Paul J. Ponganis och Gerald L. Kooyman av Centrum för Marin Bioteknik och Biomedicin vid Scripps Institution of Oceanography ge följande svar.
vissa havsdjur utnyttjar stora djup., De största fysiologiska utmaningarna i anpassningen till trycket står förmodligen inför de djur som rutinmässigt måste resa från ytan till stort djup. Två sådana djur är spermhvalen och flasknosvalen. Från dagarna av valfångst, dessa djur har erkänts som exceptionella dykare, med rapporter om DYK varar så länge som två timmar efter att de var harpooned. Idag, med hjälp av sonar spårning och bifogade tidsdjup inspelare, dyk så djupt som 6,000 fot (mer än en mil under ytan av havet) har uppmätts., Rutin Dyk djup är oftast i 1,500-till 3,000-fots område, och dyk kan pågå mellan 20 minuter och en timme.
dykning till djup kan resultera i mekanisk distorsion och vävnadskomprimering, särskilt i gasfyllda utrymmen i kroppen. Sådana utrymmen innefattar mellanörathålan, luft bihålor i huvudet och lungorna. Utveckling av även små tryckskillnader mellan en lufthålighet och dess omgivande vävnad kan leda till vävnadsförvrängning och störningett tillstånd hos mänskliga dykare som kallas ”squeeze.,”I vissa arter av valar är mellanörathålan fodrad med en omfattande venös plexus, som postuleras för att bli engorged på djupet och därmed minska eller utplåna luftrummet och förhindra utveckling av squeeze. Valar har också stora Eustachian rör som kommunicerar med öronets trumhinna och huvudets stora pterygoida bihålor. Dessa luft bihålor i huvudet har en omfattande vaskulatur, som tros fungera på ett sätt som liknar mellanörat och underlätta jämvikt av lufttrycket inom dessa utrymmen., Slutligen saknar de flesta marina däggdjur frontala kraniala bihålor som de som finns i landlevande däggdjur.
ett annat organ som är mottagligt för kompressionsskador är lungan. I djupdykning valar och tätningar förstärks de perifera luftvägarna, och det är postulerat att detta gör det möjligt för lungorna att kollapsa under resan till djupet. Sådan kollaps har observerats radiografiskt och bekräftats med blodkväveanalyser i Weddells Djupdykningstätning.
lungens kollaps tvingar luften bort från alveolerna, där gasutbyte mellan lungorna och blodet uppträder., Denna avtrubbning av gasutbyte är viktig i djupdykaren eftersom den förhindrar absorption av kväve i blodet och den efterföljande utvecklingen av höga kvävenivåer i blodet. Högt blodtryck kväve kan utöva en narkotisk effekt (så kallad kväve narkos) på dykaren. Det kan också leda till kvävebubbelbildning under uppstigningen fenomen som kallas dekompressionssjukdom eller ”böjningarna.”Kollaps av lungorna i djupdykaren undviker dessa två problem.,
förlust av gasutbyte på djupet har en annan viktig betydelse: lungorna hos djupdykaren kan inte fungera som en syrekälla under dyket. Istället djupdykning valar och tätningar förlitar sig på stora syre butiker i deras blod och muskler. Flera anpassningar aktiverar detta. För det första har dessa djur massspecifika blodvolymer som är tre till fyra gånger de som finns i landlevande däggdjur (dvs 200 till 250 ml blod per kg kroppsvikt, i motsats till ett mänskligt värde av 70 ml blod per kilo)., För det andra är koncentrationen av hemoglobin (syretransportproteinet i blod) också förhöjd till en nivå ungefär två gånger som finns hos människor. För det tredje är koncentrationen av myoglobin, syrelagringsproteinet i muskeln, extremt förhöjd hos dessa djur, som mäter cirka 10 gånger den i mänsklig muskel.
Sammanfattningsvis, de primära anatomiska anpassningarna för tryck av ett djupdykningsdäggdjur, såsom spermhvalens centrum på luftinnehållande utrymmen och förebyggande av vävnadsbarotrauma., Lufthåligheter, när de är närvarande, är fodrade med venösa plexus, som antas fylla på djupet, utplåna luftrummet och förhindra ”squeeze.”Lungorna kollapsar, vilket förhindrar lungbrott och (viktigt med avseende på fysiologi) blockerar gasutbyte i lungan. Brist på kväve absorption på djupet hindrar utvecklingen av kväve narkos och dekompression sjukdom. Dessutom, eftersom lungorna inte fungerar som en syrekälla på djupet, är djupa dykare beroende av förbättrade syrebutiker i blodet och muskeln.
artikel som ursprungligen publicerades den 2 maj 2002.