Акулы-молоты могут "задерживать дыхание" при глубоких погружениях, чтобы сохранить тепло

Новое исследование, представленное на конференции Ocean Sciences Meeting 2020 в Сан-Диего, показывает, что акулы-молоты (Sphyrna lewini) сохраняют тепло тела при погружении в холодные глубины у побережья Гавайев. Это позволяет предположить, что холоднокровный вид может поддерживать температуру, фактически "задерживая дыхание".

Результаты удивительны, поскольку обычно акулы-молоты быстро принимают температуру окружающей воды. У них не известны физиологические механизмы для сохранения или генерации тепла внутри тела, как отметил Марк Ройер, морской биолог из Гавайского университета в Маноа.

Ройер отслеживал акул, совершающих частые короткие погружения на глубину до 800 метров. Температура воды у побережья Гавайев падает с комфортных 25°C (75°F) на поверхности до примерно 4°C (40°F) на глубине 800 метров (2600 футов).

Почему тепло так важно?

Акулы-молоты — тропический и умеренно-теплый вид. При слишком низкой температуре тела они теряют мышечную функцию, остроту зрения, и их метаболизм замедляется. Холодная акула не может двигаться и дышать.

Механизм "задержки дыхания"

Акулы дышат, пропуская воду через рот и жабры, где кислород поступает в кровь. Постоянное движение необходимо, чтобы избежать утопления. Контакт воды с большой поверхностью жабр быстро охлаждает или нагревает кровь до температуры воды.

Ройер предполагает, что акулы-молоты могут просто закрывать рот или сжимать жабры во время погружений, чтобы не впускать холодную воду и избежать переохлаждения. "Законы термодинамики неумолимы. Мы знаем, что вода очень холодная, а акулы остаются теплыми. Значит, акулы не могут терять тепло тела через жабры".

В отличие от теплокровных рыб, таких как синий тунец или большая белая акула, у молотов нет специализированной мускулатуры для обогрева крови. Возможно, у них есть ранее неизвестная способность перенаправлять кровь от жабр.

"Мы не знаем точный механизм — простое закрытие рта и жабр или шунтирование крови. Любой из этих механизмов означает прекращение газообмена в жабрах, поэтому акула, по сути, задерживает дыхание на время этих глубоких погружений", — пояснил Ройер.

Данные с датчиков

Ройер оснастил акул пакетами датчиков, которые регистрировали глубину, удары хвоста, наклон и крен тела, а также температуру мышц акулы и окружающей воды. Он отслеживал девять акул в течение 7–23 дней, собрав более 1750 часов данных с их погружений у острова Оаху.

Картина погружения

Во время погружений акулы спокойно опускались до ~100 метров (330 футов). Затем их носы опускались на 80 градусов, и они стремительно устремлялись в глубину. "Они почти как пикирующие бомбардировщики", — сказал Ройер.

Температура тела оставалась постоянной после глубины 150 метров (500 футов), где исследователи ожидали начального охлаждения, и пока акулы активно плавали на глубине. Примерно через пять минут акулы стремительно поднимались до ~300 метров (1000 футов), где замедлялись, и температура их тела резко падала.

Акулы проводили около 45 минут у поверхности, медленно согреваясь, прежде чем повторить цикл погружения.

Цель погружений

Исследователи не уверены в цели погружений, но периодические находки клювов глубоководных кальмаров в желудках молотов указывают на охоту за глубоководной добычей. Ройер планирует использовать камеры в будущих исследованиях, чтобы узнать больше о поведении акул на глубине и понаблюдать за их ртами и жабрами.