Hogyan maradnak életben a császárpingvinek a víz alatt még akkor is, amikor az oxigénnek már régen elfogyott?

A császárpingvinek a búvárkodás vitathatatlan bajnokai a madárvilágban. Képesek több mint 500 méterrel a felszín alá merülni, és több mint 20 percig a víz alatt maradni, holott minden jel szerint az oxigénjüknek ennek csak a töredéke alatt kellene elfogynia. Hogyan sikerül nekik ez a hihetetlenül menő trükk?

Amint a vízbe ugranak és visszatartják a lélegzetüket, laktát kezd felhalmozódni az izmaikban, amíg el nem érik az úgynevezett “aerob merülési határt”, amikor is átállnak az anaerob anyagcserére – egy oxigén nélkül működő rendszerre. Lelassítják a szívverésüket, és teljesen lekapcsolnak minden nem létfontosságú szervet. Ez majdnem olyan, mintha felfüggesztett életműködésbe kerülnének, kivéve, hogy még mindig életben vannak.

A kérdés az, hogyan váltják ki a pingvinek ezt az átalakulást? Hogy ezt kiderítsék, a kutatók oxigénmonitorokat ültettek be néhány császárpingvin izmaiba, nyomon követve, milyen mélyre mentek, és mi történt a madarak szervezetében lévő oxigénnel.

A kutatók már tudták, hogy a pingvineknek három oxigénraktáruk van, amelyekből merülés közben merítenek, és amelyek a vérben, a tüdőben és az izmaik myoglobinjában találhatók. Amikor a madarak felbukkantak a felszínre, a kutatók két különböző mintát találtak abban, ahogyan az oxigénszintek a merüléshez kapcsolódtak: néha a szintek egyenletes ütemben fogytak az izmokból, amíg el nem érték az anaerob állapotot. Ez arra utal, hogy amikor az izmokban lévő oxigén elfogy, az anaerob állapot lép működésbe. De azt is látták, hogy az oxigénszintek csökkentek, majd platóztak, mielőtt végül eléggé leestek ahhoz, hogy az anaerob állapotot kiváltsák. Ez arra engedte őket gondolni, hogy a pingvinek az energia átirányításának állati változatát csinálják a pajzsokból a térhajtóműmagba.

A Journal of Experimental Biology című folyóiratban most megjelent tanulmányukból kiderül, hogy a pingvinek képesek izmaikat elkülöníteni a keringési rendszerük többi részétől. Képesek az izmaikból a tüdőjüktől és a vérüktől elkülönítve elszívni az oxigént – ami lehetővé teszi számukra, hogy elérjék ezt az anaerob állapotot, miközben testük más részeiben tartalékokat tartanak fenn. Vagy megakadályozhatják az anaerob állapot kialakulását, mert képesek a másik két rendszerből az oxigént átirányítani az izmokba, így minden szépen és oxigénnel ellátva marad.

Ezzel a két módszerrel a pingvinek gondoskodnak arról, hogy csak akkor lépjenek anaerob állapotba, amikor a legnagyobb szükség van rá.