 |
Några kungspingviner (Aptenodytes patagonicus) och en hane av den sydliga sjöelefanten (Mirounga leonina), två av de skickligaste dykarna bland däggdjuren och fåglarna. Kan de drabbas av dykarsjuka? Läs om dykrekord bland däggdjuren på en annan sida. Courtesy of Brian Gratwicke from Encyclopedia of Life under this Creative Commons License. |
|
Dykarsjuka (tryckfallssjuka) är ett farligt tillstånd, som kan drabba mänskliga dykare och i allvarliga fall leda till döden. Många däggdjur och fåglar dyker under längre tid och till större djup än människor. Drabbas de inte av dykarsjuka? Eller tål de dykarsjuka så att de inte påverkas av de allvarliga effekter som kan skada mänskliga dykare?
Hur uppkommer dykarsjuka?
Dykarsjuka innebär att kvävebubblor kan bildas i vävnaderna, när människor eller andra djur simmar upp till ytan efter djupdykning. Under dykning till stora djup ökar det omgivande vattnets tryck och därmed också kvävgastrycket i luften inuti lungorna. Detta leder till att extra mycket kväve från lungluften löser sig i kroppsvätskorna. Kvävekoncentrationen i kroppens vävnader blir då högre än normalt. När dykaren återvänder till ytan sjunker omgivningens tryck och därmed också kvävgastrycket i inandningsluften och lungorna. Då blir vävnaderna övermättade på kväve. Överskottskvävet återgår då till gas och bildar gasbubblor i vävnaderna. Bubblorna skadar vävnaderna och leder i värsta fall till döden. Syre ger inte upphov till dykarsjuka, eftersom det förbrukas av kroppens celler. Koldioxid ger inte upphov till dykarsjuka, eftersom det är mycket lösligare i vatten än syre och kväve. För utförligare information om dykarsjuka, läs artikeln "Syre, koldioxid och kväve i luft och i vatten: om landliv, vattenliv, dykarsjuka och kolsyrade drycker" på en annan sida.
Dykande däggdjur och fåglar fridyker
Man vet mycket lite om hur djupdykande däggdjur, som valar och sälar undviker dykarsjuka och än mindre hur djupdykande fåglar gör det. Men det har gjorts en del studier. Texten fortsätter under bilden.
 |
Vad är detta? Jo, det är en kaskelot (Physeter macrocephalus). Man ser den gigantiska valens väldiga nos och dess märkvärdigt smala underkäke. Kaskeloten konkurrerar med en näbbval, småhuvudvalen, om djupdykningrekordet bland däggdjuren. Läs om hur kaskeloten ekolokaliserar med hjälp av nosen på en annan sida. Courtesy of Nathalie Jaquet from Encyclopedia of Life under this Creative Commons License. |
|
Risken för dykarsjuka mindre vid fridykning än vid dykning med gastuber. I det första fallet innehåller kroppen bara det kväve som medförts när dyket inledddes. I det senare fallet tillförs ständigt nytt kväve från luften via gastuberna. Människor som dyker med gastuber undviker dykarsjuka genom att under uppstigningen göra pauser efter ett speciellt schema, innan de återvänder till ytan. Då sjunker kvävehalten i kroppen så långsamt att kvävet återförs till lungorna utan att bubblor bildas i vävnaderna.
Men även vid fridykning, i synnerhet upprepade dyk, finns det en risk för dykarsjuka. Människor har drabbats av dykarsjuka efter upprepade fridykningar. Man har också påvisat gasbubblor i vävnaderna hos valar och sälar, som ju rutinmässigt utför upprepade fridykningar. Det är dock oklart om gasbubblor bildas under normala dyk hos dessa djur. Texten fortsätter under bilden.
 |
Hornlunnefågel (Fratercula corniculata). Lunnefåglar, tordmular, sillgrisslor och andra alkor tillhör de bästa dykarna bland fåglarna. Courtesy of Greg Lasley from Encyclopedia of Life under this Creative Commons License. |
|
Hur undviker sälar och valar dykarsjuka?
Det finns flera hypoteser som skulle kunna förklara hur valar och sälar undviker dykarsjuka. Den klassiska förklaringen är att lungorna trycks ihop, så att deras gasutbytande delar töms på luft och andningsluften hamnar i de grövre luftvägarna. De senare har en mycket liten gasutbytande yta, vilket leder till att kväveupptaget blir minimalt. Hos människor skulle bröstkorgen krossas om lungorna trycktes ihop. Hos många valar och sälar har man emellertid påvisat anatomiska anpassningar som gör att bröstkorgen kan pressas ihop utan att skadas. Djuren måste emellertid dyka till rätt stora djup innan lungorna komprimeras helt. Innan de når dessa djup skulle kväve under högt tryck kunna tas upp från lungluften till vävnaderna.
Enligt en annan hypotes kan överskottskväve hos valar och sälar elimineras genom att lösas i fettvävnadernas fett för att sedan frigöras därifrån så långsamt att bubblor inte bildas. Hos två valarter har man påvisat ett särskilt fett med extra hög löslighet för kväve, något som ger stöd åt denna hypotes. Hos valar finns det i huvudet ett så kallat rete bestående av en mängd parallellt löpande tunnväggiga blodkärl inbäddade i fettvävnad. Dessa kärl för syrerikt blod till hjärnan. Man tror att fettvävnaden absorberar kväve och därmed skyddar nervvävnaden från bubbelbildning.
Det har också föreslagits att vävnaderna hos valar och sälar kan bli övermättade på kväve utan att gasbubblor bildas, möjligen för att de saknar så kallade groddar, små partiklar som påskyndar bubbelbildning. Ett annat förslag är att dessa djurs vävnader är anpassade till att tåla bubblor utan att skadas. Men dessa förslag har inte testats. Texten fortsätter under videon.
|
Videon visar dykande kejsarpingviner (Aptenodytes forsteri)och är filmad vid en antarktisk forskningstation. Notera att pingvinerna "flyger" genom vattnet. De simmar alltså med hjälp av de muskler som de flesta andra fåglar flyger med. From YouTube, courtesy of Scripps Oceanography. |
|
Hur undviker fåglar dykarsjuka?
Man vet nästan ingenting om hur djupdykande fåglar undviker dykarsjuka. Det finns dock några studier av pingviner. Lungorna hos fåglar är stela. Deras storlek förändras inte under andningen. I stället pumpas luft igenom dem med hjälp av de så kallad luftsäckarna. Det har emellertid föreslagits att de vid dykning skulle fyllas med så mycket blod, att de gasutbytande delarna, luftkapillärerna, pressas ihop. Detta skulle hindra kväveupptag till vävnaderna och skydda mot dykarsjuka. Luftsäckarnas väggyta är så liten att kväveupptaget från dem troligen ät litet. Det finns dock fakta som talar emot denna hypotes. Läs om hur fåglar andas på en annan sida.
I en intresssant studie fann man att adeliepingviner och kungspingviner inte snabbt simmade rakt upp till ytan efter djupa dyk. I stället simmade de långsamt och i sned vinkel gentemot havsytan. Detta beteende fyller kanske samma funktion som mänskliga djupdykares pauser under uppstigningen, nämligen att överföra kväve till andningsluften så att gasbubblor inte bildas i vävnaderna. Flera av de andra skyddsmekanismer, som ovan diskuterats för däggdjur, skulle också kunna gälla för fåglar, men om detta vet man intet.
Läs om dykande djur och om hur sälar kan dyka så länge utan att andas på andra sidor.
Referenser
D. P Costa: Diving physiology of marine vertebrates (Wiley Online Library, 2007).
W. Dzik: The air they breathe (ISBT Science Series 11 Suppl. 1:317-324, 2016).
A. Fahlman et al.: To what extent might N2 limit dive performance in king penguins? (Journal of Experimental Biology 210:3344-3355, 2007).
S. K. Hooker et al.: Deadly diving? Physiological and behavioural management of decompression stress in diving mammals (Proceedings of the Royal Society 279:1041-1050, 2012).
P .J. Ponganis and G. L. Kooyman: Diving physiology of birds: a history of studies on polar
species (Comparative Biochemistry and Physiology A 126:143-151, 2000).
P .J. Ponganis et al.: Physiological responses of king penguins during simulated diving to 136 m depth (Journal of Experimental Biology 202:2819-2822, 1999).
K. Sato et al.: Buoyancy and maximal diving depth in penguins: do they control inhaling air volume? (Journal of Experimental Biology 205:1189-1197, 2002).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
