غواصی عمیق تر با بازیابی طولانی تر سطح شیرهای دریایی مرتبط است

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

شیرهای دریایی، پستانداران دریایی متعلق به خانواده فوک‌های گوشدار، باید برای جستجوی غذا و منابع دیگر غواصی کنند. با این حال، بین غواصی، آنها برای نفس کشیدن و بهبودی به سطح برمی گردند.

برای دهه‌ها، زیست‌شناسان دریایی تصور می‌کردند که زمان صرف شده در بالای آب به حیوانات اجازه می‌دهد تا اکسیژن مورد استفاده در هنگام غواصی را دوباره پر کنند، دی اکسید کربن را پاک کنند و در برخی موارد، لاکتات انباشته شده را پردازش کنند. اگر چنین بود، انتظار می‌رود دوره‌های طولانی‌تر جستجوی زیر آب به دوره‌های بهبود طولانی‌تری نیاز داشته باشد.

محققان دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز، دانشگاه بیله فلد و سایر موسسات در سراسر جهان اخیرا این فرضیه را با تجزیه و تحلیل الگوهای غواصی پنج گونه مختلف شیر دریایی آزمایش کردند.

یافته‌های آن‌ها که در Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences منتشر شده است، نشان می‌دهد که دوره‌های بهبودی طولانی‌تر ناشی از مدت‌زمان غواصی طولانی‌تر نبوده، بلکه به عمق کبوترهای شیرهای دریایی بستگی دارد.

جوناس اف. ما رفتار غواصی گونه‌های مختلف شیرهای دریایی را مقایسه می‌کردیم تا بفهمیم چگونه محیط و فیزیولوژی بر استراتژی‌های جستجوی علوفه تأثیر می‌گذارد. در حین کاوش در داده‌ها، متوجه شدم که فراتر از یک مدت غواصی مشخص، زمانی که حیوانات در سطح سپری می‌کنند ناگهان افزایش می‌یابد.»

در ابتدا، محققان نتایج تجزیه و تحلیل های خود را به عنوان نشانه ای از به اصطلاح حد غواصی هوازی تفسیر کردند. این به بیان ساده، مدت زمان غواصی است که پس از آن افزایش اتکا به تولید انرژی بدون اکسیژن باعث افزایش سطح لاکتات خون در بدن حیوانات می شود.

پس از عبور از این حد، شیرهای دریایی اصولا به دوره های بهبودی طولانی تری در بالای آب نیاز دارند. با این حال، زمانی که شوارتز با دقت بیشتری به آن نگاه کرد، متوجه شد که داده ها با این پیش بینی اولیه مطابقت ندارند.

او گفت: «هرچه بیشتر به آن نگاه کردم، اعداد کمتر معنا پیدا کردند.

"سرانجام، متوجه شدم که این آستانه ظاهری صرفا نقطه ای بود که در آن غواصی های کم عمق به طور فزاینده ای نادر می شدند، زیرا غواصی های طولانی تر تمایل به عمیق تر شدن داشتند. این امر روشن کرد که ما باید بین تأثیرات عمق شیرجه و مدت غواصی بر زمان بازیابی تمایز قائل شویم و در نهایت چیزی بسیار جالب تر از آنچه در ابتدا به دنبالش بودیم پیدا کردیم."

شوارتز و همکارانش برای انجام تجزیه و تحلیل های خود، سوابق غواصی شیر دریایی را که در کشورهای مختلف جهان در 22 سال گذشته جمع آوری شده بود، ترکیب کردند. این رکوردها شامل 374 شیر دریایی متعلق به پنج گونه مختلف و زندگی در 18 کلنی بود.

شوارتز توضیح داد: «برای جمع‌آوری داده‌های غواصی، شیرهای دریایی به دستگاه‌های ثبت کوچکی مجهز شدند که فشار و در نتیجه عمق را هر چهار ثانیه اندازه‌گیری می‌کردند».

"از این سوابق، ما می‌توانیم تعیین کنیم که هر حیوان چقدر عمیق و چه مدت غواصی کرده است، و همچنین مدت زمانی را که قبل از غواصی دوباره در سطح سپری کرده است. سپس از مدل‌های آماری برای بررسی چگونگی تأثیر عمق و مدت زمان بر زمان بهبودی استفاده کردیم، در حالی که تفاوت‌های بین افراد و گونه‌ها را در نظر گرفتیم."

شیرهای دریایی مشاهده شده توسط محققان محیط‌های دریایی مختلف، از آب‌های گرمسیری تا زیرقطبی را بررسی کردند. این تیم رکوردهای بیش از 800000 غواصی را تجزیه و تحلیل کرد و حداکثر عمق بدست آمده در هر شیرجه، زمان سپری شده در زیر آب و مدت زمانی را که حیوانات بعدا در سطح آب سپری کردند، مقایسه کردند.

شوارتز گفت: «چیزی که به نظر من مهم‌تر است، الگوی کلی است. در حالی که بخش‌های منفرد الگو، مانند رابطه خطی عمق و زمان بازیابی، در واقع می‌توانند توضیحات متفاوتی داشته باشند، الگو به‌طور کلی نشان می‌دهد که زمان صرف شده تحت فشار، به جای بازیابی متابولیک به تنهایی، عامل اصلی تعیین‌کننده مدت زمانی است که شیرهای دریایی بین غواصی نیاز دارند تا بازیابی شوند.

شوارتز و همکارانش مشاهده کردند که شیرجه‌های عمیق‌تر، که در طی آن حیوانات فشار بیشتری را تجربه می‌کردند، با دوره‌های بهبودی طولانی‌تری همراه بود. طول مدت غواصی خود تأثیر کمی بر زمان بازیابی سطح پس از غواصی های کم عمق داشت، اما در اعماق بیشتر تأثیر فزاینده ای داشت.

شوارتز می گوید: «کار ما مفهومی را در فیزیولوژی غواصی بازبینی می کند که برای نزدیک به 80 سال وجود داشته است. "با این حال پیامدهای آن بسیار فراتر از فیزیولوژی است. زمانی که حیوانات برای بهبودی در سطح نیاز دارند، مستقیما بر کارایی جستجوی علوفه آنها تأثیر می گذارد و بنابراین بر استراتژی هایی که قابل دوام هستند تأثیر می گذارد."

شیرهای دریایی قبل از غواصی نفس می کشند و هوا را به داخل آب داخل ریه های خود می برند. تیم فرضیه‌ای را مطرح کرد که افزایش فشار زیر آب باعث حرکت نیتروژن از این هوای ذخیره‌شده به خون و بافت‌های حیوانات می‌شود و فواصل سطحی ممکن است به آن‌ها اجازه دهد تا مقداری از این نیتروژن انباشته‌شده را آزاد کنند. از آنجایی که محققان تجمع نیتروژن را اندازه گیری نکردند، این یک توضیح فرضی باقی می ماند.

شوارتز توضیح داد: «اگر زمان بازیابی مرتبط با غواصی عمیق‌تر را دست کم بگیریم، در خطر نتیجه‌گیری اشتباه در مورد معاوضه‌ای که حیوانات با آن‌ها روبرو هستند، می‌شویم، استراتژی‌های جستجوی غذا سودآورترند و چگونه ممکن است به تغییرات در محیط خود واکنش نشان دهند.

"مدیریت نیتروژن یک نامزد امیدوارکننده برای توضیح الگوهایی است که مشاهده کردیم، و کشف اینکه کدام مکانیسم های فیزیولوژیکی در نهایت مسئول هستند، هیجان انگیز خواهد بود."

این مطالعه می‌تواند درک فرآیندهای بیولوژیکی پشت جستجوی زیر آب را در شیرهای دریایی و بالقوه دیگر گونه‌های فوک بهبود بخشد. شوارتز در حال حاضر روی گسترش مجموعه داده های غواصی تیمش با گنجاندن سایر شکارچیان دریایی مانند فوک های خزدار، فوک های واقعی و پنگوئن ها کار می کند.

شوارتز می‌گوید: فوک‌های خز با شیرهای دریایی مرتبط هستند و فیزیولوژی غواصی مشابهی دارند. "فوک های واقعی کمی دورتر به هم مرتبط هستند و در فیزیولوژی غواصی خود به شدت متفاوت هستند، به عنوان مثال، بازدم قبل از غواصی. از سوی دیگر، پنگوئن ها به هیچ وجه با فوک ها ارتباط نزدیکی ندارند، اما برخی سازگاری های غواصی را با شیرهای دریایی به اشتراک می گذارند، از جمله، برای مثال، غواصی با هوا در ریه های آنها."

در آینده، مجموعه داده های توسعه یافته این تیم می تواند برای مقایسه استراتژی های جستجو و غواصی زیر آب گونه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. شوارتز به ویژه به این موضوع علاقه مند است که مشخص کند آیا الگوی بهبودی که با همکارانش کشف کرده است در گونه های دیگر نیز وجود دارد یا خیر.

او افزود: «من می‌خواهم بفهمم که این الگوی بازیابی چقدر در میان شکارچیان دریایی گسترده است و چرا برخی از گونه‌ها ممکن است آن را نشان دهند در حالی که برخی دیگر چنین نمی‌کنند. با مقایسه حیواناتی که با هوا در ریه‌های خود شیرجه می‌زنند با حیواناتی که قبل از غواصی بازدم می‌کنند، همچنین امیدوارم شواهد بیشتری در مورد اینکه آیا نیتروژن مسئول الگویی که مشاهده کردیم، پیدا کنم.

توسط نویسنده ما Ingrid Fadelli، ویرایش شده توسط Sadie Harley، و بررسی واقعیت و بازبینی توسط رابرت ایگان برای شما نوشته شده است - این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

Jonas F. L. Schwarz و همکاران، Depth ساعت بازیابی را تنظیم می کند: شواهدی برای اثر زمان در فشار در شیرهای دریایی، مجموعه مقالات انجمن سلطنتی B: علوم زیستی (2026). DOI: 10.1098/rspb.2026.1690.

روزنامه نگار آزاد با لیسانس روانشناسی و کارشناسی ارشد روزنامه نگاری بین المللی. از سال 2018 هوش مصنوعی، رباتیک، علوم اعصاب و اخترفیزیک را پوشش می دهد. نمایه کامل →

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →