Narwhals liberados después de enredarse en redes y equipados con monitores cardíacos realizaron una serie de inmersiones profundas, nadando para escapar, mientras que sus frecuencias cardíacas cayeron a niveles inesperadamente bajos de tres a cuatro latidos por minuto. Esta combinación de ejercicio duro y bajo corazónSegún un nuevo estudio, la tasa de no respirar bajo el agua es costosa y podría dificultar que las ballenas de inmersión profunda lleven suficiente oxígeno al cerebro y a otros órganos críticos.
"¿Cómo escapas mientras aguantas la respiración? Estos son mamíferos marinos que se sumergen profundamente, pero no vimos inmersiones normales durante el período de escape. Tengo que preguntarme cómo los narvales protegen sus cerebros y mantienen la oxigenación en esta situación".dijo Terrie Williams, profesora de ecología y biología evolutiva en la Universidad de California en Santa Cruz que ha estudiado fisiología del ejercicio en una amplia gama de mamíferos marinos y terrestres.
Williams es el primer autor de un artículo sobre los nuevos hallazgos publicados el 8 de diciembre en ciencia . Narwhals, conocidos como "unicornios del mar" para los grandes colmillos de los machos, viven todo el año en aguas árticas. Han estado relativamente aislados de las perturbaciones humanas hasta hace poco, cuando las disminuciones en el hielo marino del Ártico han hecho que la regiónmás accesible para el transporte marítimo, la exploración petrolera y otras actividades humanas.
Los narvales monitoreados después de la liberación regresaron gradualmente a un comportamiento más típico y frecuencias cardíacas normales. Pero Williams dijo que le preocupa que el estrés de las perturbaciones humanas pueda causar respuestas conductuales en los narvales que sean inconsistentes con sus capacidades fisiológicas. Su respuesta de escape natural para evitar las orcasy otras amenazas generalmente implican moverse lentamente ya sea a grandes profundidades o en áreas costeras poco profundas debajo de la capa de hielo donde las orcas no pueden seguir. "Este no es un animal veloz", explicó.
Una disminución de la frecuencia cardíaca llamada bradicardia es una parte normal de la respuesta de inmersión de los mamíferos, junto con otros cambios fisiológicos para conservar el oxígeno. En narvales, los investigadores midieron las frecuencias cardíacas en reposo en la superficie de aproximadamente 60 latidos por minuto. Durante la normalidadinmersiones después del período de escape, su frecuencia cardíaca se redujo a entre 10 y 20 latidos por minuto, dependiendo del nivel de ejercicio. La frecuencia cardíaca normalmente aumenta con el aumento del ejercicio, incluso durante una inmersión.
"Eso es lo paradójico de esta respuesta de escape: parece cancelar la respuesta al ejercicio y mantiene una bradicardia extrema incluso cuando las ballenas están haciendo mucho ejercicio", dijo Williams.
Las frecuencias cardíacas extremadamente bajas que Williams observó en los narvales que huían son similares a las observadas en animales con una "reacción de congelación", una de las dos respuestas mutuamente excluyentes que los animales pueden tener ante las amenazas percibidas, y la otra es una respuesta de "lucha o huida"eso acelera el ritmo cardíaco y el metabolismo. Los narvales, en su respuesta a una situación estresante, parecen combinar elementos de una reacción de congelación fisiológica con una reacción de fuga conductual, con consecuencias potencialmente dañinas.
"Para los mamíferos terrestres, estas señales opuestas al corazón pueden ser problemáticas", dijo Williams. "Los mamíferos marinos que escapan están tratando de integrar una respuesta de buceo además de una respuesta de ejercicio además de una respuesta de miedo. Esto es muchoequilibrio fisiológico, y me pregunto si los mamíferos marinos de buceo profundo están diseñados para manejar tres señales diferentes que llegan al corazón al mismo tiempo ".
El mismo fenómeno puede ocurrir en otras ballenas de buceo profundo cuando son perturbadas por el ruido generado por los humanos en los océanos, que se ha asociado con varamientos de cetáceos de buceo profundo, como las ballenas de pico, dijo.
"La desorientación que a menudo se informa durante los varamientos de ballenas de buceo profundo me hace pensar que algo ha salido mal en sus centros cognitivos", dijo Williams. "¿Podría esto ser el resultado de una falla en mantener la oxigenación normal del cerebro?"
Ella calculó que las inmersiones de escape que su equipo monitoreó en narvales requirieron el 97 por ciento del suministro de oxígeno del animal y con frecuencia excedieron su límite de inmersión aeróbica lo que significa el agotamiento de las reservas de oxígeno en los músculos, los pulmones y la sangre, seguido del metabolismo anaeróbico.El estudio encontró que las inmersiones de duración y profundidad similares usaron solo alrededor del 52 por ciento de la reserva de oxígeno de un narval.
El estudio se realizó en Scoresby Sound en la costa este de Groenlandia, donde el coautor Mads Peter Heide-Jørgensen, profesor de investigación en el Instituto de Recursos Naturales de Groenlandia, ha estado estudiando narvales desde 2012. Los cazadores nativos en el área establecieron redespara capturar peces, focas y otros animales, incluidos los narvales. Heide-Jørgensen desarrolló una colaboración con los cazadores para permitir a los científicos etiquetar y liberar narvales atrapados en las redes. Ha estado usando etiquetas satelitales para estudiar los movimientos del narval de Groenlandia Orientalpoblación.
El grupo de Williams en UC Santa Cruz desarrolló una tecnología de etiquetado única para mamíferos marinos que permite a los investigadores monitorear la fisiología del ejercicio durante las inmersiones mediante el registro de electrocardiogramas, movimientos de natación frecuencias de brazada y otros datos. Las etiquetas funcionan de manera muy similar a los Fitbits que las personas usan para monitorearsus actividades diarias. Para este estudio, la frecuencia cardíaca en reposo se midió en nueve narvales, y cinco fueron monitoreados durante las inmersiones después de la liberación. Los instrumentos se unieron a los narvales con ventosas y se cayeron después de uno a tres días, flotando a la superficie dondepodrían ser recuperados por los científicos.
En estudios previos, Williams ha utilizado los instrumentos para estudiar la fisiología del ejercicio y las respuestas de buceo en delfines nariz de botella, focas de Weddell y otras especies ". Esta fue nuestra primera oportunidad de colocar las etiquetas en una ballena de buceo profundo para controlar su actividad fisiológica yrespuestas de comportamiento ", dijo Williams." Todo comenzó con el trabajo con delfines en nuestras instalaciones en Long Marine Laboratory ".
Entre los hallazgos de sus estudios anteriores había una sorprendente frecuencia de arritmias cardíacas en delfines y focas durante el ejercicio intenso en profundidad. Los nuevos hallazgos se suman a sus preocupaciones sobre los efectos de las perturbaciones que causan una respuesta de escape en los mamíferos marinos que se sumergen profundamente.
"A diferencia de las amenazas de los depredadores como las orcas, el ruido del sonar o una explosión sísmica es difícil de escapar. Los problemas pueden comenzar si las ballenas intentan escapar de él", dijo Williams. "Las implicaciones de este estudio son cautelosas, lo que demuestra que ella biología de estos animales los hace especialmente vulnerables a las perturbaciones. Esta tecnología nos ha dado una ventana al mundo de los narvales, y lo que vemos es alarmante. La pregunta es, ¿qué vamos a hacer los humanos al respecto? "
Además de Williams y Heide-Jørgensen, los coautores del artículo incluyen a Susanna Blackwell de Greeneridge Sciences en Santa Bárbara, California; Beau Richter en UC Santa Cruz; y Mikkel-Holger Sinding en el Museo de Historia Natural de Dinamarca, Universidad deCopenhague. Este trabajo fue financiado por la Oficina de Investigación Naval de los Estados Unidos y la Fundación Nacional de Ciencia y el Instituto de Recursos Naturales de Groenlandia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Santa Cruz . Original escrito por Tim Stephens. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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