Orak yüzgeçli bir limon köpekbalığı 21 Ocak 2021'de Moorea, Fransız Polinezyası, Pasifik Okyanusu'nda bir mercan kayalığı üzerinde yüzüyor.
Köpekbalıkları "dalgayı yapmayı" tamamen yeni bir seviyeye taşıyor. Vücutlarını yan yana kıvrımlarda sallayarak yüzerler. Başın önce bir yöne, sonra başka yöne dönmesiyle başlar. Hareket, torpido şeklindeki gövdelerinden aşağı doğru dalgalanır, suyu uzaklaştırır ve ileri itiş sağlar. Son olarak, hızlı hareket etmelerine ve muazzam bir kaldırma veya aşağı doğru itme kuvveti elde etmelerine izin verecek şekilde şekillendirilmiş yüzgeçler olan kuyruk gelir. Açıkçası bir köpekbalığı yüzmek zorunda avını yakalamak , onun arkadaşları karşılamak ve predatör önlemek, ancak bir köpekbalığı hayatta kalmak için sadece yüzmek zorunda?
Biyoloji ders kitaplarından "Ripley'in İnan ya da İnanma" kitabına kadar her yerde alıntılanan bir fikir olan köpekbalığının hareket etmeyi bırakırsa boğulacağını duymuş olabilirsiniz.. Bu teori, köpekbalıklarını , solunum cihazlarının, solungaçların çevresinde çok daha fazla kas bulunan kemikli balıklarla karşılaştırarak ortaya çıktı .
Bu ayrımın neden önemli olduğunu anlamak için köpekbalıklarının ve diğer balıkların nasıl nefes aldıklarına bir göz atalım. Köpekbalıkları nefes almak için etraflarındaki sudan oksijeni çıkarmalıdır. Su, köpekbalığının ağzına girer (köpekbalığının burnu sadece koku almak için kullanılır ) ve solungaçların üzerinden akar. Solungaçların içinde yüzlerce tüylü solungaç filamenti bulunur. Her filament, sırayla, kan damarları içeren binlerce yaprak benzeri lamel veya kanat içerir . Kan, gelen sudan oksijeni emer ve fazla su, solungaç yarıklarından köpekbalığının vücudundan geri akar. Köpekbalıkları, türe bağlı olarak beş ila yedi çift solungaç yarığına sahiptir.
Bu yöntemle, köpekbalıkları suda bulunan yetersiz yüzde 1 oksijenden yaklaşık yüzde 80 oksijen çıkarabilir; Karşılaştırmak gerekirse, insanlar havada yüzde 21 oksijene sahiptir, ancak yalnızca yüzde 25'ini alır Yine de sabit bir akışı sürdürmek için köpekbalığının sürekli su alması gerekir.
Ama bu suyu almak için sürekli yüzmek mi gerekiyor? Bilim adamları böyle düşündü, çünkü diğer balıklar suyu ağızlarından ve solungaç yarıklarından aktif olarak pompalayacak donanıma sahip görünüyordu, oysa köpekbalıkları daha az gelişmiş görünüyordu. Ama akvaryumlarda görebileceğimiz melek köpekbalıkları ve hemşire köpekbalıkları gibi hiç yüzüyormuş gibi görünmeyen köpekbalıklarını nasıl açıklayabiliriz ? Tüm köpekbalıklarının nefes almak için hareket halinde kalması gerekmediği ortaya çıktı.
Köpekbalığı Solunumu: Bukkal Pompalama ve Ram Havalandırması
Modern köpekbalıklarının ataları olan en eski köpekbalıkları , nefes almak için sürekli yüzmek zorunda değildi. Aksine, hepsi ağızlarından ve solungaçlarından su pompaladılar. Bu yöntem, suyu ağza ve solungaçların üzerine çeken bukkal veya yanak kaslarına verilen adla bukkal pompalama olarak bilinir . Günümüzde hemşire köpekbalıkları , melek köpekbalıkları ve wobbegong olarak da bilinen halı köpekbalıkları gibi birçok köpek balığı bu yöntemi sürdürmektedir. Köpekbalığının kuzenleri olan paten ve vatozlar da bu şekilde nefes alır. Bu türler zamanlarının çoğunu okyanus tabanının dibinde yatarak geçirme eğilimindedir.
Hareketsiz bir yaşam tarzına ek olarak, bu köpekbalıklarının bukkal pompalama ile nefes almasına izin veren bazı ek bedensel farklılıklar vardır. Örneğin, bu yöntemi uygulayan köpekbalıklarının çoğu, melek köpekbalığı gibi dorsoventral olarak düzleştirilir (veya sırtının uzunluğu boyunca ezilir). Yüzlerinde daha güçlü kaslar var. Bu köpekbalıkları ayrıca gözlerin arkasında bir tüp olan daha belirgin bir spiracle'a sahip olabilir . Bir köpekbalığı okyanus tabanının dibine gömüldüğünde ve ağzından nefes alamadığında, spiracle suyu çekerek bir ağız gibi davranır. Su daha sonra solungaç yarıklarından çıkar.
Köpekbalıkları evrimleşip daha aktif hale geldikçe, bu pompalama yöntemi ikincil hale geldi. Yüzerken suyu almak, aslında suyu ağza "darmak" ve solungaç yarıklarından akmasına izin vermek, daha fazla enerji verimliydi. Bu nefes alma yöntemi, ram ventilasyonu olarak bilinir . Çoğu köpekbalığı, yaptıklarına bağlı olarak bukkal pompalama ve ram havalandırması arasında geçiş yapabilir. Suyu pompalayabileceklerinden daha hızlı bir şekilde içeri girmeye zorlayacak kadar hızlı yüzmeye başladıklarında, pompalamayı bırakırlar. Kum kaplan köpekbalığı, ileri geri geçiş yapan bir köpekbalığı örneğidir.
Bununla birlikte, bazı köpekbalıkları, ağızdan pompalama ile nefes alma yeteneklerini tamamen kaybetmişlerdir ve bunlar, yüzmeyi ve suya çarpmayı bırakırlarsa gerçekten boğulacak olan köpekbalıklarıdır. Bu köpekbalığı şekilde bilinmektedir zorunlu koç soluk alanlar (ya da zorunlu koç vantilatörler ); Bu ileri yüzme hareketini sürdürmek için tanımlanmış 400 köpekbalığı türünden sadece iki düzine gereklidir . Bunlara büyük beyaz köpekbalığı , mako köpekbalığı, somon köpekbalığı ve balina köpekbalığı dahildir.
Bu zorunlu koç nefesleri hiç ara veriyor mu? Yorgun değiller mi?
Köpekbalığı Uyku
Oksijen açısından zengin sularda bile, bir ağ köpekbalığının hareketini bozarak nefes alamamasına neden olur.
Hayatta kalmanın bir yolu olarak her türlü sürekli hareketi düşünmek biz insanlara yorucu gelebilir; hepimiz ara sıra kanepeye çökmeyi severiz. Ama ortaya çıktığı gibi, bu köpekbalıkları için yüzmekten çok hareketsiz kalmak daha fazla iş . Solunum yöntemleri arasında geçiş yapan limon köpekbalıkları üzerinde yapılan bir çalışmada, gençlerin hareket halindeyken dinlenirken bile yüzde 6 daha verimli nefes aldığı, böylece akımın suyun doğrudan ağızlarına akmasına izin verdiği.
Bu gerçek, köpekbalıkları hipoksi tehlikesiyle veya mevcut oksijen eksikliğiyle karşı karşıya kaldıklarında neler olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir . Bukkal pompalama ile nefes alan köpekbalıkları, enerji tasarrufu için diğer aktivitelerini azaltırken, daha fazla oksijen getirmeye çalışmak için pompalamanın gücünü arttırır. Ancak zorunlu nefes alan kişiler, enerjilerini arttırır, daha hızlı yüzer ve ağızlarını daha geniş açar. Daha az oksijenle karşılaşıldığında hızlanmak mantıksız görünebilir, ancak bu, bu köpekbalıkları için daha fazla enerji verimli olabilir.
Bu, bu köpekbalıklarının arada sırada mola vermediği anlamına gelmez. Belli nedenlerden dolayı, sürekli yüzen bir köpekbalığını takip etmek zor olabilir, bu nedenle bilim adamlarının nasıl veya ne zaman dinlendiklerini bilmeleri zordur. Küçük bir köpekbalığı olan dikenli köpek balığı ile yapılan bir deney, yüzmenin beyin tarafından değil omurilik tarafından koordine edildiğini gösterdi, bu nedenle köpekbalıkları beyinlerini kapatabilir ve hala yüzerken dinlenebilirler.
Biraz dinlenmeye ihtiyacı olan köpekbalıkları, tuzluluk, sıcaklık ve hatta günün saati gibi sudaki oksijen miktarını etkileyen faktörlerden de yararlanabilir. 1970'lerde bilim adamları, Meksika'nın Isla Mujeres kentindeki Uyuyan Köpekbalıkları Mağaraları olarak bilinen şeyi araştırdılar. Mağaraların içinde, normalde zorunlu koç vantilatörleri olan hareketsiz resif köpekbalıkları vardı. Bilim adamları, mağaralardaki suyun son derece yüksek miktarda oksijene ve düşük tuzluluğa sahip olduğunu belirlediler. Bu koşullar muhtemelen bu köpekbalıklarının bile hareket etmeden nefes almasını kolaylaştırdı.
İnsanlar gibi uyumamış olabilirler (bir şey için gözleri açıktı), ancak köpekbalıklarının biraz dinlenebileceği görülüyor. Diğer birçok resif köpekbalığı da, mağaraların dışında bile altta hareketsiz olarak gözlemlenmiştir . Bilim adamları hala bunu nasıl yapabileceklerinden tam olarak emin değiller.
Bununla birlikte, köpekbalığının başa çıkma mekanizmalarının çalışmadığı bazı talihsiz olaylar vardır ve bunlara genellikle insan neden olur. Bir köpekbalığının yüzgeci kesildiğinde ve köpekbalığı bazen hala hayattayken denize geri atıldığında meydana gelen yasadışı yüzgeçleme, genellikle köpekbalığının sonunda boğulmasına neden olur. Başlarken balıkçı ağlarına yakalandı ölüme neden olabilir. Bazen sadece bir akvaryuma taşınmak, zorunlu ram vantilatörleri için kıyameti koparır.
