velryby dýchají plícemi, takže obvykle stoupají k hladině oceánu, aby získaly vzduch. Je důležité si uvědomit, že protože velryby žijí v oceánech, mnoho lidí je považuje za ryby.
Velryby jsou však ve skutečnosti savci. Savci jsou skupina zvířat, která dýchají plícemi, rodí mláďata (na rozdíl od jiných zvířat, která kladou vajíčka) a krmí je mateřským mlékem.
Existuje asi 80 druhů velryb, které jsou rozděleny do dvou podřádů na základě anatomie druhu: velryba baleen a ozubená velryba.
Barbados jsou největší ze dvou podřádů a nemají žádné jiné zuby než vousy (odtud název), což jsou husté štětiny. Tyto velryby se rodí se dvěma spirálami, otvory, kterými dýchají.
Na druhou stranu jsou zuby menší a mají zuby. Tyto velryby mají pouze otvor pro dýchání. Někteří vědci se domnívají, že ozubené velryby vyvinuly jednu ze svých spirál do echolokačního systému.
Spiracles a dýchání
Slovo „díra“ pochází z latiny spirakulum, což znamená „větrání“. Dýchací váčky jsou speciální otvory, které některá zvířata potřebují k dýchání. Dýchací měchýře velryb jsou umístěny na temeni hlavy, aby jim usnadnily dýchání a napojily se přímo na jejich plíce.
Tyto spirakuly fungují jako cesta do průdušnice, která umožňuje průchod vzduchu do plic.
Umístění jejich spirál umožňuje velrybám dýchat s malou nebo žádnou námahou, protože mohou odpočívat na hladině oceánu a zachytit kyslík, který potřebují k životu.
Když velryby plavou pod vodou, svaly kolem jejich dýchacích svalů se stahují, aby zabránily vniknutí vody do plic.
Je třeba poznamenat, že velryby nemohou dýchat ústy, protože průdušnice těchto zvířat není spojena s jejich jícnem. Toto oddělení je důležité, protože oddělené průchody pro jídlo a dýchání brání zbytkům jídla v zablokování dýchacího systému.
Toto oddělení navíc umožňuje velrybám krmit se pod vodou, aniž by se musely obávat, že se jim plíce naplní vodou.
Velrybí plíce
Aby velryby přežily pod vodou, vyvinuly speciální plíce, které jim umožňují vdechovat extra kyslík a transportovat jej do krevních cév, kde jej může tělo využít.
Podle některých výzkumníků dokážou velryby spotřebovat až 90 % kyslíku, který vdechují, ve srovnání s lidmi, kteří spotřebovávají jen asi 15 % kyslíku, který vdechují.
Jak dlouho dokážou velryby zadržet dech, záleží na druhu a velikosti.
Někteří dokážou zadržet vzduch v plicích několik minut, 5 nebo 7, takže musí neustále stoupat na povrch. Jiné druhy dokážou zadržet dech na 100 minut nebo i déle.
Metody úspory kyslíku
Méně úsilí, více kyslíku
Při plavání vynakládají velryby minimální úsilí. Když se ponoří, krev je transportována pouze do těch částí těla, které potřebují kyslík: srdce, mozek a svaly, které nepoužívají k ničemu; tak si déle udrží kyslík.
bradykardie
Velryby snižují svou srdeční frekvenci, což je proces známý jako bradykardie, aby se snížilo množství kyslíku, které spotřebovávají.
Vysoká odolnost vůči oxidu uhličitému (CO2)
Velryby mají vysokou toleranci k oxidu uhličitému (CO2), mnohem vyšší než kterýkoli jiný savec; to jim umožňuje ponořit se na dlouhou dobu do oceánu.
Dýchejte svědomím
Velryby jsou považovány za vědomé oddechy, protože se snaží plavat a lovit co nejméně, aby šetřily kyslík.
Tato zvířata navíc nikdy úplně neusnou, protože ztráta vědomí na dlouhou dobu může znamenat smrt udušením.
Během přestávky polovina mozků velryb spí, zatímco druhá polovina zůstává ve střehu, aby mohla rychle jednat, pokud potřebují kyslík nebo potřebují uniknout před predátory.
V tomto smyslu velryby jen zřídka dosahují stavu hlubokého spánku charakterizovaného rychlým pohybem očí (MOR).
Dýchací proces
1 – Svaly kolem příkopu kytovců se stahují a otevírají, když stoupají k hladině oceánu a uvolňují oxid uhličitý. Když byly velryby po dlouhou dobu ponořeny, lze je často vidět, jak vypouštějí vodu dýchacími cestami, což naznačuje, že vydechují.
2 – Čerstvý vzduch se nadechne a poté se svaly uvolní, uzavře otvor a zabrání průchodu vody.
3 – vzduch prochází hltanem, hrtanem, průdušnicí a nakonec se dostává do plic.
4 – Kyslík je transportován do krve krevními cévami umístěnými v plicích.
5 – Srdce pumpuje okysličenou krev do částí těla, které potřebují kyslík.
odkazy
1. Zagzebski, Kathy (2009). Jak velryby dýchají? Získáno 19. dubna 2017 z nmlc.org.
2. Jak velryby dýchají? Získáno 19. dubna 2017 z whalefacts.org.
3. Mohou velryby dýchat pod vodou? Získáno 19. dubna 2017 z whalefacts.org.
4. Jak velryby a delfíni spí, aniž by se utopili? Získáno 19. dubna 2017 z webu scienceamerican.com.
5. Jak velryby dýchají? Získáno 19. dubna 2017 z dkfindout.com.
6. Dýchání zvířat: velryba. Získáno 19. dubna 2017 z animalrespiration.weebly.com.
7. Vědec pořizuje snímky spících velryb. Získáno 19. dubna 2017 z telegraph.co.uk.
Na fotce vlevo je vyfukovací otvor keporkaka (Megaptera novaeangliae), velryba plave doleva. Vyfukovací otvor velryby je homologní s nozdrami suchozemských savců, ale nenachází se na špičce tlamy, ale na temeni hlavy (můžeme říci, že velryba má „nozdry na temeni hlavy“).
Proč je to potřeba, je snadné pochopit: když se velryba vynoří, je mnohem pohodlnější dýchat otvorem v části těla, která přirozeně vyčnívá nad vodu, než záměrně vystrkovat špičku nosu z vody. . Většina kytovců má srostlé krční obratle a zvedat přední část hlavy nad vodu pro ně není příliš pohodlné.
U vzdálených předků kytovců a dokonce i u prvních zástupců této skupiny byly nosní otvory tam, kde měly být – na špičce čenichu. Jak se však přizpůsobily vodnímu životnímu stylu, začaly se nozdry postupně „pohybovat“ dozadu a nahoru. K tomu musely velryby značně změnit tvar lebečních kostí: výrazně se prodloužily premaxilární a čelistní kosti a zploštěly nosní a čelní kosti.
Pohled shora na lebku delfína skákavého (Tursiops truncatus, nahoru) a lebka šedé lišky (Urocyon cinereoargenteus, níže). Delfín má prodlouženou premaxilární (Premaxilla) a čelist (Horní čelist) kosti a nosní (Nosní) a čelní (Čelní) jsou ve srovnání s liščími kostmi zploštělé. Obrázek z digimorph.org
Mezistupeň pohybu nare lze pozorovat u Archaeocétů, vyhynulé skupiny raných kytovců. Například starověká velryba Basilosaurus měla nosní otvory přibližně uprostřed horní čelisti.
Basilosauří lebka. Je vidět, že nosní otvory nejsou na špičce čenichu, jako u suchozemských savců, ale ještě nedosáhly umístění charakteristické pro moderní kytovce. Fotografie z en.wikipedia.org
Kytovci si vyvinuli řadu adaptací, aby zabránili vnikání vody do jejich dýchacího traktu. Když se velryba nebo delfín potápí, jsou její nozdry uzavřeny speciálním ventilem. U dvou skupin kytovců, kteří přežili dodnes – velryby a zubaté – je foukací otvor strukturován mírně odlišně: u kytovců se otevírá směrem ven dvěma oddělenými otvory (to je vidět na fotografii keporkaků) a u zubatých velryb tyto díry srostly do jedné společné.
Orca blowhole (Orcinus orca) s jedním otvorem, jako všechny ozubené velryby. Foto © Olga Filatová, Beringův ostrov, 2012
Dole, pod vyfukovacím otvorem, je však nosní průchod rozdělen na dva samostatné kanálky, které hrají v životě zubatých velryb zásadní roli: obsahují takzvané „hlasové rty“ – svalové záhyby používané k vydávání zvuků. Každá ze dvou nosních pasáží obsahuje pár vokálních rtů, což umožňuje současně vydávat dva různé zvuky. Delfíni mají jeden pár hlasových rtů o něco větší než druhý a má se za to, že pravý pár (ten větší) se používá ke klikání a levý k pískání. K rozechvění hlasivek používají delfíni to samé co my – proud vzduchu, ale aby jim vzduch nedošel a mohli pod vodou déle křičet, nevydechují, ale pohybují mezi vzduchovými vaky umístěnými nad a pod vokálními rty.
Pod vokálními rty a vzduchovými vaky se nosní průchody spojují do jedné společné dýchací trubice. Jako u všech savců se dýchací cesty kytovců protínají s trávicím traktem v oblasti, která zhruba odpovídá našemu hrtanu. U suchozemských zvířat blokuje vstup do průdušnice speciální chrupavka – epiglottis, která zabraňuje vniknutí potravy při polykání. U zubatých velryb je chrupavka hrtanu srostlá do trubice, která prochází jícnem a vstupuje do horního nosního průchodu. Díky tomu je dýchací trakt zcela izolován od trávicího traktu: potrava prochází vpravo a vlevo od chrupavčité trubice, kterou vzduch vstupuje do plic, takže delfín může jíst a zároveň dýchat.
Struktura dýchacího traktu delfína. Zelený šíp je zobrazen proud vzduchu. Nozdry – dýmka, palatofarangeální sval – velofaryngeální sval, jícen – jícen, průdušnice – průdušnice, hrtan – hrtan, epiglotický výtok – epiglottis. Obrázek © Stephen Dawson z hakaimagazine.com
U velryb je vše poněkud jednodušší: jejich hrtan je strukturou blíže hrtanu suchozemských savců, což jim umožňuje například vyfukovat vzduchové bubliny ústy, čímž vzniká slavná „bublinová síť“ (viz krmení pomocí bublinkové sítě) pro chytání ryb. U delfínů však chrupavčitá trubice nepřilne k hornímu nosnímu průchodu a v některých případech z něj může být odstraněna, čímž se zajistí spojení mezi dýchacím traktem a ústy. Známý je například případ, kdy se delfín naučil dýchat ústy, což zřejmě souviselo s nějakým poškozením foukací dírky.
Novozélandský delfín Hectorův (Cephalorhynchus hectori), naučil se dýchat ústy
Foto © Olga Titová, Beringův ostrov, 2013.
