Эти сети кровеносных сосудов у китообразных, известные как retia mirabilia, долгое время оставались загадкой.
Если вы посмотрите на части кровеносной системы китов и дельфинов, вы можете подумать, что смотрите на картину Джексона Поллока, а не на кровеносные сосуды. Эти китообразные имеют особенно густую и сложную сеть кровеносных сосудов, которые в основном связанных с мозгом и позвоночником, но ученые не знали почему. Новый анализ показывает, что сети защищают мозг китообразных от скачков артериального давления, которые животные испытывают, ныряя глубоко в океан, сообщают исследователи в журнале Science.
Киты и дельфины «прошли через эту действительно удивительную адаптацию сосудов, чтобы поддерживать свой мозг», — говорит Эшли Блавас, ученый из Морской лаборатории Университета Дьюка в Бофорте, Северная Каролина, которая не участвовала в исследовании.
Сети кровеносных сосудов, называемые retia mirabilia, что означает «чудесные сети», присутствуют и у некоторых других животных, помимо китообразных, включая жирафов и лошадей. Но таких сетей нет у других водных позвоночных, которые двигаются не так, как киты, например, у тюленей. Таким образом, ученые подозревали, что retia mirabilia китообразных играет роль в контроле скачков артериального давления.
Когда киты и дельфины ныряют, они волнообразно двигают хвостом вверх и вниз, что вызывает скачки артериального давления. Наземные животные, которые испытывают подобные всплески, например скачущие лошади, могут частично сбросить это давление, выдыхая. Но некоторые китообразные задерживают дыхание, чтобы нырнуть на длительное время. Без возможности уменьшить это давление эти скачки могут разорвать кровеносные сосуды и повредить другие органы, включая мозг.
В новом исследовании биомеханики Марго Лилли из Университета Британской Колумбии в Ванкувере и ее коллеги использовали данные о морфологии 11 видов китообразных для создания вычислительной модели, которая может имитировать retia mirabilia животных. Выяснилось, что артерии и вены в этом клубке кровеносных сосудов действительно сближены и даже иногда могут соединяться. В результате retia mirabilia могла выравнивать разницу в кровяном давлении, возникающую при нырянии, возможно, путем перераспределения тока крови от артерий к венам и наоборот. Таким образом, сети избавляются или, по крайней мере, ослабляют огромные скачки артериального давления, которые в противном случае могли бы разрушить мозг.
Тем не менее, изучение китообразных затруднено из-за того, что они находятся под защитой и ограниченного доступа к образцам, которые обычно берутся у животных, оказавшихся в сложной ситуации, говорят исследователи. По этой причине одним из ограничений нового исследования является то, что приходилось использовать данные о разных видах, чтобы создать свою модель.
«Они берут немного отсюда и немного оттуда, смешивая дельфина с белухой и кем-то еще — это похоже на лоскутное одеяло», — говорит Андреас Фальман, ученый из Океанографического фонда в Валенсии Испания, который не участвовал в исследовании.
В результате в модели могут отсутствовать важные аспекты, которые могут быть характерны для определенных видов, которые имеют уникальную анатомию и даже двигаются по-другому, например, некоторые остаются ближе к поверхности, а другие погружаются глубже. Более подробное изучение кровеносной системы китов и дельфинов, будет возможно, с использованием неинвазивных методов, таких как датчики, которые могут измерять кровоток и давление. Это может помочь подтвердить, что вычислительная модель отражает реальную динамику.
