نهنگهای آبی، غولهای آرام اقیانوس، با وجود جثه عظیم خود، هنگام شکار در اعماق دریا، ضربان قلبشان به طرز شگفتانگیزی کند میشود. این پدیده که “بزرگترین رویداد بیومکانیکی زمین” نامیده شده، دانشمندان را برای سالها به چالش کشیده است.
این پستانداران دریایی عظیمالجثه، هنگام شیرجه رفتن برای یافتن غذا، قلبشان میتواند تا دو ضربه در دقیقه کاهش یابد. در حالی که چنین کاهشی برای انسان مرگبار است، نهنگها با این ضربان پایین، همچنان قادر به انجام حرکات سریع و پیچیده برای شکار هستند.
محققان دانشگاه استنفورد با استفاده از فناوریهای نوین، به دنبال درک چگونگی تعادل نهنگها بین نیاز به حفظ اکسیژن و انجام فعالیتهای پرانرژی در زیر آب بودهاند. این مطالعه که نتایج آن در نشریه PNAS منتشر شده، به بررسی انعطافپذیری ضربان قلب نهنگها در حین شکار پرداخته است.
دکتر اشلی بلاواس، پژوهشگر ارشد این مطالعه، توضیح میدهد که چالش اصلی، ایجاد تعادل بین واکنش حفظ اکسیژن در هنگام شیرجه و نیاز به انجام ورزشهای نیازمند اکسیژن برای شکار است. در تحقیقات پیشین، تخمین انرژی که نهنگها مصرف میکنند در حین تغذیه انجام شده بود، اما این بار تمرکز بر روی ضربان قلب بوده است.
نتایج این تحقیق نشان میدهد که نهنگهای آبی (نهنگهای آبی) و نهنگهای گوژپشت (نهنگهای گوژپشت) دارای ضربان قلب انعطافپذیر در زیر آب هستند. این ضربان در حین شکار برای گرفتن طعمه افزایش یافته و بین هر بار حمله به آرامی کاهش مییابد.
محققان با استفاده از تگهای مکشی مجهز به سنسورهای ECG، ضربان قلب نهنگها را در حین فعالیتهایشان ثبت کردند. نصب این تگها بر روی نهنگها، به دلیل لایه چربی ضخیم آنها، چالشبرانگیز بود، اما در نهایت موفق به جمعآوری دادههای ارزشمندی شدند.
این تگها که بین ۱۲ تا ۳۶ ساعت روی بدن نهنگ باقی میمانند، دادههای مربوط به ضربان قلب و حرکات را ذخیره کرده و پس از جدا شدن، با استفاده از سیگنال ماهوارهای قابل ردیابی و بازیابی هستند.
دادهها نشان داد که بلافاصله پس از هر بار حمله به طعمه، ضربان قلب نهنگهای آبی به حدود ۲۱.۹ ضربه در دقیقه و نهنگهای گوژپشت به ۲۸.۲ ضربه در دقیقه افزایش مییابد. این ضربان بالا پس از حمله نیز ادامه یافته و به تدریج کاهش مییابد، در حالی که نهنگ در حال فیلتر کردن آب برای تغذیه است.
بلاواس این الگو را مشابه ضربان قلب انسانها پس از دویدنهای سرعتی متناوب توصیف میکند، جایی که ضربان قلب بالا مانده و سپس به آرامی به حالت عادی بازمیگردد. این یافتهها نشان میدهد که نهنگها ممکن است برای این حملات سرعتی، تا حدی به ذخایر انرژی بیهوازی متکی باشند که خون اکسیژنه شده در فواصل بین حملات به تجدید آنها کمک میکند.
یکی از جالبترین یافتهها از نهنگ گوژپشتی به دست آمد که در حال استراحت بود. ضربان قلب این نهنگ در حالت “لاگینگ” (رفتار استراحت با کمترین حرکت در سطح آب) ۱۸.۵ ضربه در دقیقه ثبت شد که نزدیکترین اندازهگیری به ضربان قلب استراحت یک نهنگ در طبیعت وحشی است.
این ضربان قلب استراحت، بسیار کندتر از میانگین ضربان قلب انسان (که حدود ۶۰ تا ۱۰۰ ضربه در دقیقه است) اما قابل انتظار برای حیوانی با این جثه است؛ به عنوان مثال، فیلها ضربان قلب استراحت ۳۰ ضربه در دقیقه دارند.
این نتایج نشان میدهد که عوامل متابولیسم و نیاز به اکسیژن در حالت استراحت، بین پستانداران خشکی و این نهنگهای عظیمالجثه مشترک است. اندازهگیری ضربان قلب استراحت میتواند به عنوان شاخصی برای سلامتی، استرس و تأثیرات احتمالی تغییرات محیطی مانند آلودگی صوتی یا تغییرات جمعیت طعمه بر نهنگها در مطالعات آینده مورد استفاده قرار گیرد. این تحقیق توصیف شده در نشریه PNAS منتشر شده است.
