A delfinek és a fogazott bálnák ládain belül egy anatómiai rejtély található: apró, féregszerű erek labirintusa, úgynevezett „mellkasi rete”, amelynek célja a tudósok már régóta zavart. Joy Reidenberg, a Mount Sinai Icahn Orvostudományi Iskolájának anatómája azt gondolja, hogy kitalálta, miért van. Ha igaza van, akkor ez tarthatja a kulcsot egy olyan eszköz kifejlesztéséhez, amely képes megakadályozni a halálos állapotot, amelyet minden búvár fél: a kanyarokat.
Reidenberg azon kutatók egyike, akiknek munkája szűkül annak kérdésében, hogy a tengeri fajok miként tudnak merülni az óceánok mélyére és biztonságosan visszatérni az óceánok mélységébe. És a delfinek, a bálnák, a teknősök és a halak anatómiájának növekvő megértése olyan álmokat hoz, amelyek lehetővé teszik az emberi búvárok számára, hogy mélyebbre, gyorsabban és biztonságosabban merüljenek el, egy kicsit közelebb a valósághoz.
Reidenberg 10 halott delfint és delfinet vizsgált meg, amelyeket a partra sodortak, hogy nyomon kövessék a rejtélyes erek és az állatok többi anatómiai kapcsolatát. Azt találta, hogy egy olyan hálózat működik, amely gyanítja, hogy valamiféle „érmeszortírozóként” működik a gázok számára, és csapdába ejti azokat a nitrogénbuborékokat, amelyek búvárok formájában újra felszínre kerülnek, és egyre kisebb hajókba fogják őket. Ez viszont megakadályozza őket az ízületekbe való belépéstől és a szervek vérellátásának megakadályozásától, ami halálos dekompressziós betegséget, más néven a kanyarokat okozhat.
Még mindig teljes mértékben ki kell próbálnia ezt az elméletet, de úgy tűnik, hogy más közelmúltbeli kutatások hitelesítik ötletet. A spanyol Woods Hole Okeanográfiai Intézet és a Fundacion Oceanografic kutatói áprilisban közzétett tanulmány szerint a tengeri emlősök tüdeje nyomás alatt nyomás alatt van, oly módon, hogy a nitrogénbuborékok kiürüljenek a véráramból.
Más az emberekben. Ahogy mélyebben merülsz, a növekvő nyomás miatt a levegőben levő nitrogén feloldódik a vérében. Túl gyorsan emelkedik, és a nitrogén nem oldódik, és gázbuborékokat képez a véráramban, ahol ezek kiterjednek, és beragadhatnak az ízületekbe és az életfontosságú szervekbe. A tengeri emlősök alkalmazkodása nélkül a búvároknak lassan kell felállniuk, gyakran szünetekkel, hogy elkerüljék ezt a problémát. Ez lehetővé teszi, hogy a nitrogénbuborékok fokozatosan elmozduljanak a vértől a tüdőig, ahol kilégzik őket a felszínen - úgy, ahogy óvatosan, lassan nyitva a szódát, felszabadíthatja a nyomás alatt felhalmozódott gázokat.
A rete funkciójának elméletének kipróbálására Reidenberg szivattyúzzon egy félig hasonló oldatot egy delfin hasított testén keresztül, és a hasított testet egy olyan kompressziós kamrába helyezze, amelyet a CT szkennerbe helyeztek. Ahogy növeli a nyomást a merülés szimulálására, a folyadékban lévő gázok feloldódnak a véráramba. Ezután, amikor a nitrogén „mikorbuborékokként” kezd remergálni a szimulált felemelkedés során, a mellkasi rete - remélhetőleg - felszippantja őket, hogy tartsa távol őket az életfontosságú szervektől, amíg azok vénákba nem kerülhetnek, amelyek a tüdőt a felszínen kilégzik. .
"Amint közelebb kerülnek a felülethez, a buborékok eltűnnek és a tüdő újra kibővül, és a buborékok végül a tüdőbe pumpálódnak" - mondja Reidenberg. A rete egyfajta „megkerülő hurokként működne, hogy elkapja az extra gázt”.
Gömb alakú lézió, melyet egy elpusztult spermabálna bordajában találtak, valószínűleg az okozta nitrogénbuborék-kalap hatására, amely akkor alakult ki, amikor a bálna túl gyorsan emelkedett a nagynyomású mélységekből. (Tom Kleindinst / Woods Hole Oceanográfiai Intézet) Ha bizonyítást nyer, ez az emberi búvárok kockázata és a várakozási idő csökkenthető - lényegében egy külső retesz létrehozásával az emberek számára. A lehetőségek jelentősek: Képzeld el, hogy a Navy SEAL búvárok rejtett műveleteket végeznek - mondja Reidenberg. „Az utolsó dolog, amit szeretne, az, hogy a kacsák üljenek néhány méterre a felszíntől, és várják az utolsó dekompressziós megállót, amely a leghosszabb megálló. Manapság elhagyhatják ezt a megállást, gyorsabban tudnak felszíni, és kockáztathatják a kanyarok megszerzését.
De ha egy eszközük a háta mögött lenne, és a bőr felszínéhez közeli véredényen keresztül bekerülnének a keringési rendszerbe, a merülés gyorsabb és biztonságosabb lenne - mind egészségügyi, mind katonai szempontból. Először terjedelmes lenne, de Reidenberg azt mondja, hogy csak egy intravénás rendszernél lehet egy kórházi beteget bekapcsolni.
Nem mindenki van meggyőződve egy ilyen eszköz jövőjéről. "Az emberek évtizedek óta nézik az állatok búvárkodását, és azon gondolkodnak, hogyan kezelik a mélységet és a nyomást" - mondja Laurens Howle, a Duke Egyetem gépészmérnöke, aki a különböző forgatókönyvekben a kanyarok súlyosságának modellezésén dolgozott. Szerinte Reidenbergnek a rete-ről szóló elméletei érdekesek és „lehetnek a helyzet”, de megjegyezte, hogy a tengeri emlősök és a szárazföldi emlősök közötti különbség az, hogy egy lélegzetet vesznek a felszínen a merülés előtt. Közben folyamatosan lélegezünk a légtartályokon keresztül, ami azt jelenti, hogy több nitrogén áll rendelkezésre a buborékok kialakításához.
Ami a terjedelmes prototípust illeti? "Igen, nem tudom, hogy ezt meg akarom kipróbálni" - mondja Howle.
Érdekes módon a tengeri emlősök nem mindig képesek sikeresen elkerülni a kanyarokat. A bálnacsontvázakkal kapcsolatos legfrissebb kutatások rámutattak, hogy még a bálnák is megszerezhetik a kanyarokra jellemző csontkárosodást. Úgy gondolják, hogy a váratlan stresszorok, mint például a szonár, a fő bűnös, és megrázza az állatokat, hogy a felszín felé haladjanak, ami miatt tüdejük túl gyorsan dekompresszálódhat.
A kanyarodásgátló ötletek nem csak azok az állatok, amelyeket megtanulhatunk az ilyen állatoktól, amikor a búvárkodás új generációját tervezzük. Az egyik legnagyobb előrelépés, amelyet a tengeri emlősök inspiráltak, a delfinek anatómiáján alapuló békaláb. A „monofin” az 1970-es évek óta működik, és a szabad búvárok merülési időit csökkentette azzal, hogy kínos két lábunkat egy delfinszerű pelyhekkel helyettesítette. Azóta több előrelépés történt ezen a száron, hogy még delfinszerűbbé tegye.
„Úgy néz ki, mint a búvárkodó emlősök, mint a bálnák, delfinek stb., Farka, mivel ez nagyon hatékony módja az izmok hatalmának a vízben történő előre tolódáshoz történő továbbítására. Ezért miért fogadta el a természet ”- mondta Stephan Whelan, a DeeperBlue.com online búvárközösség alkotója.
Más uszonyok másolatot képeznek a dudorokról, vagy a gumókról, a púposokról, amelyek csökkentik a vontatást és javítják a manőverezhetőséget.
„Szélmalmokban, rajongókban és a McLaren versenyautó spoilereiben használták őket. Az egyesült királyságbeli Zipp cég kerékpárkerekeken használta őket. Repülőgépek, természetesen. A Speedo Nemesis nevű edzőcsapot készített ”- mondja Frank Fish, a pennsylvaniai West Chesteri Egyetem biológusa, aki számos biomimetikus terméket fejlesztett ki - az állati fiziológia által inspirált alkalmazások - beleértve a púpos-ihlette tuberkulumokat. Vannak új nedves ruhadarabok, amelyek a cápabőr átfedő fogakhoz hasonló fogait másolták a húzás csökkentése érdekében, és olyan védőszemüveg, amely másolja, hogy a halak és egyes virágok miként csapdálják a vizet, hogy tiszta képet kapjanak.
Néhány állati adaptáció azonban nem utánozható. John Davenport, az ír ír University University Cork tengerbiológusa azon dolgozott, hogy kitalálja, hogyan és miért épülnek a bőrön átesett tengeri teknősök trachiói, amelyek fokozatosan összeomlanak, amikor az állatok mélyebbre merülnek. A szerkezetet a tengeri emlősök légzési szerkezetének alapvetően egy alternatív, 140 millió éves evolúciójának nevezi. De azt mondta: "Attól tartok, hogy nem látom a bőrhátú légcső szerkezetének nyilvánvaló alkalmazását az ember búvárkodásában."
A delfinek és a bálnák összeomló tüdeinek másolása is eredménytelennek tűnik; Az emberi tüdő ragacsos, és összeomlása után nem könnyű újra felfújódni.
De ez lehet egy másik, talán még inkább értékes módszer, amellyel utánozhatjuk a tengeri emlősök anatómiáját.
Reidenberg még mindig keresi a forrásokat egy kanyarokat megakadályozó búvárberendezés keresésére, de időközben már megpróbálta tanulni az állatok tüdejéből. Egy új együttműködésben a többi kutatóval együtt egy magzati bálna érrendszerének feltérképezésére igyekszik kitalálni, hogy a bálna tüdeje megváltoztatja rugalmasságát, és hogyan alkalmazhatjuk ezt az olyan tüdőbetegségek megfordításában, mint az emfizéma az emberekben.
A tengeri emlősöknél ez egy újabb módszer, amely segíthet nekünk a könnyű légzés megtalálásában - a vízben és a szárazföldön.
