La balenottera azzurra, un gigante della nostra terra, può immergersi fino a circa 35 minuti e a 1000 piedi (304,8 m) di profondità. Tuttavia, i tempi normali di immersione si riducono a circa 5-15 minuti, ma sono comunque molto più lunghi di quelli della maggior parte degli esseri umani. Tuttavia, le balenottere azzurre sono mammiferi che vivono in un ambiente marino, quindi come fanno a trattenere il respiro per un tempo così lungo? Per rispondere a questa affascinante domanda, dobbiamo immergerci un po' più a fondo nell'anatomia e nel comportamento di immersione di questi giganti gentili!
La respirazione nelle balene
Le balene non sono pesci, sono mammiferi e questo significa che non possiedono branchie per respirare sott'acqua, ma hanno comunque bisogno di risalire in superficie per respirare aria fresca nei polmoni. Le balene diventano perfezioniste nel trattenere il respiro a lungo. A seconda della specie, il tempo trascorso sott'acqua varia da pochi minuti a diverse ore!
| Specie di cetacei | Tempo medio di immersione (min) | Tempo massimo di immersione (min) |
|---|---|---|
| Balenottera azzurra | 20 | 36 |
| Capodoglio | 45 | 138 |
| Balena dal becco di Cuvier | 60 | 222 |
| Balena assassina | 4 | 16 |
E se vi chiedete se le balene possono annegare, no, hanno un meccanismo speciale che impedisce loro di annegare, ma se non riescono a risalire in superficie, soffocano e muoiono. Di solito il soffocamento avviene solo per impigliamento o per gravi traumi causati da rumori o pressioni molto forti.
La balena blu
Le balene sono indubbiamente creature mastodontiche e la balenottera azzurra le supera tutte. Probabilmente si pensa che tutti gli organi delle balenottere blu siano straordinariamente grandi e che quindi abbiano polmoni enormi, in grado di immagazzinare più aria e quindi di prolungare le immersioni. Tuttavia, non è così facile! Nei prossimi paragrafi vi spiegherò perché e come una balenottera azzurra può trattenere il respiro per molto tempo.
Anatomia della balenottera azzurra
Sì, le balenottere blu possiedono polmoni enormi, con una capacità di circa 5000 litri. Tuttavia, in proporzione alle dimensioni del corpo, le balene hanno polmoni più piccoli degli esseri umani. Mentre un polmone umano occupa circa 7% della cavità interna del corpo, i polmoni delle balene ne occupano solo 3%. I polmoni delle balene sono strutturati in modo diverso, con una serie di sacche d'aria ben perforate collegate tra loro, che li rendono più efficienti. Il fatto più importante, tuttavia, è che le balenottere azzurre possono immagazzinare fino a 90% del loro apporto di ossigeno.
Tutte le balene con i fanoni hanno di solito due sfiatatoi, che facilitano un maggiore apporto di ossigeno. L'intero sistema respiratorio delle balene è molto più efficiente rispetto a quello dei loro antenati terrestri. Questi sfiatatoi svolgono un ruolo importante in quanto sono chiusi da un piccolo lembo muscolare durante l'immersione e si aprono solo in superficie con un'espirazione ad alta pressione per eliminare le molecole d'acqua circostanti. Queste molecole non dovrebbero entrare nella trachea e nei polmoni collegati. La gabbia toracica flessibile impedisce inoltre a questi polmoni altamente adattati di collassare sotto pressione.
Oltre ai grandi polmoni, le balenottere blu possiedono anche un enorme cuore di 200 kg, che deve pompare più di 1000 litri di sangue attraverso il loro immenso corpo. In generale, il sangue occupa fino a 20% del volume corporeo nelle balene, ma solo fino a 7% negli esseri umani. Ma non solo, anche il sangue e i muscoli, con le loro speciali proteine chiamate emoglobina e mioglobina, sembrano essere i principali depositi di ossigeno nel corpo delle balene! In ognuna di queste proteine, le balene possiedono 30% in più rispetto agli esseri umani, facilitando l'immagazzinamento di ossigeno fino a 35% nelle balene. In totale, le balene possono immagazzinare fino a 75% dell'ossigeno inalato nel loro sistema circolatorio!
Immersione in balena blu
Una delle condizioni importanti delle lunghe immersioni viene eseguita già prima di tuffarsi negli abissi. Invece di inspirare e immergersi, i cetacei espirano circa 90% dell'aria intrappolata fino a 600 km/h prima di scendere. Parte dell'efficientissimo scambio di gas nei cetacei si basa su questo meccanismo, poiché l'aria viziata viene espulsa per prima e quindi è possibile assorbire più ossigeno fresco. Il risultato è un assorbimento di ossigeno di circa 90% per respiro nelle balene e solo fino a 15% negli esseri umani. Un altro vantaggio è che, senza il polmone pieno d'aria, la galleggiabilità diminuisce e l'affondamento comporta meno movimento ed energia e quindi un minor consumo di ossigeno.
Risposta all'immersione e adattamenti subacquei
Inoltre, la cosiddetta risposta all'immersione dei mammiferi marini li aiuta a rimanere sott'acqua per molto tempo. Questo meccanismo consiste in diverse attività corporee alterate. Un buon esempio è il rallentamento della frequenza cardiaca negli individui che si immergono. Possono rallentare fino a circa 3 battiti al minuto. Inoltre, l'apporto di sangue agli organi non essenziali, come la pelle e gli organi legati alla digestione, si riduce. Questo meccanismo è chiamato ischemia. Durante l'immersione alcune vie sanguigne sono addirittura completamente bloccate. Da qui si capisce l'importanza dei periodi di riposo in superficie, perché il prolungamento di questi processi può diventare dannoso per l'animale.
Inoltre, la respirazione anaerobica offre l'opportunità di rimanere più a lungo sott'acqua. Di solito, la maggior parte delle balene inizia questo processo di respirazione dopo almeno 90% dell'immersione. A causa dei processi biochimici, si accumulano acidi lattici, che riducono l'efficienza muscolare e l'affaticamento muscolare. Questa situazione è simile a quella dei nostri muscoli doloranti dopo un allenamento intenso. L'utilizzo anticipato di questo tipo di respirazione può causare problemi e affaticamento durante l'immersione. Solo le balene dal becco, i subacquei da record, hanno trovato un meccanismo ancora sconosciuto per affrontare questi problemi. Poiché sono note per immergersi fino a quasi quattro ore, possono comunemente utilizzare la respirazione anaerobica durante l'ultima ora di immersione.
Comportamento di foraggiamento e prede delle balenottere azzurre
In ogni caso, le prede principali delle balenottere azzurre sono plancton, piccoli pesci e krill, che si trovano normalmente negli strati superiori della colonna d'acqua dei nostri oceani. Dato che l'evoluzione naturale favorisce l'efficienza e il successo nella sopravvivenza (riproduzione), la balenottera azzurra non ha alcun motivo evidente per immergersi in profondità e a lungo. Gli studi suggeriscono inoltre che la strategia di foraggiamento ad affondo delle balenottere azzurre è molto dispendiosa dal punto di vista energetico e, quindi, limita la durata delle immersioni. I ricercatori hanno avvalorato questa ipotesi esaminando altre grandi balene con diversi comportamenti di foraggiamento, che tendono ad avere durate di immersione più lunghe.
Conclusione
In definitiva, in questo articolo abbiamo potuto fare un po' di luce su queste creature mistiche e sul loro comportamento in immersione. Le balenottere azzurre non sono considerate delle maratonete, con "solo" mezz'ora di permanenza sott'acqua, ma i loro corpi massicci sono spettacolarmente adattati all'ambiente e davvero ipnotizzanti da osservare!
Se volete vedere da vicino questi splendidi giganti dell'oceano, la vostra occasione è qui! Le balenottere azzurre migrano nelle acque delle Azzorre durante la primavera, tra marzo e l'inizio di giugno di ogni anno. Basta mettersi in contatto con noi! Prenotate il vostro tour per uscire con i nostri esperti biologi di Futurismo e imparare molto di più su queste affascinanti balene!
Bibliografia
- Acevedo-Gutiérrez, A., Croll, D. A., & Tershy, B. R. (2002). Gli elevati costi di alimentazione limitano il tempo di immersione nelle balene più grandi. Giornale di Biologia Sperimentale, 205(12), 1747-1753.
- Calambokidis, J., Schorr, G. S., Steiger, G. H., Francis, J., Bakhtiari, M., Marshall, G. e Robertson, K. (2008). Approfondimenti sul comportamento subacqueo di immersione, alimentazione e richiamo delle balenottere azzurre grazie a un tag di video-immagine collegato a una ventosa (CRITTERCAM). CASCADIA RESEARCH COLLECTIVE OLYMPIA WA.
- Butler, P. J. (1988). La risposta all'esercizio fisico e la risposta all'immersione "classica" durante l'immersione naturale in uccelli e mammiferi. Rivista canadese di zoologia, 66(1), 29-39.
- Carwardine, M. (2019). Manuale delle balene, dei delfini e delle focene. Bloomsbury Publishing.
- Croll, D. A., Acevedo-Gutiérrez, A., Tershy, B. R., & Urbán-Ramı́rez, J. (2001). Il comportamento in immersione di balenottere azzurre e pinne: la durata dell'immersione è più breve di quanto previsto in base alle riserve di ossigeno? Biochimica e Fisiologia Comparata Parte A: Fisiologia Molecolare e Integrativa, 129(4), 797-809.
- Davis, R. W., Polasek, L., Watson, R., Fuson, A., Williams, T. M., & Kanatous, S. B. (2004). Il paradosso dell'immersione: nuove intuizioni sul ruolo della risposta all'immersione nei vertebrati che respirano aria. Biochimica e Fisiologia Comparata Parte A: Fisiologia Molecolare e Integrativa, 138(3), 263-268.
- Davis, R. W. e Williams, T. M. (2012). La risposta all'immersione dei mammiferi marini è modulata dall'esercizio fisico per massimizzare la durata dell'immersione aerobica. Giornale di fisiologia comparata A, 198, 583-591.
- Hazen, E. L., Friedlaender, A. S., & Goldbogen, J. A. (2015). Le balenottere azzurre (Balaenoptera musculus) ottimizzano l'efficienza di foraggiamento bilanciando l'uso di ossigeno e il guadagno energetico in funzione della densità delle prede. Scienza e progresso, 1(9), e1500469.
- Kaczmarek, J., Reichmuth, C., McDonald, B. I., Kristensen, J. H., Larson, J., Johansson, F., ... & Madsen, P. T. (2018). I fattori che determinano la risposta all'immersione nei pinnipedi: apnea, sommersione o temperatura? Giornale di Biologia Sperimentale, 221(13), jeb176545.
- McCulloch, P. F. (2012). Modelli animali per studiare il controllo centrale della risposta subacquea dei mammiferi. Frontiere della fisiologia, 3, 169.
- Mizroch, S. A., Rice, D. W., & Breiwick, J. M. (1984). La balenottera azzurra, Balaenoptera musculus. Revisione della pesca marina, 46(4), 15-19.
- Panneton, W. M. (2013). La risposta subacquea dei mammiferi: un riflesso enigmatico per preservare la vita? Fisiologia, 28(5), 284-297.
- Panneton, W. M. e Gan, Q. (2020). La risposta subacquea dei mammiferi: scoperte sul suo controllo neurale. Frontiere delle neuroscienze, 14, 524.
- Quick, N. J., Cioffi, W. R., Shearer, J. M., Fahlman, A. e Read, A. J. (2020). Immersioni estreme nei mammiferi: prime stime dei limiti comportamentali di immersione aerobica nelle balene dal becco di Cuvier. Giornale di Biologia Sperimentale, 223(18).
- Sears, R. e Perrin, W. F. (2009). Balenottera azzurra: Balaenoptera musculus. In Enciclopedia dei mammiferi marini (pp. 120-124). Academic Press.
- Williams, T. M., Fuiman, L. A., Kendall, T., Berry, P., Richter, B., Noren, S. R., ... & Davis, R. W. (2015). L'esercizio fisico in profondità altera la bradicardia e l'incidenza di anomalie cardiache nei mammiferi marini che si immergono in profondità. Comunicazioni sulla natura, 6(1), 6055.
