a whale adaptations sorozat nyomon követése érdekében ez a blogbejegyzés arra összpontosít, hogy a bálnák, mint melegvérű Emlősök, hogyan tudnak melegen maradni, miközben vízben élnek-különösen hidegvízi környezetben. Csakúgy, mint mi, a bálnák emlősök, és állandó belső testhőmérsékletet tartanak fenn környezetüktől függetlenül. Valójában testhőmérsékletük közel áll a miénkhez—körülbelül 97-100 fok között változik. A víz azonban hőt vezet el a testtől 24.5-ször gyorsabb, mint a levegő, így a hőveszteség nagy problémát jelent minden emlős számára, aki időt tölt a vízben. Ez az oka annak, hogy hidegebbnek érezzük magunkat a vízben, és ezért toleráljuk a hidegebb levegő hőmérsékletét, mint a víz hőmérsékletét.
a hőveszteség csökkentése érdekében a bálnáknak három fő adaptációja van: a test felületének térfogatarányának csökkentése, vastag zsírrétegük szigetelőként történő felhasználása, valamint a hő visszatartása ellenáramú hőcserén keresztül.
fontos, hogy a bálnák felülete alacsony legyen a teljes testtömegükhöz képest. Úgy gondolom, hogy a képek segíthetnek ennek jobb magyarázatában:
nyilvánvaló, hogy az egerek és az elefántok testmérete és testmennyisége nagyon eltérő—a testük által elfoglalt tér nagysága. De azt szeretném szemléltetni, hogy a méretükhöz képest az egérnek sokkal nagyobb a felülete, ahol a hő elveszhet a külső környezetben. Ha mindkét állat hideg időjárásnak van kitéve, mindkettő végül elveszíti a hőt a környezetre. Az egér azonban sokkal gyorsabban veszítené el a hőt, mivel teljes testtömegének nagyobb százaléka van kitéve a felületnek. A hő megőrzése érdekében előnyösebb, ha nagyobb a térfogata a testfelületéhez képest, így kevesebb lehetőség van a hőveszteségre. Ez segít megmagyarázni, hogy a tengeri emlősök miért olyan nagyok, mivel számukra előnyös, ha a legkisebb relatív felület érintkezik a vízzel. És a bálnáknak könnyebb elérni a nagy méreteket, mert nem kell a gravitáció teljes hatásával megküzdeniük, mint a szárazföldi emlősöknek.
a bálnák melegen tartásának második fő módja a zsír. Bár a szőrzet jó szigetelő a szárazföldi emlősök számára, néhány okból nem lenne olyan sikeres a bálnák számára. A szőrme szigetelőként működik, mert csapdába ejti a levegő szigetelő rétegét: azonban a felszíni vizek alatti légköri nyomás miatt a levegő összenyomódik és elveszíti szigetelő erejét. Ezért a bálnáknak nincs olyan védő bundájuk, mint sok szárazföldi emlősnek, fókának vagy jegesmedvének, és inkább vastag zsírjukra támaszkodnak, hogy hideg vízben szigeteljék testüket. Ez a zsír nagyon sima külső felületet tesz lehetővé, csökkentve a hidrodinamikai ellenállást is. Egy másik módja annak, hogy a bálnák csökkentsék mind a hőveszteséget, mind a húzást, a nemi szervek internalizálása, ahelyett, hogy külső lenne, mint a legtöbb szárazföldi emlős.
a vastag zsírréteg nemcsak a test belsejében tartja a hőt, hanem a legkülső bőrréteget a környező víz hőmérsékletére hűtik, hogy tovább csökkentsék a hőveszteséget vezetéssel. A zsírréteg vastagsága fajonként és évszakonként változik: például, a púpos bálnák általában körülbelül 6 hüvelyk vastag zsírréteggel rendelkeznek, míg etetési időszakuk után a jobb bálnák legfeljebb 50 cm vastag zsírréteggel rendelkezhetnek! A vastagabb zsírrétegek bizonyos fajokat is élénkebbé tesznek. Valójában innen származik a “jobb bálna” név; annyira élénkek, hogy még akkor is lebegnek, amikor meghaltak, és a bálnavadászat napjaiban a “megfelelő” bálnának tekintették, hogy megöljék. A felhajtóerő egyik mellékhatása, hogy ezek a bálnák általában búvárkodáskor gyakrabban emelik ki a flukes-t a vízből, mert extra segítségre van szükségük ahhoz, hogy leereszkedjenek a vízoszlopba. Az áramvonalasabb bálnák, mint a finbacks vagy a minke, csak néhány hüvelyk vastag zsírréteggel rendelkeznek, és ritkán kell merülniük búvárkodás közben.
de ez csak az egyik oldala a történetnek, mi van, ha a bálnák túlmelegednek, mert gyorsan úsznak, felszíni aktívak, terhesek vagy melegebb vízben vannak. A bálnáknak nincs faggyúmirigyük, és nem tudnak úgy izzadni, mint mi, hogy lehűljenek, ezért más stratégiára van szükségük, hogy képesek legyenek a felesleges hőt kiüríteni…és a hő leadásához meg kell találni a módját, hogy megkerüljék a zsírréteget. Tehát míg a zsírréteg nagy szigetelést biztosít a bálnák testének nagy részében, vannak olyan területek, amelyeket hőablakoknak neveznek, amelyek nem tartalmaznak zsírt és nincsenek jól szigetelve. Ezek a területek közé tartoznak a békalábok, a hátsó uszonyok és a flukes, mindegyik viszonylag vékony és erősen vaszkularizált. Még mindig nem vagyunk teljesen biztosak abban, hogy mi a hátsó uszony célja, mert egyes bálnáknak teljesen hiányzik—de úgy gondoljuk, hogy ezek a termikus ablakok időnként úgy működnek, hogy a bálnák felesleges hőt termeljenek.
míg a termikus ablakok nagyszerű lehetőségeket kínálnak a bálnák számára, hogy túlmelegedés esetén hőt termeljenek, nem mindig akarnak hőt veszíteni a környezetbe. Ezeknek a területeknek az egyik problémája az, hogy a belőlük visszatérő vér hideg, és potenciálisan hideg sokkolhatja a szívet. Ezt megakadályozza egy másik nagy adaptáció-az ellenáramú hőcserének nevezett rendszer. Ezekben a szövetekben az artériák és a vénák nagyon közel vannak egymáshoz, de a vér különböző irányokba áramlik, lehetővé téve a hő átjutását a membránokon. Tehát a meleg vérben lévő hő, amely elhagyja a szívet, felmelegíti a hideg vért, amely a végtagokból a szívbe vezet vissza. Ez azt jelenti, hogy a szívet mindig meleg vér pumpálja, és csökkenti a hőveszteséget a víz számára azokban a termikus ablakokban.
a bálnáknak ez az ellenáramú hőcseréje is van a szájuk puha palettáján (ez a rózsaszín a felső állkapocs tetején). Amikor a bálna bálnák hidegvíz – táplálkozási helyükön vannak, az idő legalább felét nyitott szájjal töltik, ami potenciálisan nagy hőveszteséget okozhat. Ez a rendszer biztosítja, hogy ne veszítsen túl sok hőt a környezetébe, és fenntartja a meleg vér visszatérését az agyba és a szívbe. Nyilvánvaló, hogy sok szabályozásra van szükség ennek a bonyolult folyamatnak a fenntartásához, ami a bálnákat rendkívül egyedivé teszi testhőmérsékletük szabályozásában.
