbeda menyelam untuk membuang sisa asam laktat yang terakumulasi selama penyelaman anaerobik. Misalnya, waktu pemulihan penyelaman untuk anjing laut Weddell bervariasi tergantung pada lamanya waktu yang dihabiskan di bawah air. Setelah beberapa kali menyelam dalam waktu lama (masing-masing sekitar 20 menit), anjing laut ini melakukan serangkaian penyelaman aerobik singkat, yang secara bertahap menghilangkan akumulasi garam asam laktat dari darah.

Strategi lain yang digunakan anjing laut, singa laut, dan paus untuk menyimpan oksigen adalah dengan mencapai efisiensi energi. Seperti yang diduga, kedalaman penyelaman dan jarak yang ditempuh mempengaruhi jumlah waktu yang tersedia untuk meluncur, yang merupakan metode utama konservasi oksigen yang digunakan oleh mamalia laut. Jumlah waktu yang dihabiskan untuk meluncur dengan lancar selama menyelam meningkat secara signifikan dan non-linear seiring dengan kedalaman penyelaman dan menghasilkan penghematan energi yang signifikan dalam hal penggunaan oksigen.

Mekanisme lain yang digunakan anjing laut adalah cara mereka menyimpan oksigen. Anjing laut tidak menggunakan paru-parunya untuk menyimpan oksigen. Seperti yang Anda lihat pada grafik, selama menyelam, oksigen di paru-paru anjing laut jauh lebih sedikit dibandingkan di paru-paru manusia. Saat menyelam, anjing laut tidak dapat menyimpan oksigen di paru-parunya karena risiko serius penyakit dekompresi saat muncul ke permukaan.

Grafik: Lokasi cadangan oksigen

Ungu adalah anjing laut, ungu adalah manusia.

Jadi bagaimana anjing laut menyimpan oksigen? Jawabannya terletak pada darah dan jaringan.

Darah anjing laut memiliki kapasitas membawa oksigen yang lebih baik daripada darah manusia, sebagian karena volume darah anjing laut yang lebih besar dan sebagian lagi karena hematokrit (konsentrasi hemoglobin) yang lebih tinggi. Karena terdapat lebih banyak darah dalam tubuh anjing laut, ia memiliki lebih banyak sel darah merah (eritrosit). Lebih banyak sel darah merah menyebabkan lebih tinggi kadar hemoglobin, pigmen darah yang ditemukan dalam sel darah merah yang membawa oksigen. Namun sel darah merah anjing laut memiliki kandungan air yang lebih rendah dibandingkan sel darah merah mamalia darat Oleh karena itu, bahkan pada tingkat sel, hewan ini dirancang untuk menyimpan lebih banyak oksigen - hal ini menjelaskan hematokritnya yang lebih tinggi. Tentu saja kandungan sel darah merah dalam darah terbatas, karena seperti kita ketahui, jika jumlahnya terlalu banyak maka darah menjadi terlalu kental untuk fungsi jantung normal. Namun, mamalia laut mengatasi keterbatasan ini dengan menggunakan metode tambahan dalam menyimpan oksigen untuk digunakan nanti.

Salah satu caranya adalah dengan menggunakan mioglobin, yaitu senyawa yang terdapat di otot yang mengikat oksigen. Faktanya, mioglobin sangat terkonsentrasi pada otot anjing laut sehingga di bawah mikroskop tampak hampir hitam! Manusia juga memiliki mioglobin, namun sayangnya bagi penyelam bebas, kapasitas penyimpanan oksigennya jauh lebih kecil dibandingkan anjing laut.

Jenis / Mioglobin (g/100 g)
Anjing laut bulu utara - 3.5
Paus sperma - 5.0
Segel Weddell - 5.4
Segel bergaris - 8.1

Antara lain, mamalia laut mampu menyimpan oksigen di jaringan tubuh yang tidak bisa dilakukan manusia, sehingga memberi mereka kemampuan untuk menyimpan lebih banyak oksigen. Hal ini terutama berlaku untuk limpa. Mekanisme penyimpanan oksigen di limpa mirip dengan yang digunakan manusia, namun kapasitas oksigen limpa adalah mamalia laut jauh lebih banyak dibandingkan pada manusia.

Bab tujuh. Menyelam di laut dalam

Habitat di lingkungan perairan menciptakan sejumlah kesulitan bagi hewan yang bernapas di udara. Pernafasan mereka dibatasi oleh kondisi dan persyaratan eksternal yang tidak diketahui oleh hewan darat. Meskipun lumba-lumba ada dimana-mana, meskipun mereka dijinakkan, hampir tidak ada yang diketahui tentang sifat fungsi pernapasan mereka. Tapi itu harus dikendalikan dengan cara khusus, jika tidak, kehidupan mereka di air tidak mungkin terjadi.

Lawrence Irving, 1941

Bagaimana cumi-cumi laut dalam yang sangat mobile bisa masuk ke dalam mulut paus sperma - apakah ia memikat atau mengejarnya - kita tidak tahu. Tapi kita tahu betul bahwa paus sperma mencari mereka di kedalaman hingga 1,2 km, dan bahkan lebih dalam lagi, dan bisa tinggal di sana lebih dari satu jam. Bagi mamalia keturunan hewan darat dan menghirup udara, gaya hidup seperti itu sangatlah sulit.

Beberapa kerabat paus sperma, perwakilan dari keluarga paus paruh, meskipun ukurannya lebih kecil, tidak kalah dengan kerabat raksasa mereka dalam seni menyelam hingga kedalaman. Kami percaya, cetacea kecil tidak mencapai kedalaman seperti itu, tetapi ada buktinya lumba-lumba biasa, terkenal dengan kebiasaannya “mengendarai” ombak yang berasal dari haluan kapal, pada malam hari berburu ikan dan cephalopoda di kedalaman 240 m, dan ini juga tidak sedikit.

Anjing laut dan singa laut tetap berhubungan dengan daratan dan, oleh karena itu, kurang beradaptasi dengan gaya hidup akuatik dibandingkan lumba-lumba dan paus. Tapi beberapa pinniped adalah penyelam! Diketahui anjing laut Weddell Antartika mampu menyelam hingga kedalaman 610 m, seekor anjing laut bertahan di bawah air selama 43 menit hingga mencapai kedalaman 200 m.

Bagi hewan berdarah panas dan bernapas di udara, bisa bertahan begitu lama di dunia yang dingin, gelap, dan penuh tekanan adalah pencapaian yang luar biasa. Jadi bagaimana cara ia mengatur jumlah oksigen yang dibawanya di paru-parunya dan yang, sekilas, seharusnya tidak cukup untuk menyelam di laut dalam? Bagaimana cara ia melawan tidak hanya efek fisik langsung dari tekanan, tetapi juga konsekuensi dari proses kompresi dan dekompresi tubuh yang bergantian dengan cepat?

Manusia secara mengejutkan beradaptasi dengan baik untuk menyelam, meskipun baginya, sebagai hewan darat, dunia bawah laut adalah elemen yang jauh lebih asing dan tangguh daripada dirinya. adik laki-laki, yang sudah lama menetap di kerajaan air. Mungkin kita bisa lebih memahami masalah-masalah yang harus dihadapi mamalia laut ketika menyelam ke kedalaman yang sangat dalam jika kita menyebutkan bahayanya jika kita terlalu lama berada di kedalaman yang berlebihan.

Setidaknya selama 6000-7000 tahun, manusia telah melakukan penggerebekan di dasar laut, mengekstraksi mutiara, karang mahal, bunga karang, dan berbagai jenis hewan yang dapat dimakan. Utama aktor Penggerebekan ini adalah penyelam telanjang, dia mencapai dasar dengan bantuan batu, dan wilayah invasinya terbatas. zona pesisir dengan kedalaman 30 meter. Bahkan suku Indian Lucayan, penyelam mutiara di Karibia, yang terkenal sebagai penyelam ulung hingga kedalaman yang sangat dalam, kemungkinan besar tidak turun (walaupun mereka dikatakan mampu menahan napas selama 15 menit). "ama" Jepang yang terkenal - penyelam wanita, telah bekerja selama lebih dari 2000 tahun di kedalaman 15 hingga 24 m, seiring bertambahnya usia, mereka kehilangan pendengaran dan kecenderungan mereka terhadap penyakit paru meningkat.

Penyelam mutiara dari pulau-pulau Samudera Pasifik mereka turun lebih dalam - hingga 42-45 m, tetapi beberapa dari mereka membayarnya dengan jatuh sakit karena penyakit aneh - "taravana", yang berarti "jatuh dalam kegilaan". DI DALAM tempat yang berbeda Serangan Taravana terjadi dengan cara yang berbeda-beda. Disertai pusing dan muntah-muntah, berakhir dengan kelumpuhan sebagian atau seluruhnya, dan ada juga kasus kematian. Taravana entah bagaimana terhubung dengan pola pernapasan. Hal ini tidak diketahui oleh para penyelam Pulau Mangarewa, yang beristirahat selama 12-15 menit di antara penyelaman, dan para pencari mutiara di Kepulauan Paumotu, yang menyelam ke kedalaman yang sama, tetapi mengalami hiperventilasi paru-paru dengan napas yang sering dan dalam selama 3-10. menit antara penyelaman, menderita taravana.

Penyelam terdalam di dunia mungkin adalah pemburu spons Yunani. Mereka mencapai kedalaman sekitar 56 m (Mereka mengatakan bahwa seorang penyelam legendaris pada tahun 1906 mengambil jangkar yang hilang dari kedalaman 60 m *.) Sejak zaman kuno, cerita telah sampai kepada kita tentang kerja keras, penyakit, dan umur pendek. dari penyelam Mediterania saat itu, namun survei yang dilakukan saat ini menunjukkan bahwa keturunan mereka saat ini menderita lebih sedikit gangguan fisiologis dibandingkan penyelam profesional lainnya. Atas dasar ini, bahkan disimpulkan bahwa selama lebih dari seratus generasi, penyelam keturunan dapat mengembangkan dan mengkonsolidasikan kekebalan terhadap dampak penyelaman di laut dalam. Sulit untuk mengatakannya apakah ini benar atau tidak. Namun ketika pemburu spons mendapatkan pakaian selam lembut dengan helm, yang ditemukan pada tahun 1837 oleh August Siebe, dan mereka mulai bertahan di kedalaman lebih lama dari nenek moyang mereka, setengah dari mereka yang bekerja dengan pakaian tersebut meninggal dalam waktu satu tahun. Hanya secara bertahap, melalui trial and error selama bertahun-tahun, orang Yunani mampu mengembangkan aturan penyelaman yang menentukan durasi tinggal di bawah air, kecepatan aman untuk kembali ke permukaan, dan frekuensi penyelaman yang diizinkan. Keturunan dari “kepala helm” tersebut dan sekarang, secara keseluruhan, dapat bekerja di dasar laut lebih lama dibandingkan rekan profesional mereka.

* (Rekor kedalaman penyelam yang tidak menggunakan peralatan bawah air apapun adalah 73 m, milik kru penyelamat dari kapal selam Robert Croft. Tapi ini justru sebuah rekor, dan bukan penyelaman yang berhasil dengan selesainya beberapa tugas di kedalaman. Baru saja mencapai ketinggian 73 meter, Croft segera mulai mendaki. - Kira-kira. mobil)

Namun jika, sebelum pakaian selam ditemukan, para pemburu spons Yunani menikmati reputasi sebagai orang yang damai dan baik hati, kemudian, setelah mulai menggunakan “helm”, mereka berubah total dan berubah menjadi “sekelompok pemabuk yang berisik. Di pelabuhan, yang mereka tahu hanyalah bahwa mereka mabuk untuk menghormati kenyataan bahwa mereka kembali hidup, dan mencoba mendapatkan keberanian untuk kampanye baru dengan bantuan alkohol."

* (Ama Jepang dibahas secara rinci dalam buku "The Physiology of Immersion and the Japanese Ama" (Publikasi Dewan Riset Nasional No. 1341, Washington, 1965). Buku tersebut memuat bab tentang penyelam mutiara di Kepulauan Tuamotu, yang ditulis oleh E. R. Cross. Sebagian besar materi tentang pemburu spons Yunani berasal dari artikel Peter Throckmorton di Man Under the Sea, Chilton Books, 1965.)

Dari sudut pandang teoretis murni, sangat sulit membayangkan seorang penyelam menyelam lebih dalam dari 30 m, sudah berada pada kedalaman ini, seperti yang ditekankan dalam buku teks untuk penyelam. angkatan laut Di AS, penyelam terkena tekanan 4 atmosfer. Paru-parunya, yang memiliki volume sekitar 6 liter di permukaan, dikompresi di sana menjadi 1,5 liter, yaitu hampir mencapai volume sisa yang berhubungan dengan pernafasan lengkap. Penyelaman lebih lanjut dapat menyebabkan cedera paru akibat kompresi dada atau penekanan diafragma ke dalam rongga dada. Dalam hal ini, darah dan getah bening diperas ke dalam alveoli dan bronkus, di mana terdapat sisa udara di bawah tekanan yang lebih kecil. Penyelam asli Kepulauan Pasifik kemungkinan besar tidak mengetahui hal ini, namun semoga ketidaktahuan ini dapat memberikan keuntungan bagi mereka.

“Kompresi” eksternal ini sangat berbahaya, meskipun resistensi terhadapnya sangat bervariasi. Tapi ini hanyalah salah satu bahaya yang dihadapi oleh penyelam laut dalam yang mengenakan pakaian lembut. Pada tekanan darah tinggi V jumlah besar Nitrogen mulai larut dalam darah. Dan jika seorang penyelam berada di kedalaman untuk waktu yang lama, darah dan jaringan tubuhnya memiliki waktu untuk menjadi jenuh dengan gas hingga batasnya. Dengan naiknya perlahan ke permukaan, gas terlarut memiliki waktu untuk dikeluarkan dari darah dan jaringan tubuh melalui paru-paru selama pernapasan normal. Namun jika penyelam naik dengan cepat, kelebihan nitrogen akan dilepaskan dalam bentuk gelembung langsung ke pembuluh dan jaringan tubuh, seperti yang terjadi pada botol air soda saat dibuka. Lepuh ini menyebabkan rasa sakit yang luar biasa dan, dalam kasus yang lebih akut, menyebabkan kelumpuhan dan kematian. Meskipun para pemburu spons dan mutiara merupakan orang pertama yang mengalami penyakit dekompresi ini pada zaman kuno, penyakit ini mendapat nama umum yang diterima saat ini, yaitu “penyakit caisson” pada abad ke-19, ketika penyakit tersebut menyebar ke seluruh dunia. akibat yang tragis dialami oleh para pekerja yang turun ke caissons, di mana, di bawah tekanan yang meningkat, mereka memasang tiang jembatan dan membuat terowongan di bawah sungai. Satu-satunya cara untuk menghindari penyakit dekompresi adalah dengan menurunkan tekanan secara bertahap sehingga nitrogen yang terlarut dalam darah dilepaskan tanpa membentuk gelembung di pembuluh dan jaringan tubuh.

Banyak orang percaya bahwa penyelam yang menyelam tanpa peralatan selam atau pakaian selam lembut dengan helm tidak berisiko terkena penyakit dekompresi. Dia menghabiskan sedikit waktu di bagian bawah, tidak menghirup udara bertekanan, sisa udara di paru-parunya diperas ke dalam bronkus, dari mana gas tidak masuk ke dalam darah. Semua ini berlaku untuk satu kali penyelaman, tetapi ketika seorang penyelam menyelam beberapa kali berturut-turut, kelebihan nitrogen secara bertahap terakumulasi dalam darahnya. Dan di akhir serangkaian penyelaman, seseorang akan merasakan beberapa tanda penyakit dekompresi.

Faktanya, hal ini terjadi, dan penyakit dekompresi dengan berbagai nama sudah dikenal oleh penyelam profesional, meskipun mereka mungkin tidak memahami esensi dari fenomena yang terjadi pada mereka. Sebagai contoh, saya akan memberikan eksperimen meyakinkan yang dilakukan oleh seorang petugas medis Angkatan Laut Denmark pada dirinya sendiri: setelah melakukan beberapa kali penyelaman berturut-turut hingga kedalaman 20 m di kolam pelatihan, ia merasakan gejala penyakit dekompresi*. Hanya ada satu cara untuk menghindari akumulasi kelebihan nitrogen dalam darah: Anda perlu menyelam dalam jangka waktu lama, di mana konsentrasi normal nitrogen dalam tubuh pulih sepenuhnya.

* (Eksperimen ini dilakukan pada dirinya sendiri oleh perwira Denmark P. Paulev. Dia melaporkan temuannya dalam artikelnya, “Penyakit dekompresi setelah beberapa kali menyelam dengan menahan napas,” termasuk dalam Publikasi No. 1341, yang dirujuk dalam catatan sebelumnya.)

Penyelam mutiara Tarawana di Kepulauan Paumotu masih menjadi misteri bagi kita. Berbeda dengan penyakit dekompresi, penyakit ini dapat bermanifestasi sebagai kelumpuhan mendadak dan total pada saat penyelam berada pada kedalaman yang cukup. Yang lebih mengejutkan lagi, korban Taravana tidak merasakan sakit. Tidak ada keraguan bahwa taravana adalah salah satu jenis penyakit dekompresi, namun kami belum memahami mengapa bentuknya sangat berbeda dari biasanya dan apa sebenarnya penyebabnya.

Setelah penemuan peralatan selam, efek berbahaya dari nitrogen terkompresi, yang disebut keracunan nitrogen, menjadi dikenal luas. Namun, di kalangan profesional yang sempit, fenomena ini sudah dikenal selama 150 tahun. Yang pertama mengalami keracunan nitrogen adalah penyelam yang memakai helm logam Siebe. Sesuatu yang aneh tiba-tiba mulai terjadi pada mereka. Mereka mulai merasakan keinginan yang tak tertahankan untuk menangkap ikan dengan tangan, melakukan tarian yang rumit, dan sama sekali melupakan pekerjaan. Ada kasus ketika seorang penyelam dengan tangannya sendiri memotong selang yang memasok udara ke helmnya. Untuk waktu yang sangat lama tidak mungkin untuk memahami apa yang sedang terjadi di sini, dan bahkan sekarang fenomena ini, yang oleh Kapten Jacques-Yves Cousteau disebut sebagai “panggilan jurang maut”, belum sepenuhnya dipelajari. Namun dengan nama yang menarik ini, ia diketahui oleh jutaan orang, dan semoga ketenaran ini menjadi peringatan bagi penyelam scuba yang ceroboh dan kurang hati-hati.

Keracunan nitrogen menanti seorang penyelam scuba atau penyelam yang mengenakan pakaian selam dengan helm jika ia menghirup udara atmosfer pada kedalaman lebih dari 30 m. Kerentanan terhadap keracunan bervariasi karakter individu, sehingga beberapa penyelam bekerja dengan tenang di kedalaman 60 m, dan ada pula yang tidak mendengar “panggilan jurang” bahkan di kedalaman 90 m.Hanya beralih ke campuran pernapasan yang tidak mengandung nitrogen, misalnya helium-oksigen, dapat menyelamatkan seseorang dari bahaya keracunan nitrogen. Sekarang secara umum diterima bahwa nitrogen terkompresi, yang larut dalam darah, bertindak seperti alkohol atau anestesi lemah dan narkotika. Semakin tinggi tekanannya, semakin nyata efeknya, semakin mengingatkan kita pada efek “gas tertawa” - dinitrogen oksida.

Penyelam biasa yang tidak memiliki peralatan selam atau pakaian selam lembut dengan helm ternyata tidak berisiko mengalami keracunan nitrogen. Mereka pergi ke kedalaman yang sangat dalam, di mana ada bahaya keracunan seperti itu, sangat jarang, mereka tidak tinggal lama di sana, selain itu, pasokan udara ke darah dan paru-paru mereka sangat terbatas. Namun ada kemungkinan bahwa jika salah satu dari mereka mampu menahan napas selama beberapa menit dan menyelam hingga kedalaman lebih dari 60 m, seperti yang dilakukan mamalia laut, maka orang yang berani seperti itu akan berisiko mendengar “panggilan jurang maut”.

Dan terakhir, tentang bahaya terakhir yang menanti seorang penyelam di dasar laut. Cadangan oksigen yang terlarut dalam darah dan jaringan tubuhnya secara bertahap habis, dan segera setelah konsentrasi karbon dioksida dalam tubuh mencapai nilai tertentu, penyelam mendapati dirinya bergantung pada refleks pernafasan-inhalasi yang tidak terkondisi. Hanya gairah untuk bekerja atau semacamnya kejadian yang tidak terduga, benar-benar menarik perhatiannya; hanya dalam kondisi seperti ini seseorang tidak merasakan anoksia - kekurangan oksigen di jaringan tubuh dan tidak merasakannya keinginan yang tak tertahankan ulangi napas.

Jadi, anoksia akibat penurunan konsentrasi oksigen dalam jaringan tubuh selama tinggal lama di kedalaman, “kompresi” tubuh, penyakit dekompresi dalam berbagai manifestasinya dan keracunan nitrogen - ini adalah daftar singkat fenomena yang, menurut kami Menurut pendapatnya, mamalia laut harus ditemui, seringkali melakukan penyelaman di laut dalam. Dan karena cetacea dan anjing laut dapat bertahan dalam penyelaman jangka panjang hingga kedalaman yang signifikan tanpa membahayakan diri mereka sendiri, jelas bahwa selama jutaan tahun hidup di air, hewan-hewan ini telah mengembangkan beberapa ciri fisiologis dan anatomi yang melindungi dari semua faktor ini.

Namun cetacea dan pinniped bukanlah satu-satunya penyelam di dunia hewan. Terdapat banyak burung penyelam, dan terdapat hewan semi akuatik seperti berang-berang, berang-berang, tikus air, dan kuda nil, yang banyak menghabiskan waktunya di bawah air. Semuanya menyelam di perairan dangkal, namun anatomi dan fisiologinya telah mengalami sejumlah perubahan yang memungkinkan mereka bertahan lama di bawah air. Dan banyak penemuan penting mengenai fisiologi hewan penyelam dalam dibuat justru melalui studi terhadap hewan kecil yang Anda kenal, yang sering menghabiskan waktu lama di kedalaman dangkal.

Pelopor dalam bidang fisiologi perendaman dalam air adalah ahli biologi Perancis Paul Baer. Baer tertarik pada berbagai isu, dan di antaranya adalah menentukan perbedaan antara hewan darat dan hewan penyelam. Sekitar seratus tahun yang lalu, Baer menerbitkan laporan tentang eksperimennya dengan bebek, berang-berang, dan muskrat. Membandingkan bebek, yang menghabiskan sebagian waktunya di bawah air, dengan ayam, yang merupakan hewan murni terestrial, Baer mencatat bahwa ketika dipaksa dimasukkan ke dalam air, bebek menjadi diam selama beberapa menit, dan ayam segera mulai meronta-ronta dengan keras dan mati lebih cepat dibandingkan bebek. Setelah mengetahui bahwa tubuh bebek mengandung darah kira-kira dua kali lebih banyak daripada tubuh ayam, Baer menyimpulkan bahwa bebek menyimpan oksigen dua kali lebih banyak daripada ayam, yang menjelaskan kemampuan bebek untuk bertahan di bawah air dalam jangka waktu yang lama. Membuktikan hipotesisnya, Baer melakukan percobaan berikut: dengan mengeluarkan sebagian darah bebek, ia menyamakan volume darah bebek dan ayam dan memastikan kedua burung mati di bawah air pada waktu yang bersamaan.

Penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa perbedaan durasi perendaman pada hewan yang berbeda secara signifikan melebihi perbedaan volume darah. Akibatnya, kemampuan bertahan di bawah air dalam waktu lama tidak hanya bergantung pada volume darah, tetapi juga pada ciri-ciri lain, baik anatomis maupun fisiologis. Secara khusus, ternyata ketika seekor hewan dicelupkan ke dalam air, frekuensi kontraksi otot jantungnya menurun. Perlambatan jantung ini - bradikardia - menyebabkan penurunan suplai oksigen ke jaringan otot. Berbeda dengan jantung dan otak, otot dapat bekerja secara anaerobik selama beberapa waktu (yaitu, tanpa mengonsumsi oksigen) karena cadangannya sendiri, yang dipulihkan segera setelah hewan kembali ke permukaan. Dan terakhir, ditemukan bahwa pada hewan penyelam, pusat pernapasan tidak sensitif terhadap peningkatan konsentrasi karbon dioksida dalam darah. Hal ini menyebabkan, pertama, penggunaan cadangan oksigen yang lebih lengkap, dan kedua, terhambatnya refleks pernafasan-inhalasi.

Mekanisme fisiologis yang mengatur aktivitas tubuh di bawah air, sebagai suatu peraturan, mulai bekerja sejak saat perendaman (walaupun, misalnya, bebek untuk melakukan ini, cukup mengambil pose sebelum menyelam). Semuanya milik refleks tanpa syarat dan, menurut pengamatan Lawrence Irving (yang saya kutip di awal bab ini), tidak hanya terjadi pada hewan penyelam, meskipun pada hewan tersebut mekanismenya jauh lebih berkembang. Bradikardia ketika direndam dalam air terjadi, misalnya, pada semua hewan darat, dan pada beberapa orang hal ini diamati bahkan ketika mereka hanya membenamkan wajahnya ke dalam air. Menariknya, pada ikan, bradikardia memanifestasikan dirinya dalam urutan terbalik - terjadi ketika ikan dikeluarkan dari air*.

* (Eksperimen Paul Baer dengan bebek dan mamalia kecil yang menyelam dijelaskan dalam bukunya Lectures on the Comparative Physiology of Respiration, yang diterbitkan di Paris pada tahun 1870. Karya yang lebih baru di bidang ini dapat dibaca dalam ulasan berikut: Lawrence Irving, "The Respiration of Diving Mammals" (lihat Physiological Review, vol. 19, pp. 489-491, 1939); P. F. Scholander "Hewan di Habitat Perairan: Mamalia dan Burung Menyelam" (lihat koleksi "Adaptasi terhadap Lingkungan", diterbitkan oleh American Physiological Society, Washington, 1964); H.T.Andersen" Adaptasi fisiologis pada vertebrata selam" (lihat Ulasan Fisiologis, vol. 46, hlm. 212-243, 1966).)

Eksperimen laboratorium dengan hewan kecil telah banyak memperjelas fenomena fisiologis yang terjadi di dalam tubuh selama perendaman, namun kita masih belum memahami semuanya, karena kita kehilangan kesempatan untuk mempelajari hewan tersebut secara langsung. kondisi alam. Ciri-ciri fisiologis cetacea hanya bisa berspekulasi berdasarkan hasil penelitian di geladak kapal penangkap ikan paus. Perhitungan tingkat metabolisme cetacea sebagian besar merupakan perkiraan atau berdasarkan dugaan. Tidak ada konsensus bahkan mengenai kedalaman penyelaman paus. Beberapa orang percaya bahwa paus menyelam sangat dalam, yang lain, dengan menyatakan bahwa kita tidak tahu seberapa dalam paus mampu menyelam, namun berani menyatakan bahwa tidak ada masalah fisiologis khusus yang muncul selama penyelaman yang lama.

Contoh betapa kontradiktifnya pendapat mengenai hal ini adalah diskusi dengan judul umum “Apakah paus mencapai kedalaman yang sangat dalam?”, yang diangkat di halaman majalah Inggris “Nature” pada tahun 1935. Diskusi dimulai oleh pembaca R.B. Gray. Gray berpendapat bahwa paus tombak menyelam lurus ke bawah dan muncul ke permukaan di dekat lokasi penyelaman. Oleh karena itu, lanjut Gray, kedalaman penyelaman hewan tersebut dapat dinilai dari panjang tali tombak yang dilepaskan. Dalam kasus seperti itu, paus kepala busur dewasa memilih tench sepanjang 1280 hingga 1460 m, paus kepala busur yang belum mencapai kematangan memilih tench dari ketinggian 730 hingga 1100 m, dan anak paus - setengahnya. Paus hidung botol jantan dewasa (spesies tidak ditentukan) memilih tench sepanjang 1.300 m, betina dan anak sapi - setengahnya. Gray percaya bahwa ini adalah kedalaman yang bisa dicapai paus.

Ahli cetologi Inggris terkenal Dr. F.D. Ommani tidak setuju dengan pernyataan Gray. Menurut Ommani, kebetulan tempat penyelaman dan pendakian tidak dapat menunjukkan bahwa paus yang terluka menyelam secara vertikal, sehingga panjang garis yang tergores tidak berarti apa-apa. Selain itu, kata Ommani, perilaku hewan dalam kondisi seperti ini tidak bisa dianggap wajar. Kesimpulannya, Ommani berpendapat bahwa di kondisi normal paus menyelam tidak lebih dalam dari 360 m. “Sungguh luar biasa,” tulisnya, “bahwa seekor hewan mampu menahan tekanan yang lebih besar.”

Gray membalas dengan Ommani. Dia mengutip kata-kata pemburu paus terkenal William Scoresby Jr., yang menekankan bahwa panjang teluk tali tombak yang disiapkan oleh pemburu paus ditentukan oleh kedalaman di lokasi penangkapan ikan, dan hanya di tempat yang sangat dalam panjangnya. garis yang dipilih tergantung pada ukuran dan kekuatan hewan yang ditangkap. Menurut Gray, perkataan Scoresby menunjukkan bahwa paus yang terluka itu sedang melakukan penyelaman vertikal. Mengklaim bahwa paus yang terluka saat menyelam hanya mencapai kedalaman biasanya, Gray berpendapat sebagai berikut: “Jika paus tombak masuk lebih dalam dari yang diizinkan oleh alam, ia akan menerima luka dalam yang serius yang akan menghilangkan kekuatan dan mobilitasnya, dan antara lain. Terlebih lagi, Scoresby yang sama menulis: “Seringkali seekor paus yang muncul ke permukaan setelah terluka tampak penuh kekuatan.” Sebagai argumen tambahan, Gray mengutip cerita tentang kasus-kasus ketika seekor paus melakukan penyelaman vertikal yang begitu dalam sehingga tali pancing putus, namun paus tersebut berhasil. tidak mati, tertimpa tekanan yang berlebihan, tetapi bebas dan bahkan dapat pulih dari lukanya: hewan-hewan tersebut jatuh ke tangan pemburu paus, yang di tubuhnya para pemburu menemukan tombak tua *.

* (Lihat Alam, jilid 135, hlm.34-35, 429-430 dan 656-657, 1935.)

Saya tidak tahu apakah Dr. Ommani yakin dengan argumen ini. Menurut pendapat saya, perselisihan itu berlanjut selama beberapa waktu.

Ilmuwan Norwegia Per F. Scholander memberikan kontribusi besar dalam studi burung dan mamalia penyelam. Karya pertamanya tentang topik ini, yang diterbitkan pada tahun 1940, tetap memiliki keunikan dalam kedalaman dan luasnya cakupan topik tersebut. Karena karya Scholander telah membantu kami dalam banyak hal dalam penelitian kami, saya menganggap perlu untuk membicarakan secara singkat tentang hasil yang dicapai oleh ilmuwan Norwegia tersebut. Menurut data yang diterima dari pemburu paus, dan dari pengamatan kami sendiri, durasi penyelaman paus adalah yang paling lama jenis yang berbeda Scholander menemukan bahwa paus hidung botol (2 jam) dan paus sperma (sekitar satu jam) mampu bertahan paling lama di bawah air. Ia mencatat bahwa sebelum menyelam, paus mengambil napas cepat dan kuat beberapa kali, disertai semburan uap dari lubang sembur. Setelah muncul, paus beristirahat semakin lama, semakin lama penyelamannya, dan kembali mengeluarkan air mancur. Setelah memeriksa jaringan otot paus hidung botol dan paus sperma, Scholander menemukan bahwa mereka mengandung oksigen dalam jumlah yang sangat besar - hampir setengah dari total suplai oksigen dalam tubuh. Dengan demikian, Scholander sebagian membenarkan dugaan yang diungkapkan sebelumnya bahwa selama berada di bawah air, pasokan oksigen ke jaringan otot berkurang tajam, dan apa yang disebut retia mirabilis (“jaringan luar biasa”) - sistem pembuluh darah khusus dikembangkan. pada cetacea, selama waktu ini memasok darah ke otot, melewati otot, memasok oksigen hanya ke jantung dan otak.

Scholander mulai meneliti pertanyaan apakah mamalia laut menderita penyakit dekompresi dengan pengukuran langsung pada kedalaman yang dicapai hewan tersebut. Seperti telah disebutkan, pada saat itu kedalaman ini hanya diperkirakan secara tentatif, dan perkiraan ilmuwan yang berbeda sangat berbeda satu sama lain. Ommani, misalnya, menyebut angka 40 m, ilmuwan lain - 90 m, diketahui fakta bahwa seekor paus sperma terjerat kabel di kedalaman 275 m, fakta lain juga diketahui: paus sirip tombak menyelam dan tulang lehernya patah saat menghantam dasar, yaitu 502 m.

Scholander yang inventif membuat pengukur kedalaman sederhana dengan mengisi tabung kapiler kaca dengan air berwarna dan menyegelnya di salah satu ujungnya. Setelah air mengering, lapisan cat yang menempel tertinggal di dinding bagian dalam tabung. Ketika direndam dalam air, tabung terisi sebagian dari ujung terbuka, cat pada dinding bagian yang terisi larut dan tersapu, dan dengan perbandingan panjang bagian tabung yang dicat dan tidak dicat, hal itu mungkin terjadi. untuk menghitung kedalaman di mana perangkat itu berada. Tabung-tabung tersebut, yang dikalibrasi di laboratorium, diamankan menggunakan tali pengaman ringan pada tubuh babi moro biasa dan beberapa segel. Tali pancing sepanjang 180 m dengan pelampung di ujungnya diikatkan pada tali kekang. Hewan tersebut dibiarkan menyelam bebas beberapa kali, kemudian ditangkap kembali dan peralatannya dilepas. Kedalaman penyelaman terbesar lumba-lumba pelabuhan adalah 20 m, dan anjing laut abu-abu berusia enam bulan mencapai 76 meter pada penyelaman pertamanya.

Scholander mengulangi pengukuran ini saat berburu paus sirip, memasang tabung ke tombak dan mengatur dengan pemburu paus untuk tidak membatasi pergerakan hewan yang terluka dengan mengencangkan tali tombak (seperti yang biasanya mereka lakukan). Hampir semua hewan tombak menyelam dan masih hidup ketika kembali ke permukaan. Menyelam paus sirip di nai kedalaman yang lebih besar- 365 m, lalu menyeret kapal penangkap ikan paus di belakangnya selama setengah jam sebelum dihabisi. Namun seekor paus yang terluka ringan, yang telah masuk ke kedalaman 230 m, muncul ke permukaan, berbaring miring, mengeluarkan beberapa air mancur dan mati. Para pemburu paus mengaku kasus serupa sudah terjadi lebih dari satu kali. Tidak mungkin untuk mengatakan dengan pasti bahwa paus sirip ini mati karena penyakit dekompresi, tetapi Scholander menganggap alasan ini sangat mungkin terjadi. Mengenai apakah paus sperma yang terjerat kabel dan paus sirip yang tulang belakangnya patah akan mengalami penyakit dekompresi jika kembali ke permukaan hidup-hidup (seperti disebutkan sebelumnya), Scholander tidak bisa berkata apa-apa.

Setelah memperoleh gambaran tentang kedalaman yang dicapai oleh cetacea dan pinniped dari berbagai spesies, Scholander melakukan studi perbandingan paru-paru mereka dan menemukan bahwa semakin besar kedalaman yang dicapai suatu spesies hewan tertentu, semakin kecil volume paru-paru mereka dibandingkan dengan ukuran tubuh mereka. Akibatnya, menurut Scholander, semakin dalam seekor hewan menyelam, semakin sedikit oksigen yang dibawanya ke paru-parunya. Pola yang ditemukan ini dikonfirmasi oleh pengamatan bahwa anjing laut menghembuskan napas sebelum menyelam, atau pada tahap awal penyelaman. Ini berarti bahwa hewan penyelam melindungi dirinya dari pelarutan gas yang berlebihan dalam darah di bawah tekanan dengan membawa serta sedikit udara. Inilah yang menyelamatkan hewan tersebut dari penyakit dekompresi ketika segera kembali ke permukaan. Selain itu, selama penyelaman di laut dalam, paru-paru dikompresi hingga volume sisa dan udara dikeluarkan dari paru-paru ke dalam bronkus tulang rawan yang berdinding tebal, di mana hampir tidak terjadi pertukaran gas dengan darah. Dari semua ini dapat disimpulkan bahwa bahaya terbesar dari sudut pandang cedera dekompresi bukanlah penyelaman di laut dalam dengan kembalinya yang cepat ke permukaan, tetapi tinggal lama di kedalaman yang relatif dangkal, di mana paru-paru tidak dikompresi hingga menjadi sisa. volume di bawah tekanan air. “Mungkin saja,” tulis Scholander, - bahwa paus sperma dan paus hidung botol, ketika menyelam, berusaha untuk menempuh jarak dua ratus meter pertama secepat mungkin dengan tepat untuk menghindari bahaya dekompresi cedera saat mereka kembali."

* (Karya oleh P.F. Scholander " Studi eksperimental fungsi pernafasan mamalia dan burung penyelam" muncul pada tahun 1940 dalam bahasa Norwegia (lihat "Hvalradets Skrifter", No. 22, Oslo).)

Semua keraguan tentang kedalaman yang dapat dijangkau oleh paus sperma atas kemauannya sendiri hilang pada tahun 1957 setelah diterbitkannya laporan tentang 14 kasus di mana paus sperma terjerat kabel bawah air. Dalam enam kasus, kabel-kabel tersebut terletak di kedalaman 900 hingga 1100 m.Jumlah kasus ini terlalu besar untuk mengasumsikan bahwa seekor hewan yang tenggelam dan menderita kesakitan terjerat dalam kabel tersebut, meskipun tidak jelas bagaimana tepatnya kejadian menyedihkan ini terjadi. Sejauh ini, hanya satu penjelasan yang kurang lebih masuk akal yang telah diajukan: paus sperma, mengejar mangsa di bagian paling bawah, dengan cepat berlari ke depan dengan mulut terbuka lebar, rahang bawah diatur pada sudut yang besar; dengan rahang bawahnya terjepit pada kabel karena pukulan penuh, ia terjatuh (hal ini terjadi pada lumba-lumba yang terperangkap dalam jaring) dan dapat terjerat tanpa harapan*.

* (Lihat artikel B. S. Khizn “Tentang paus yang terjerat kabel laut dalam” di jurnal “Deep Sea Research”, volume 4, hlm.105-115, 1957.)

Di awal bab ini, saya menyebutkan bahwa anjing laut Weddell dapat menahan napas selama 43 menit dan menyelam sejauh 600 m.Gaya hidup dan habitat langsung hewan ini mendorong para ilmuwan untuk mempelajari dengan cermat anjing laut Weddell - hewan besar yang bergerak dan berbobot. menjadi 450kg. Hidup di perairan Antartika, sering kali mereka berada dalam situasi di mana seluruh kelompok hewan harus bernapas melalui satu lubang di es. J. L. Kooyman menggunakan fitur ini untuk mencatat kedalaman dan durasi penyelaman anjing laut Weddell. Sensor yang sesuai dipasang pada anjing laut dewasa dan hewan-hewan tersebut dilepaskan ke satu-satunya saluran keluar dalam radius 1,5 km. Segel hanya dapat dikembalikan ke outlet yang sama, tempat semua peralatan dilepas darinya. Kooyman berhasil memperoleh data tidak hanya kedalaman dan total durasi penyelaman, tetapi juga kecepatan turun dan naik. Ternyata saat menyelam hingga kedalaman 300 m atau lebih, anjing laut turun dan kembali dengan kecepatan lebih cepat dibandingkan saat menyelam dangkal. Tentu saja, mereka bisa melakukan ini karena mereka ingin bertahan lebih lama, tapi kita tidak boleh melupakan kesimpulan Scholander. Mungkin, ketika menyelam ke kedalaman yang sangat dalam, anjing laut Weddell secara naluriah berusaha untuk segera melewati zona berbahaya, tinggal di dalamnya mengancamnya dengan penyakit dekompresi. Dan sangat mungkin bahwa ia perlahan-lahan kembali ke permukaan setelah penyelaman dangkal karena alasan yang persis sama dengan seorang penyelam yang telah menyelesaikan pekerjaan panjang di dasar laut tidak terburu-buru untuk kembali ke puncak*.

* (Untuk rincian lebih lanjut tentang karya J. L. Kooyman, lihat artikelnya "An Analysis of the Diving Behavior and Physiology of the Weddell Seal" dalam Biology of the Antarctic Seas (American Geophysical Union Publication No. 1579, 1967).)

Pada saat pekerjaan kami dimulai, yaitu pada tahun 1960, gambaran umum tentang interaksi berbagai macam hal telah terbentuk mekanisme biologis, yang dipicu selama penyelaman di laut dalam, sangat tidak lengkap, dan dalam beberapa hal bertentangan.

Sam Houston Ridgway, dokter hewan pertama yang merawat hewan peliharaan kita, menjadi sangat tertarik dengan semua pertanyaan ini. Kami bertemu dengannya ketika dia masih menjadi perwira dan ditempatkan di pangkalan angkatan udara di Oxnard, di sebelah kami. Unit angkatan laut tidak memiliki dokter hewan sendiri, dan ketika lumba-lumba kami jatuh sakit, tentu saja kami meminta bantuan dari departemen Kapten Ridgway, terutama karena dalam kasus ini kami tidak terhambat oleh pertanyaan tentang biaya pengobatan. Setelah menyelesaikan dinas militernya, Ridgway bergabung dengan stasiun kami sebagai warga sipil dan dipercaya untuk menjaga kesehatan hewan.

Sam adalah pria yang memiliki energi tak terbatas, rasa ingin tahu yang tinggi, pikiran yang kreatif, dan semangat yang ulet. Dia menghabiskan sepanjang hari di stasiun, biasanya mampir pada akhir pekan untuk memeriksa kondisi hewan dan, jika perlu, meresepkan pengobatan, dan mengabdikan malamnya untuk menulis laporan. Dalam waktu tiga tahun ia mencapai ketenaran internasional sebagai spesialis pengobatan mamalia laut, dan dua tahun lagi sudah cukup baginya untuk menjadi ahli fisiologi terkenal.

Karya pertama Sam dikhususkan untuk membandingkan karakteristik darah ketiganya berbagai jenis lumba-lumba. Diantaranya adalah: lumba-lumba bersayap putih, yang dibahas di Bab 3, lumba-lumba hidung botol Atlantik, yang hidup di perairan pantai dangkal (dapat mencapai kecepatan hingga 37 km/jam, namun tidak pernah dianggap sebagai perenang tercepat di antara cetacea), dan lumba-lumba sisi putih Pasifik, atau lag, adalah hewan yang hidup di laut terbuka, seperti lumba-lumba bersayap putih, lebih rendah darinya dalam hal kecepatan berenang dan, mungkin, dalam kedalaman menyelam. lag dapat dianggap menempati posisi perantara antara lumba-lumba hidung botol dan lumba-lumba sayap putih.

Bagian penting dari penelitian ini adalah menentukan kemampuan darah untuk menyimpan oksigen. Jumlah oksigen dalam tubuh bergantung pada konsentrasi sel darah merah dan volume darah total. Sebelumnya belum ada seorang pun yang mencoba mengukur jumlah total darah pada cetacea yang hidup. Saat melakukan pengukuran tersebut pada hewan lain, peneliti hanya mengukur jumlah darah yang mengalir dari hewan yang sekarat tersebut, sehingga memperoleh hasil yang diremehkan dan tidak akurat.

Sam menggunakan metode tidak berbahaya yang dikembangkan baru-baru ini berdasarkan pengenalan dosis kecil (yodium radioaktif) ke dalam darah organisme hidup 10 menit setelah pemberian (diasumsikan selama ini sirkulasi darah lengkap akan terjadi dan yodium akan didistribusikan secara merata di dalamnya), sampel darah kecil diambil dari hewan dan radioaktivitasnya ditentukan. Total volume darah ditentukan oleh derajat konsentrasi yodium. Jumlah sel darah merah diukur dengan metode laboratorium standar.

Hasil yang diperoleh ketiga spesies tersebut sangat berbeda. Rasio darah terhadap berat badan lumba-lumba bersayap putih dua kali lipat dibandingkan lumba-lumba hidung botol Atlantik. Kakinya berada tepat di tengah. Perbedaan yang lebih besar ditemukan pada kemampuan darah untuk menjadi jenuh dengan oksigen. Lumba-lumba bersayap putih memiliki kemampuan ini tiga kali lebih besar dibandingkan lumba-lumba hidung botol. Berat relatif jantung lumba-lumba bersayap putih 1,4 kali lebih besar dibandingkan jantung lumba-lumba hidung botol Atlantik (pengukuran dilakukan pada hewan yang mati karena satu dan lain hal). Temuan ini sangat konsisten dengan apa yang telah atau diperkirakan telah diketahui tentang ekologi dan perilaku hewan dari ketiga spesies tersebut. Hal ini menjelaskan mengapa lumba-lumba bersayap putih dapat berenang lebih cepat dan menyelam lebih dalam dibandingkan lumba-lumba hidung botol*.

* (Lihat S. H. Ridgway dan D. J. Johnston, "Blood Oxygen capacity and the Ecology of Three Genera of Dolphins," Science, vol.151, hlm.456-458, 1966.)

Seperti disebutkan sebelumnya, dalam studi pertama tentang fisiologi penyelaman, hewan dibenamkan secara paksa ke dalam air. Sulit untuk mengharapkan lumba-lumba atau anjing laut, yang diikat ke papan dan diturunkan ke dalam air di luar keinginannya, akan berperilaku persis sama seperti jika ia menyelam atas kemauannya sendiri. Terlebih lagi, dalam percobaan tersebut, hewan terkadang mati, meskipun mereka tidak dipaksa melakukan apapun yang melebihi kemampuannya.

Keberhasilan melatih lumba-lumba untuk menyelam di bawah komando seorang pelatih di laut lepas memungkinkan Sam Ridgway melakukan eksperimen unik dengan Taffy. Pertama, Sam memutuskan untuk mencari tahu seberapa dalam Tuffy bisa menyelam. Dan kedua, dia memutuskan untuk menganalisis komposisi udara yang dihembuskan Taffy menjadi tiga situasi yang berbeda: a) segera setelah muncul ke permukaan sangat mendalam, b) setelah menahan udara di paru-paru untuk jangka waktu yang sama dengan waktu menyelam di laut dalam (asalkan lumba-lumba tidak meninggalkan permukaan) dan c) setelah lumba-lumba menempuh jarak dari satu penyelam ke penyelam lainnya pada kedalaman 20 m (yaitu pada kedalaman dangkal) untuk waktu yang sama dengan waktu penyelaman di laut dalam. Di akhir setiap percobaan, Taffy harus menyelam di bawah corong terbalik dan menghembuskan napas ke dalamnya, setelah itu sampel udara yang diambil dibawa ke laboratorium. Seperti yang Anda lihat, lumba-lumba harus bekerja dengan sangat teliti.

Saat ini, Taffy sudah menyelam lebih dalam dari 180 m, ia belajar berenang di bawah air dari satu penyelam ke penyelam lainnya ketika dipanggil oleh bel atau perangkat akustik lainnya. Petugas Kecil Bill Scrons harus mengajari lumba-lumba untuk menahan napas sesuai perintah selama jangka waktu tertentu sambil berbaring di permukaan, dan kemudian mempraktikkan trik spektakuler terakhir - menghembuskan napas di bawah corong terbalik. Lumba-lumba sangat memahami apa yang mereka inginkan darinya, dan, menurut Scrons, menguasainya sistem baru buang napas dalam 10 menit.

Tempat kerja Taffy berjarak 8 km dari stasiun. Biasanya dia “membebani” ombak yang menyimpang dari bawah baling-baling perahu Scrons, dan “berkendara seperti kelinci” hampir sepanjang perjalanan. Sesampainya di tempat, Scrons menurunkan alat latihan ke kedalaman yang ditentukan, menyalakan bel, Tuffy menyelam, mendorong joran dengan hidungnya, suara dimatikan, lumba-lumba kembali tanpa muncul ke permukaan, menghembuskan udara di bawah corong, lalu melompat ke permukaan untuk mendapatkan hadiah dan udara segar.

Dari perilaku lumba-lumba dan bunyi ekolokasinya, terlihat jelas bahwa Taffy terus memantau lokasinya sejak perangkat tersebut dibenamkan ke dalam air. Mungkin lumba-lumba dapat menilai kedalaman perangkat tersebut melayang berdasarkan intensitas sinyal yang tiba di permukaan. Meski begitu, lumba-lumba selalu mengetahui seberapa dalam ia harus menyelam, dan sebelum menyelam hingga kedalaman 150-180 m, ia melakukan hiperventilasi pada paru-parunya, mengambil 3-4 napas cepat. Karena dia mengalami hiperventilasi bahkan ketika penyelaman dalam ini adalah penyelaman pertama hari itu, dapat dikatakan bahwa dia sebenarnya tahu ke mana dia akan dikirim, dan perilakunya tidak ada hubungannya dengan pengeluaran energi selama penyelaman sebelumnya. Ketika lumba-lumba harus menahan udara di paru-parunya sambil tetap berada di permukaan, ia tidak mengalami hiperventilasi karena tidak dapat mengetahui sebelumnya berapa lama ia akan diperintahkan untuk tidak bernapas.

Secara total, Taffy menyelesaikan 370 penyelaman laut dalam. Panjang total kabel, yang ujungnya digantungkan perangkat kendali, adalah 300 m; lumba-lumba mencapai kedalaman ini dan kembali lagi dalam 3 menit 45 detik. Dalam satu pelajaran - 60 menit - ia menyelam 9 kali hingga kedalaman 200-300 m dengan interval 3-5 menit. Saat berada di permukaan, Taffy menahan udara di paru-parunya selama rata-rata 4 menit. Rekor waktu tunda adalah 4 menit 45 detik*.

* (Peg, yang menjalani kursus pelatihan serupa, bisa menahan napas bahkan selama 6 menit. - Kira-kira. mobil)

Analisis laboratorium terhadap campuran gas yang dihembuskan oleh Tuffy sepenuhnya mengkonfirmasi hipotesis Scholander. Mereka menunjukkan hal itu jumlah terbesar Taffy mengkonsumsi oksigen selama perjalanan dari satu penyelam ke penyelam lainnya di kedalaman dangkal. Campuran yang dihembuskan lumba-lumba setelah latihan ini hanya mengandung 2% dari kandungan oksigen normal udara atmosfer- tingkat di mana seseorang sudah lama kehilangan kesadaran. Berbaring di permukaan dan tidak bernapas, Tuffy mengonsumsi lebih sedikit oksigen yang tersedia di tubuhnya. Namun lumba-lumba mengonsumsi oksigen paling sedikit saat menyelam di laut dalam. Konsentrasi maksimum karbon dioksida dalam campuran yang dihembuskan diamati setelah menahan napas di permukaan, dan minimum - setelah menyelam di laut dalam, meskipun hal ini memerlukan upaya yang jauh lebih besar dari hewan.

Data yang diperoleh menunjukkan bahwa ketika menyelam lebih dalam dari 90 m, oksigen yang disimpan di paru-paru lumba-lumba berdifusi ke dalam darah dengan sangat lambat. Hal yang sama mungkin terjadi pada nitrogen. Ini berarti Scholander benar: Taffy terancam cedera dekompresi bukan saat pendakian cepat dari kedalaman yang sangat dalam, tetapi setelah lama berada di kedalaman yang relatif dangkal.

Penyelam mengamati efek tekanan pada dada Taffy bahkan di kedalaman 20 meter. Untuk melihat seperti apa lumba-lumba di kedalaman 300 m, Sam memasang kamera bawah air ke perangkat kontrol, dan Tuffy mengambil foto dirinya saat bel dimatikan. Gambar tersebut dengan jelas menunjukkan bahwa dada lumba-lumba memiliki kemampuan untuk mengecil volumenya secara signifikan tanpa menimbulkan kerusakan pada hewan tersebut.

Seperti yang sering terjadi, eksperimen yang dilakukan tidak banyak menjawab pertanyaan melainkan memunculkan pertanyaan baru. Tidak jelas bagaimana Tuffy bisa aktif dengan tingkat pasokan oksigen yang rendah seperti yang dicatat Sam. Menurut perhitungan Ridgway, oksigen yang disimpan hampir tidak cukup untuk mempertahankan aktivitas jantung. Tetapi bagaimana otak mengatasinya, yang tindakannya tidak mungkin dibayangkan dalam mode bebas oksigen? Namun tidak ada tanda-tanda kekurangan oksigen dalam perilaku Taffy*.

* (Eksperimen dengan Taffy dijelaskan dalam artikel "Pernapasan dan penyelaman lumba-lumba hidung botol di laut dalam" oleh S. H. Ridgway, B. L. Scrons dan John Kanwisher (lihat majalah Science, vol. 166, hlm. 1651-1654, 1969).)

Kami berhasil berlatih singa laut menyelam sesuai perintah hingga kedalaman 230 m, dan menggiling - hingga 500. Seperti halnya Taffy, kami tidak dapat mengatakan bahwa ini adalah batas bagi mereka. Selain itu, kami menyaksikan paus pilot menyelam hingga kedalaman 610 m atas inisiatif kami sendiri.

Oleh karena itu, melalui kerja keras para spesialis kami, pengetahuan tentang seberapa dalam mamalia laut mampu menyelam dan berapa lama mereka dapat bertahan di bawah air telah terisi kembali. Dan sekarang kami berhak mengatakan bahwa cetacea dan pinniped yang terlatih dapat menyampaikan informasi ilmiah kepada manusia dari kedalaman 500 meter di laut terbuka. Terlebih lagi, informasi tersebut tidak dapat diperoleh dengan metode apa pun yang kami ketahui.