Chcete-li navázat na naši sérii adaptací velryb, tento blogový příspěvek se zaměří na to, jak velryby, jako teplokrevní savci, mohou zůstat v teple, zatímco žijí ve vodě—zejména v prostředí studené vody. Stejně jako my jsou velryby savci a udržují stabilní vnitřní tělesnou teplotu bez ohledu na jejich prostředí. Ve skutečnosti je jejich tělesná teplota blízká naší vlastní-pohybuje se od asi 97 do 100 stupňů. Voda však odvádí teplo od těla 24.5 krát rychlejší než vzduch, takže tepelné ztráty velký problém pro všechny savce tráví čas ve vodě. To je důvod, proč se cítíme chladnější ve vodě, a proč můžeme tolerovat chladnější teploty vzduchu, než můžeme teploty vody.
aby se snížily tepelné ztráty, mají velryby tři hlavní úpravy: snížení poměru povrchu těla k objemu, použití jejich tlusté vrstvy jako izolátoru a udržení tepla prostřednictvím protiproudé výměny tepla.
je důležité, aby velryby měly nízkou plochu vzhledem k celkovému objemu těla. Myslím, že obrázky by to mohly lépe vysvětlit:
je zřejmé, že myši a sloni mají velmi odlišné velikosti těla a mnoho různých objemů těla—množství prostoru obsazeného jejich tělesnou hmotou. Ale to, co bych chtěl ilustrovat, je, že vzhledem k jejich velikosti má myš mnohem vyšší povrchovou plochu, kde by mohlo dojít ke ztrátě tepla ve vnějším prostředí. Pokud by obě tato zvířata byla vystavena chladnému počasí, obě by nakonec ztratily teplo pro životní prostředí. Myš by však ztratila teplo mnohem rychleji, protože větší procento jejího celkového objemu těla je vystaveno povrchu. Pro zachování tepla je výhodnější mít větší objem ve srovnání s povrchem těla, takže existuje méně příležitostí k tepelným ztrátám. To pomáhá vysvětlit, proč mořští savci bývají tak velcí, protože je pro ně výhodné mít nejmenší relativní povrchovou plochu v kontaktu s vodou. A pro velryby je snazší dosáhnout velkých velikostí, protože se nemusí vypořádat s plnými účinky gravitace jako suchozemští savci.
druhým hlavním způsobem, jak velryby zůstávají teplé, je blubber. Ačkoli je srst dobrým izolátorem pro suchozemské savce, pro velryby by to nebylo tak úspěšné z několika důvodů. Kožešina funguje jako izolátor, protože zachycuje izolační vrstvu vzduchu: atmosférický tlak pod povrchovými vodami však způsobuje stlačení vzduchu a ztrátu jeho izolační síly. Velryby proto nemají ochranný kožich jako mnoho suchozemských savců nebo tuleňů a ledních medvědů a místo toho se spoléhají na svůj tlustý blubber, aby izolovali svá těla ve studené vodě. Tento blubber umožňuje velmi hladký vnější povrch, což také snižuje hydrodynamický odpor. Dalším způsobem, jak velryby snižují tepelné ztráty i tažení, je internalizovat jejich genitálie, místo toho, aby byly vnější jako většina suchozemských savců.
tlustá blubber vrstva nejen udržuje teplo na vnitřní straně těla, ale nejvzdálenější vrstva kůže se ochladí na stejnou teplotu okolní vody, aby se dále snížily tepelné ztráty vedením. Tloušťka kabátu se u jednotlivých druhů a ročních období liší: například keporkaků mají obecně blubber vrstvy kolem 6 palců tlustý, zatímco po jejich krmení sezóny pravé velryby mohou mít blubber vrstvu až 50 cm tlustý! Silnější vrstvy blubberu také zvyšují vztlak některých druhů. Ve skutečnosti odtud pochází název „Pravá velryba“; jsou tak vznášející se, že dokonce plavou, když jsou mrtví a během velrybářských dnů byli považováni za „správnou“ velrybu, kterou zabili. Jedním z vedlejších účinků vztlaku je, že tyto velryby obvykle zvýší své motolice z vody častěji při potápění, protože potřebují další pomoc, aby se poháněly dolů do vodního sloupce. Efektivnější velryby, jako finbacks nebo norky, mají vrstvy blubber jen několik palců tlusté a zřídka se při potápění musí střídat.
ale to je jen jedna strana příběhu, co když se velryby přehřívají, protože rychle plavou, jsou povrchově aktivní, jsou těhotné nebo jsou v teplejší vodě. Velryby nemají mazové žlázy a nemohou se potit jako my, aby se ochladily, takže potřebují jinou strategii, aby mohli vypustit přebytečné teplo…a aby se zbavili tepla, musí existovat způsob, jak obejít vrstvu blubber. Takže zatímco blubber coat poskytuje skvělou izolaci pro většinu těla velryb, existují určité oblasti zvané tepelná okna, která postrádají blubber a nejsou dobře izolována. Mezi tyto oblasti patří ploutve, hřbetní ploutve a jejich motolice, každá relativně tenká a vysoce vaskularizovaná. Stále si nejsme zcela jisti, jaké jsou všechny účely hřbetní ploutve, protože některé velryby to úplně postrádají—ale věříme, že tato tepelná okna občas fungují jako způsob, jak velryby zbavit přebytečné teplo.
zatímco tepelná okna jsou skvělou příležitostí pro velryby, aby se při přehřátí zbavily tepla, ne vždy chtějí ztrácet teplo pro životní prostředí. Jedním z problémů s těmito oblastmi je to, že krev, která se z nich vrací, je chladná a může potenciálně chladit srdce. Tomu brání další skvělá adaptace-systém zvaný Protiproudá výměna tepla. Tepny a žíly v těchto tkáních jsou velmi blízko u sebe, ale krev proudí v různých směrech, což umožňuje přenos tepla přes membrány. Takže teplo v teplé krvi, které opouští srdce, zahřeje studenou krev, která míří zpět do srdce z končetin. To znamená, že srdce je vždy čerpáno teplou krví a snižuje teplo ztracené ve vodě v těchto tepelných oknech.
velryby mají také tuto protiproudou výměnu tepla v měkké paletě svých úst (to je růžová ve střeše horní čelisti). Když jsou velryby baleen ve svých krmných plochách studené vody, tráví alespoň polovinu času s otevřenými ústy, potenciální velké tepelné ztráty. Tento systém pomáhá zajistit, že neztrácejí příliš mnoho tepla do svého prostředí a udržuje teplou krev vracející se do mozku a srdce. Je zřejmé, že k udržení tohoto komplikovaného procesu je zapotřebí hodně regulace, díky čemuž jsou velryby extrémně jedinečné při regulaci jejich tělesné teploty.
