pentru a urmări seria noastră de adaptări pentru balene, această postare pe blog se va concentra asupra modului în care balenele, ca mamifere cu sânge cald, pot rămâne calde în timp ce trăiesc în apă-în special în medii cu apă rece. La fel ca noi, balenele sunt mamifere și mențin o temperatură internă constantă a corpului, indiferent de mediul lor. De fapt, temperatura corpului lor este aproape de a noastră—variind de la aproximativ 97 la 100 de grade. Cu toate acestea, apa conduce căldura departe de corp 24.De 5 ori mai rapid decât aerul, ceea ce face ca pierderea de căldură să fie o problemă importantă pentru orice mamifer care petrece timp în apă. Acesta este motivul pentru care ne simțim mai reci în apă și de ce putem tolera temperaturi mai reci ale aerului decât cele ale apei.
pentru a reduce pierderile de căldură, balenele au trei adaptări principale: reducerea suprafeței corpului la raportul volum, utilizarea stratului gros de grăsime ca izolator și reținerea căldurii prin schimbul de căldură contra-curent.
este important ca balenele să aibă o suprafață mică în raport cu volumul total al corpului. Cred că imaginile ar putea ajuta explica acest lucru mai bine:
în mod clar, șoarecii și elefanții au dimensiuni ale corpului foarte diferite și volume ale corpului mult diferite—cantitatea de spațiu ocupată de materia corpului lor. Dar ceea ce aș vrea să ilustrez este că, în raport cu dimensiunea lor, șoarecele are o suprafață mult mai mare în care căldura ar putea fi pierdută în mediul extern. Dacă ambele animale ar fi expuse la vreme rece, ambele ar pierde în cele din urmă căldură în mediul înconjurător. Cu toate acestea, șoarecele ar pierde căldura mult mai repede, deoarece un procent mai mare din volumul total al corpului său este expus la suprafață. Pentru a păstra căldura, este mai benefic să aveți un volum mai mare în comparație cu suprafața corpului, deci există mai puține oportunități de pierdere de căldură. Acest lucru ajută la explicarea motivului pentru care mamiferele marine tind să fie atât de mari, deoarece este benefic pentru ele să aibă cea mai mică suprafață relativă în contact cu apa. Și este mai ușor pentru balene să atingă dimensiuni mari pentru că nu trebuie să facă față efectelor depline ale gravitației, cum ar fi mamiferele terestre.
al doilea mod în care balenele se încălzesc este grăsimea. Deși blana este un bun izolator pentru mamiferele terestre, nu ar fi la fel de reușită pentru balene din câteva motive. Blana funcționează ca un izolator, deoarece captează un strat izolator de aer: cu toate acestea, presiunea atmosferică de sub apele de suprafață face ca aerul să se comprime și să-și piardă puterea izolatoare. Prin urmare, balenele nu au o haină de blană protectoare ca multe mamifere terestre sau foci și urși polari și se bazează în schimb pe grăsimea lor groasă pentru a-și izola corpurile în apă rece. Acest blubber permite o suprafață exterioară foarte netedă, reducând, de asemenea, rezistența hidrodinamică. Un alt mod în care balenele reduc atât pierderile de căldură, cât și tracțiunea este de a-și internaliza organele genitale, în loc să fie Externe ca majoritatea mamiferelor terestre.
stratul gros de grăsime nu numai că păstrează căldura în interiorul corpului, dar stratul exterior al pielii este răcit la aceeași temperatură a apei din jur pentru a reduce și mai mult pierderile de căldură prin conducție. Grosimea stratului de grăsime variază în funcție de specie și de perioada anului: de exemplu, balenele cu cocoașă au, în general, straturi de grăsime de aproximativ 6 inci grosime, în timp ce după sezonul lor de hrănire balenele potrivite pot avea un strat de grăsime de până la 50 cm grosime! Straturile mai groase de grăsime fac, de asemenea, anumite specii mai plutitoare. De fapt, de acolo a venit numele „balena potrivită”; sunt atât de plutitoare încât plutesc chiar și atunci când sunt moarte și în zilele de vânătoare de balene au fost considerate balena „potrivită” pentru a ucide. Unul dintre efectele secundare ale plutirii este că aceste balene își vor ridica de obicei flukes-urile din apă mai des atunci când se scufundă, deoarece au nevoie de ajutor suplimentar pentru a se propulsa în coloana de apă. Balenele mai raționalizate, cum ar fi finbacks sau minkes, au straturi de grăsime de doar câțiva centimetri grosime și rareori trebuie să se strecoare atunci când se scufundă.
dar aceasta este doar o parte a poveștii, ce se întâmplă dacă balenele se supraîncălzesc pentru că înoată rapid, sunt active la suprafață, sunt însărcinate sau sunt în apă mai caldă. Balenele nu au glande sebacee și nu pot transpira ca noi pentru a se răcori, așa că au nevoie de o strategie diferită pentru a putea arunca excesul de căldură…și pentru a vărsa căldură, trebuie să existe o modalitate de a ocoli stratul de grăsime. Deci, în timp ce stratul de grăsime oferă o izolare excelentă pentru majoritatea corpului balenelor, există anumite zone numite ferestre termice care nu au grăsime și nu sunt bine izolate. Aceste zone includ inotatoare, aripioare dorsale, și flukes lor, fiecare relativ subțire și foarte vascularizat. Încă nu suntem pe deplin siguri care sunt toate scopurile înotătoarei dorsale, deoarece unele balene nu o au în totalitate—dar credem că aceste ferestre termice funcționează uneori ca o modalitate pentru balene de a vărsa excesul de căldură.
în timp ce ferestrele termice sunt oportunități excelente pentru balene de a vărsa căldură dacă se supraîncălzesc, nu doresc întotdeauna să piardă căldură pentru mediu. Una dintre problemele cu aceste zone este că sângele care se întoarce de la ei este rece și ar putea șoc rece inima. Acest lucru este împiedicat de o altă mare adaptare—un sistem numit schimb de căldură contra-curent. Arterele și venele din aceste țesuturi sunt foarte apropiate, dar sângele curge în direcții diferite, permițând transferul căldurii prin membrane. Deci, căldura din sângele cald care părăsește inima va încălzi sângele rece care se îndreaptă înapoi spre inimă de la extremități. Aceasta înseamnă că inima este întotdeauna pompată cu sânge cald și scade căldura pierdută în apă în acele ferestre termice.
balenele au, de asemenea, acest schimb de căldură contra-curent în paleta moale a gurii lor (acesta este rozul din acoperișul maxilarului superior). Când balenele se află în zonele lor de hrănire cu apă rece, petrec cel puțin jumătate din timp cu gura deschisă, o potențială pierdere mare de căldură. Acest sistem ajută la asigurarea faptului că nu pierd prea multă căldură în mediul lor și menține sângele cald revenind la creier și inimă. În mod clar, este necesară o mulțime de reglementări pentru a menține acest proces complicat, ceea ce face ca balenele să fie extrem de unice în reglarea temperaturii corpului.
