Первое в истории измерение пульса кита преподнесло океанологам сюрприз

Исследователи впервые получили электрокардиограмму синего кита в естественной среде обитания.

Фото Goldbogen Lab/Duke Marine Robotics, Remote Sensing Lab/NMFS Permit 16111.

Иллюстрация, показывающая изменение пульса синего кита при погружении, кормёжке и возвращении на поверхность.

Иллюстрация Alex Boersma/Stanford University.

Синий (или голубой) кит – самое большое существо на нашей планете. Эти морские млекопитающие достигают 30 метров в длину и весят до 173 тонн. Для сравнения: это примерно 28 крупных африканских слонов. Один только язык гиганта весит три тонны и имеет площадь 24 квадратных метра, что могло бы заставить обитателей малогабаритных квартир призадуматься.

Помимо особенностей среды обитания и способа питания, ещё одним важным фактором, связанным с невероятными размерами этих животных, оказалась уникальность их сердечно-сосудистой системы.

Именно такие выводы делают авторы научной работы, опубликованной в издании Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.

Однако разобраться в особенностях работы сердца морского исполина – задача не из лёгких. Для этого океанологам из Стэнфордского университета впервые пришлось выполнить млекопитающему электрокардиографию (ЭКГ).

Специально сконструированный прибор должен был отслеживать сердечные ритмы животного, свободно плавающего в океане. Устройство снабдили четырьмя электродами на присосках, чтобы прикрепить датчики, не нанеся киту травмы.

"Я, честно говоря, сомневался в успехе задуманного, так как нам нужно было решить одновременно несколько задач: найти синего кита, поместить электроды [электрокардиографа] в нужные места, обеспечить их хороший контакт с кожей животного и, конечно же, убедиться, что аппарат работает и записывает данные", – комментирует один из авторов научной статьи Джереми Голдбоген (Jeremy Goldbogen) в пресс-релизе университета.

Удача явно была на стороне участников непростой научной экспедиции. В бухте Монтерей в Калифорнии им не только удалось найти подходящее животное, но и успешно зафиксировать датчики аппаратуры на его плавнике.

Результаты анализа работы сердца 15-летнего самца синего кита стали для исследователей полной неожиданностью.

Океанологи с удивлением обнаружили, что во время кормёжки частота сердечных сокращений колосса меняется в очень широком диапазоне.

Как известно, основной рацион питания китов составляет планктон. Для его добычи хищники совершают глубокие погружения и фильтруют огромное количество морской воды.

Данные ЭКГ показали, что при погружении на глубину до 184 метров частота сердечных сокращений колосса замедлялась в среднем до четырёх ударов в минуту. Порой скорость пульса снижалась до невероятных двух сокращений сердца за минуту.

Наблюдаемая минимальная частота пульса была на 30-50 процентов ниже, чем ожидалось, отмечают эксперты.

Погрузившись, кит выполняет энергичные броски, позволяющие заглатывать наибольшие объёмы жидкости. Согласно данным ЭКГ, во время таких активных движений сердцебиение животного учащается в среднем до 8 ударов в минуту.

Затем синему киту необходимо всплыть на поверхность, чтобы сделать вдох. При этом его пульс учащается до 25-37 ударов в минуту.

Иллюстрация, показывающая изменение пульса синего кита при погружении, кормёжке и возвращении на поверхность. Перевод "Вести.Наука".

По словам океанологов, благодаря удивительной гибкости сердечно-сосудистой системы огромный кит благополучно выживает в достаточно суровых условиях обитания.

Радикальное уменьшение скорости сердцебиения позволяет синему киту сохранять достаточное количество кислорода в крови и оставаться под водой в течение долгого времени (до 16,5 минуты). Благодаря этому время кормёжки животного максимально увеличивается.

Но что же позволяет синему киту настолько замедлять и ускорять биение своего сердца? Авторы статьи предполагают, что дело в особенностях работы отдела аорты, называемого дугой.

Дуга китовой аорты доставляет кровь в периферические отделы тела морского исполина. Она способна медленно сокращаться, создавая своего рода добавочный кровоток. Такая особенность поддерживает нормальное кровоснабжение между столь редкими сердечными сокращениями.

Способность значительно увеличивать частоту пульса, в свою очередь, связана с особенностями формы и движений сердца синего кита, полагают исследователи.

Авторы отмечают также, что сердечная мышца огромного млекопитающего работает, скорее всего, на пределе своих биологических возможностей, и более выносливую сердечно-сосудистую систему трудно себе даже представить.

Этот фактор способен объяснить, почему ни одно животное не сможет обогнать синего кита в размерах тела. Огромный морской обитатель уже обладает максимально возможными габаритами.

Дело в том, подчёркивают эксперты, что потребности ещё большего организма в энергии превзошли бы возможности сердца, и оно просто не справилось бы.

Океанологи, вдохновлённые успехом своей работы, уже планируют новые исследования. На сей раз их интересует, как частота сердечных сокращений великана зависит от его текущей скорости. Учёные намерены также проанализировать работу сердца других китообразных.

Добавим, что ранее авторы "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о необычной стратегии "охоты" синих китов и найденном недостающем звене эволюции этих морских обитателей. Также мы рассказывали о роботе, созданном для путешествий по телу кашалота.

Будьте в курсе самых интересных научных событий, подписывайтесь на наши группы в социальных сетях: ВК, Facebook, Twitter, "Одноклассники". Есть мы и в Яндекс.Дзене.