Тюлени научились контролировать уровень кислорода в крови, чтобы не утонуть
Для глубоководных погружений серые тюлени отслеживают концентрацию кислорода, а не углекислого газа в крови, как большинство млекопитающих. Причем тюлени могут делать это осознанно, что меняет представление о физиологии ныряющих животных.
У наземных млекопитающих, включая человека, ключевым триггером для возобновления дыхания служит повышение уровня углекислого газа в крови. Специальные хеморецепторы — каротидные тельца, расположенные в сонных артериях — реагируют на рост CO₂, вызывая ощущение удушья и паники.
Этот механизм защищает организм от гиперкапнии (избыток CO₂), но не спасает от гипоксии (нехватка кислорода). Например, у ныряльщиков-фридайверов гипервентиляция перед погружением снижает уровень CO₂, что позволяет задержать дыхание дольше, но повышает риск потери сознания из-за кислородного голодания.
Для морских млекопитающих, таких как тюлени, киты и дельфины, длительные погружения — часть повседневной жизни. Серые тюлени, например, могут оставаться под водой до 30 минут, опускаясь на глубину более 100 метров. До сих пор считалось, что они, как и другие млекопитающие, полагаются на чувствительность к CO₂. Однако это создавало парадокс: во время погружений CO₂ накапливается в крови постепенно, тогда как кислород расходуется быстро. Если бы тюлени реагировали только на CO₂, они не успевали бы вовремя всплыть, рискуя утонуть.
Ученые также обращали внимание на анатомические особенности тюленей. Их каротидные тельца содержат в три-пять раз больше чувствительных клеток типа I, чем у наземных животных. Эти клетки реагируют на гипоксию, но ранее считалось, что их роль ограничивается рефлекторными реакциями, такими как замедление сердцебиения. Новые данные, опубликованные в журнале Science, показали, что сигналы от этих рецепторов могут достигать высших отделов мозга, влияя на сознательные решения.
Во время экспериментов зоологи поместили шесть диких серых тюленей в бассейн в искусственную среду для погружений. Животные свободно плавали между дыхательной камерой и кормовой станцией, преодолевая 60 метров под водой. В камере исследователи меняли состав воздуха: повышали кислород до 50%, снижали до 11% или увеличивали концентрацию углекислого газа в 200 раз. Каждое погружение фиксировали на видео, а кровь животных анализировали по завершении испытаний.
При вдыхании воздуха с 50% кислорода тюлени оставались под водой в среднем 260 секунд — на 6% дольше, чем в стандартных условиях. Когда уровень кислорода снижали до 11%, время погружения сокращалось на 10%, до 219 секунд. При этом даже экстремально высокая концентрация CO₂ не влияла на длительность ныряния. Она составляла 229 секунд — разница с контрольной группой оказалась статистически незначимой.
Анализ крови подтвердил, что pH и уровень углекислого газа не коррелировали с изменениями в поведении. Например, после испытаний при повышенном уровне углекислого газа pH крови снизился на 0,1 единицы, но это не заставило тюленей сократить время под водой. Зато при дефиците кислорода животные начинали всплывать раньше, даже если CO₂ оставался в норме.
В итоге ученые выяснили, что сигналы о концентрации кислорода поступают в мозг через увеличенные каротидные тельца. Это позволяет животным не только рефлекторно замедлять сердцебиение во время погружений, но и осознанно регулировать длительность ныряния, избегая гипоксии.
Открытие меняет понимание эволюции морских млекопитающих. Способность напрямую отслеживать кислород, а не полагаться на CO₂, вероятно, стала критической адаптацией, позволившей тюленям, китам и другим видам колонизировать глубины океана. Это объясняет, почему даже при экстремальных нагрузках — например, при многократных погружениях за добычей — они избегают фатальной гипоксии.
Ученые планируют выяснить, насколько этот механизм распространен у других ныряющих животных. Предварительные данные по моржам и каланам показали сходные паттерны поведения, что указывает на конвергентную эволюцию.
Кроме того, исследование может помочь в разработке методов профилактики гипоксии у людей — например, у пилотов истребителей или пациентов с дыхательными нарушениями.
Telegram 
Дзен 
VK Молодая женщина, возвращения которой из мертвых местное общество, по-видимому, сильно опасалось, имела скандинавские корни и поэтому могла считаться чужестранкой, предположили авторы нового исследования. Ученые также смогли установить много других интересных подробностей о жизни и смерти девушки.
Качественное дошкольное образование закладывает прочный фундамент успехов на долгие годы вперёд — вплоть до выпускного класса. Двадцатилетнее исследование показало, что дети, которые в возрасте четырех лет перед поступлением в школу посещали бесплатные государственные подготовительные классы, учатся существенно лучше сверстников, посещавших обычные детские сады с упором на простой присмотр или оставшихся на домашнем воспитании.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Эксперимент физиков из ЦЕРН позволил рассмотреть поведение глюонов внутри атомных ядер с беспрецедентной точностью. При сверхвысоких плотностях эти элементарные частицы переставали размножаться и начинали объединяться. Это помогло найти подтверждение теории «глюонного насыщения», а не принятого «ядерного затенения» для определенного диапазона сверхвысоких энергий.
Со стороны профессия летчика-испытателя часто выглядит как череда опасных полетов, требующих бесстрашия и способности мгновенно импровизировать. В действительности ее основу составляют методика, дисциплина, технические знания и умение честно рассказать о каждой особенности машины. Его задача — не просто поднять самолет в воздух, но и понять, насколько точно он выполняет команды, предсказуемо ли ведет себя на сложных режимах и какие изменения необходимо внести в конструкцию или систему управления.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии