Pingwini głębokościomierz

Pingwin cesarski. /źródło: wiki; Hannes Grobe (CC BY 3.0)

ResearchBlogging.org

Jakoś tak zawsze wychodzi, że pisząc o arktycznej (czy raczej antarktycznej) faunie, nieodmiennie powracam do pingwinów. Być może to dlatego, że wiele ciekawych badań zajmuje się właśnie tymi potulnymi ptaszętami (że przypomnę tylko badania nad poszukiwaniem populacji pingwinów na Antarktydzie poprzez szukanie śladu ich kup na zdjęciach satelitarnych, badania nad kątem pod jakim defekują, badania nad szybkością ich ewolucjii itd.). A być może dlatego, że to po prostu urocze stworzenia, chociaż wątpię, żeby jakakolwiek instytucja finansująca badania naukowe takim kryterium się kierowała – ale powinna!

Pingwin cesarski. /źródło: wiki; Hannes Grobe (CC BY 3.0)

Tym razem rzucimy szybko okiem na poważną pracę, opublikowaną na dniach w branżowym The Journal of Experimental Biology, której autorzy postanowili zbadać, w jaki sposób nurkujące pingwiny cesarskie wiedzą, kiedy pora zacząć wracać na powierzchnię. A pytanie jest oczywiście niebłahe, o czym wie każdy nurek. Podobnie zresztą jak i każdy podróżnik eksplorator – gdy wyruszamy w nieznane musimy być albo niesamowicie solidnie zaopatrzeni albo liczyć na to, że gdy miniemy punkt naszej podróży, po którym nie ma już odwrotu – bo nasze zaopatrzenie do tego nie wystarczy – musimy liczyć na to, że znajdziemy w końcu wodę, pożywienie, czy, w przypadku nurkowania, tlen. Nie są jednak póki co znane żadne magiczne złoża tego ostatniego na dnie mórz i oceanów, niezwykle istotnym więc staje się podjęcie decyzji co do tego, kiedy dotarliśmy do punktu krytycznego, po minięciu którego nie ma już powrotu.

Tym z nas, którzy dla sportu, zabawy, lub w ramach pracy, nurkują na duże głębokości, z pomoca przychodzi technologia. Oprócz masy innych urządzeń pomiarowych mamy przede wszystkich wskaźnik zawartości butli z tlenem, z którą wędrujemy wgłąb. Sprawa jest więc w tym przypadku nieskomplikowana. Jednak pojawia się pytanie: jak w takim razie robią to nurkujące zwierzęta? Pingwiny, wieloryby, ptaki morskie… Skąd wiedzą, kiedy zapas tlenu, z jakim zanurzyły się pod wodę dociera do momentu, gdy trzeba się wynurzyć? Być może posiadają rodzaj biologicznego zegara? Jak jednak miałby on działać – w końcu pomiar czasu, jakim go znamy, jest wymysłem czysto ludzkim.

Trójka badaczy z Japonii i Stanów Zjednoczonych postanowiła problem przebadać na pingwinach cesarskich (Aptenodytes forsteri). Podejrzewam, że główną przyczyną było to, że są dość łatwe do złapania w porównaniu z innymi zwierzętami, które można by brać tutaj pod uwagę. Ale nie bez znaczenia jest też fakt, że ten gatunek pingwinów jest bardzo dobrze opisany pod kątem tych nurkujących zachowań. A mogą one nas nimi solidnie zawstydzić. Dość wspomnieć, że rekord w nurkowaniu (bez butli) to obecnie nieco mniej niż 300 m. O pingwinach cesarskich wiadomo zaś, że nurkują nawet poniżej 550 m, a pod wodą przebywać mogą blisko pół godziny.

Autorzy postawili następującą hipotezę: punkt powrotu nie jest określany przez fizyczny pomiar czasu (w pingwinich jednostkach), ale poprzez osiągnięcie pewnego etapu zmęczenia mięśni, wyrażonego w doświadczeniach przez liczbę machnięć skrzydłami. Hipoteza jest o tyle rozsądna, że wysiłek fizyczny związany z pływaniem jest jednym z głównych czynników wpływających na zużycie tlenu i definiujących tzw. ADL, czyli tlenowy limit nurkowania, o czym w innej pracy na pingwinach cesarskich donoszo niedawno w tym samym piśmie. Badacze postanowili zatem sprawdzić, jak czas nurkowania ma się do intensywności wiosłowania.

Badania dokonano na dwóch grupach pingwinów. Pierwszą stanowiło 10 osobników, które po przymocowaniu do nich urządzeń pomiarowych zostały wypuszczone z powrotem na wolność. Drugą stanowiły 3 osobniki, które trzymane były w zagrodzie z przeręblą, w której mogły swobodnie nurkować. Do celów badawczych zanurzenie zostało zdefiniowano jako zejście pod wodę na głębokość większą niż 2 metry i czas dłuższy niż 3 sekundy. Jako punkt powrotu zdefiniowano moment, w którym ptaki rozpoczynały stopniowe wynurzanie się (a nie moment osiągnięcia dna – bo na tym poziomie mogły czasem pozostawać przez chwilę). Ilość machnięć skrzydłami została wyliczona na podstawie przyspieszeń osiąganych przez ptaki w czasie nurkowania.

Zależność pomiędzy liczbą machnięć skrzydłami, a pokonanym pod wodą dystansem - zarówno wgłąb, jak i horyzontalnym. Na czarno zaznaczono pingwiny obserwowane w środowisku naturalnym, na niebiesko te w otoczeniu kontrolowanym (z jedną dostępną przeręblą). Niezależnie od grupy limitem było ok. 240 uderzeń skrzydłami. /źródło: Shiomi et al., J. Exp. Biol. (2012) 215: 135-140 (CC BY-NC-SA 3.0)

No i najlepiej chyba wyniki podsumowuje powyższy wykres. Niezależnie od tego, czy w czasie przebywania pod wodą pingwiny płynęły tylko wgłąb, czy też pokonywały większe odległości horyzontalnie, niezależnie od tego, czy nurkowały na otwartym morzu, czy też były ograniczone jedną przeręblą, do której musiały wrócić, niezależnie od całkowitego czasu spędzonego pod wodą (pingwiny z eksperymentu A przebywały pod wodą średnio nieco mniej niż 6 minut – na ponad 15000 zaobserwowanych zanurzeń; zaś pingwiny B nurkowały rzadziej, za to na znacząco dłuższe okresy czasu), niezależnie od tych wszystkich czynników pingwiny zdawały się podejmować decyzję o wynurzeniu po wykonaniu ok. 240 machnięć skrzydłami.

Autorzy obiecują oczywiście więcej badań: dla postępu nauki poświęcą się jeszcze trochę i pojadą na kolejne wakacje na biegun południowy. Niemniej myślę, że już na tym etapie możemy przyznać, że sprawa jest dość jasna: pingwiny nie przejmują się upływem czasu (bardzo zdrowe podejście). Zamiast tego kontrolują swój pobyt pod wodą według jedynego rozsądnego kryterium: nie tyle momentu, co po prostu możliwości powrotu.

Shiomi, Kozue, Sato, Karsufumi, & Ponganis, Paul J. (2012). Point of no return in diving emperor penguins: is the timing of the decision to return limited by the number of strokes? The Journal of Experimental Biology, 215, 135-140 : 10.1242/jeb.064568

Williams, Cassondra L., Meir, Jessica U., & Ponganis, Paul J. (2011). What triggers the aerobic dive limit? Patterns of muscle oxygen depletion during dives of emperor penguins The Journal of Experimental Biology, 214, 1802-1812 : 10.1242/jeb.052233

4 Comments

  1. boże… ale idiotyzm… a może jednak to jest po prostu tak jak z nami, ludźmi? gdy ja zanurkuję też wiem kiedy się wynurzyć… nie liczę machnięć ramionami… po prostu wiem, bo nauczyłem się tego czasem nurkując delikatnie za długo, czasem za krótko i po prostu poznałem możliwości swojego organizmu?

    Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s