Впервые зарегистрирована частота сердечных сокращений синего кита

Исследователям из Стэнфордского университета впервые удалось записать частоту сердечных сокращений синего кита — самого крупного вида на Земле. Данные были получены с помощью датчика в оранжевом пластиковом корпусе, закрепленного на ките присосками рядом с левым плавником. Электроды в двух присосках регистрировали сердечный ритм. Результаты опубликованы 25 ноября в Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Мы не знали, сработает ли это, и скептически отнеслись даже к первоначальным данным. Наш коллега Пол Понганис из Института океанографии Скриппса обнаружил первые сердечные сокращения в данных», — сказал ведущий автор работы Джереми Голдбоген.

Анализ данных показывает, что сердце синего кита работает практически на пределе своих возможностей, что может объяснять, почему киты не эволюционировали до еще больших размеров. Также данные указывают на необычные особенности сердца кита, которые могут помогать ему функционировать в таких экстремальных условиях.

«Животные, работающие на физиологическом пределе, помогают нам понять биологические ограничения размера», — отметил Голдбоген.

От пингвинов к китам

Идея измерения ЧСС у китов возникла после успешного эксперимента десятилетней давности, когда Голдбоген и Понганис измерили сердечный ритм у ныряющих императорских пингвинов в Антарктиде. Однако применить метод к диким синим китам было сложной задачей.

«Нужно было многое совпасть: найти синего кита, правильно разместить датчик на его коже, обеспечить хороший контакт и убедиться, что устройство работает», — пояснил Голдбоген.

Исследователь Дэвид Кейд сумел закрепить датчик с первой попытки. Со временем датчик сместился в позицию у плавника, где смог улавливать сигналы сердца.

Экстремальные показатели

Данные выявили striking extremes в работе сердца:

• При погружении ЧСС замедлялась, достигая в среднем 4–8 ударов в минуту, с минимумом около 2 ударов в минуту.
• На глубине, во время кормления (заглатывания добычи), ЧСС увеличивалась примерно в 2.5 раза от минимальной, а затем снова медленно снижалась.
• При всплытии и на поверхности, где кит дышал и восстанавливал уровень кислорода, ЧСС возрастала. Максимальная зарегистрированная ЧСС составила 25–37 ударов в минуту.

Эластичное сердце

Особенно интригующими оказались два факта:

1. Самая низкая ЧСС оказалась на 30–50% ниже прогнозируемой.
2. Самая высокая ЧСС почти превзошла прогнозы.

Исследователи предполагают, что неожиданно низкий пульс может быть объяснен эластичной дугой аорты (часть сердца, выводящая кровь к телу), которая у синего кита медленно сокращается, поддерживая дополнительный кровоток между ударами. Впечатляюще высокие показатели могут зависеть от особенностей движения и формы сердца, которые предотвращают нарушение кровотока из-за волн давления от каждого удара.

В целом, ученые считают, что сердце кита работает близко к своему пределу. Это может объяснять, почему ни одно животное не эволюционировало до размеров больше, чем у синего кита — энергетические потребности большего тела превысили бы возможности сердца.

Сейчас команда работает над усовершенствованием датчика, добавляя акселерометр, чтобы понять, как разные виды активности влияют на ЧСС. Они также планируют испытать устройство на других видах полосатиковых китов, таких как финвалы, горбатые и малые полосатики.

«Многое из того, что мы делаем, связано с новыми технологиями, идеями и подходами. Мы всегда стремимся расширять границы наших знаний об этих животных», — сказал Дэвид Кейд.