Czy rekiny wstrzymują oddech pod wodą? Ten gatunek może

Stado rekinów młotów żegluje po głębokich wodach w pobliżu Wyspy Kokosowej w Kostaryce. Rekiny czasami nurkują tysiące stóp pod powierzchnią w poszukiwaniu kałamarnic, ryb i innych ofiar. Zdjęcie: Greg Lecoeur.

Rekiny młoty o płetwach wachlarzowych, mogą wstrzymywać oddech, gdy nurkują głęboko w lodowatej wodzie. Odkrycie to, opublikowane w maju 2023roku, w czasopiśmie Science sugeruje, że ta strategia może pozwolić mieszkańcom ciepłych wód regulować temperaturę ciała podczas polowania. Ta technika jest „całkowicie nieoczekiwana” – mówi Mark Royer, biolog zajmujący się rekinami na Uniwersytecie Hawajskim, który kierował badaniami. „Tego rodzaju zachowania nigdy nie zaobserwowano u żadnej głęboko nurkującej ryby” – mówi, a teraz nasuwa się pytanie, jak powszechne może być wstrzymywanie oddechu wśród innych gatunków. Te krytycznie zagrożone rekiny młoty zazwyczaj polegają na ruchu do przodu, aby wtłoczyć wodę do skrzeli, co umożliwia im pobieranie tlenu potrzebnego do oddychania. Jednak, gdy drapieżniki płyną pół mili w dół, aby złapać kalmary i inne ofiary, zimniejsza woda może mieć wpływ na ich metabolizm, pracę serca i może również wpłynąć na funkcję wzroku – wszystkie te czynniki zmniejszą ich zdolności łowieckie. Zamykając skrzela i pyski – wstrzymując oddech – zwierzęta mogły ograniczyć kontakt z zimną wodą. Niektóre gatunki, takie jak tuńczyk błękitnopłetwy i rekiny mako, mają wyspecjalizowaną anatomię, która pozwala im zachować ciepło ciała w zimnych wodach, ale rekiny młoty o płetwach wachlarzowatych nie mają tego atutu. Dlatego niektórzy naukowcy wysunęli teorię, że rekiny młoty, utrzymują swoje ciepło ciała za pomocą prostej inercji termicznej – zasadniczo opierając się na dużych rozmiarach ciała, które pomagają utrzymać temperaturę i odprowadzają ciepło podczas nurkowania w zimne głębiny. „Wyobraźcie sobie, że próbujecie rozmrozić 15-funtowego indyka na Święto Dziękczynienia: wyjmujecie go z zamrażarki, a rozmrażanie zajmuje dużo czasu – to jak bezwładność cieplna” – mówi Marianne Porter, biolog badająca ruch rekinów na Florydzie Atlantyku Uniwersytetu, który nie brał udziału w badaniu. Jednak maleńkie czujniki, które zespół umieścił na dorosłych rekinach młotach – w zasadzie „Fitbit dla rekinów”, jak mówi Royer – sugerują, że bezwładność cieplna nie jest powodem, dla którego pozostają ciepłe podczas polowań na głębokości.

Polowanie w lodowatej wodzie

Na potrzeby badania zespół przeanalizował szczegółowe informacje na temat zachowania podczas pływania, głębokości i lokalizacji małej grupy sześciu oznakowanych samców rekinów, które w ciągu kilku tygodni łącznie wykonały ponad sto nurkowań na Hawajach. Malutkie sondy rejestrowały również temperaturę mięśni zwierząt podczas powtarzających się nocnych nurkowań. Dane te, wraz z dalszym modelowaniem, wykazały, że rekinom udało się w dużej mierze utrzymać temperaturę ciała zarówno wtedy, gdy znajdowały się w wodach powierzchniowych o temperaturze około 80 stopni, jak i podczas nurkowań, gdy zanurzały się na głębokość ponad 700 metrów, gdzie temperatura spadła o mniej więcej połowę, do około 41 stopni. Co zaskakujące, temperatura ciała zwierząt ostatecznie spadła, gdy wypłynęły na powierzchnię i dotarły do nieco cieplejszych wód mniej więcej w połowie drogi z powrotem na powierzchnię – najwyraźniej wtedy, gdy rekiny otworzyły skrzela, aby uzyskać potrzebny tlen. Nie tego można się spodziewać w przypadku bezwładności cieplnej, ponieważ osiągnięcie równowagi wymagałoby bardziej stałego ocieplenia i ochłodzenia, mówi Royer. Choć nie zaobserwowali do tej pory, jak rekiny faktycznie zamykają skrzela, jego zespół podejrzewa, że właśnie tak się dzieje. Royer twierdzi, że aby w pełni potwierdzić swoją hipotezę o wstrzymywaniu oddechu, będą musieli następnie przymocować kamery do płetw piersiowych tych rekinów, aby obserwować otwieranie i zamykanie się skrzeli podczas nurkowania rekinów. Nadal nie jest jasne, w jaki sposób mierzący 12 stóp gatunek mógł nabyć tę umiejętność wstrzymywania oddechu. „Możliwe, że uczą się tego na podstawie interakcji społecznych z innymi nurkującymi młotami” – mówi Royer, dodając „inną możliwością jest to, że podążają za przykładem innych zwierząt, które nurkują i zjadają zdobycz na tej samej głębokości”.

Przekonujące dowody

Dodatkowe wsparcie dla wniosków zespołu dotyczących wstrzymywania oddechu: wcześniejsze nagrania z pojazdu zdalnie sterowanego, które pokazują dorosłego rekina młota o płetwach wachlarzowatych pływającego w Tanzanii na głębokości ponad 3000 stóp pod powierzchnią z zamkniętymi skrzelami, oraz nagrania gatunku w jego typowych wodach powierzchniowych z otwartymi szczelinami skrzelowymi. Co więcej, kolejne eksperymenty z zespołu Royera na martwych rekinach młotach w ciepłych i zimnych kąpielach również potwierdziły ich wyniki. "To przekonująca praca - sposób, w jaki przedstawili wszystkie te dowody sugerujące, że to może się zdarzać" - mówi Porter. "Jestem przekonany", że zachodzi wstrzymywanie oddechu, dodaje. Samice rekinów młotów o płetwach wachlarzowatych również wykonują głębokie zanurzenia, więc chociaż w badaniu tym uwzględniono tylko samce, podejrzewa się, że dotyczy to również samic niebędących w ciąży. Konsekwencje tej pracy dotyczącej wstrzymywania oddechu są "godne uwagi" - piszą Mark Meekan z Uniwersytetu Zachodniej Australii i Adrian Gleiss z Uniwersytetu Murdoch w towarzyszącej komentarzu naukowym, również opublikowanym w czasopiśmie Science. Jeśli te gatunki szybko wygasające potrafią wstrzymywać oddychanie podczas żerowania na głębokości, mogą lepiej radzić sobie z coraz częstszymi środowiskami o niskiej zawartości tlenu w naszym zmieniającym się świecie niż się spodziewano - piszą. Już teraz rekiny młoty o płetwach wachlarzowatych zajmują wody o niskiej zawartości tlenu w Zatoce Kalifornijskiej, a ta nowo odkryta umiejętność wstrzymywania oddechu może wyjaśnić ich obecność - zauważają.

Prawdą jest to, że te zwierzęta mogą przetrwać w obszarach o niskiej zawartości tlenu przez krótkie okresy - mówi Porter, ale prawdopodobnie nie jest to zrównoważone w dłuższej perspektywie. "Zastanawiałabym się, co się stanie, jeśli to stanie się ich codziennością."