Hoe snel klopt het hart van een blauwe vinvis?
Voor het eerst zijn onderzoekers erin geslaagd om de hartslag vast te leggen van het grootste dier dat ooit op aarde heeft geleefd: de blauwe vinvis.
De blauwe vinvis, ook wel bekend als een walvis met zwavelbodem, of onder zijn Latijnse naam, Balaenoptera musculus, is het grootste dier waarvan bekend is dat het heeft geleefd, met een gemiddeld gewicht van 150 ton en een maximale lengte van 30 meter (m).
Een groot aantal verbijsterende figuren kenmerken dit kolossale dier: kalveren zijn ongeveer 8 m lang en kunnen tot 90 kilogram (kg) wegen, een volwassen walvis heeft ongeveer 100 lange groeven op zijn keel en borst, en alleen zijn hart kan wegen tot 700 kg - maar hoe snel klopt dit enorme vitale orgaan?
Door fysiologische parameters te begrijpen, zoals de hartslag van dit zoogdier, kunnen onderzoekers de evolutie ervan beter begrijpen en de soort, die volgens sommigen als bedreigd wordt beschouwd, beter beheren en behouden.
Om erachter te komen hoe snel zo'n groot hart kan kloppen, wilden onderzoekers van Stanford University in Californië elektrocardiogramsensoren plaatsen op een blauwe vinvis in Monterey Bay.
Jeremy Goldbogen, assistent-professor biologie aan de School of Humanities Sciences van Stanford, is de hoofdauteur van het artikel waarin de prestaties van het onderzoeksteam worden beschreven. De wetenschappers werkten samen met Paul Ponganis, van de Scripps Institution of Oceanography.
Goldbogen en team publiceerden hun bevindingen in Proceedings of the National Academy of Sciences.
Elektronische sensoren op een blauwe vinvis plaatsen
De wetenschappers hadden eerder de hartslag van keizerspinguïns gemeten met behulp van een tag vol sensoren, en toen besloten ze het systeem bij walvissen uit te proberen.
Het team testte de sensor-tag bij kleine, in gevangenschap levende walvissen, en dat is gelukt. Het aanbrengen van de tag op een blauwe vinvis in het wild was echter een heel andere prestatie die verschillende andere uitdagingen met zich meebracht.
Ten eerste hebben mensen in gevangenschap levende walvissen getraind om hun buik op te klappen, waardoor ze gemakkelijker toegang hebben. Ten tweede zorgen de groeven aan de onderkant van de blauwe vinvis ervoor dat het grote zoogdier tijdens het voeren veel kan uitzetten, waardoor het label gemakkelijk kan worden losgemaakt.
"Ik dacht echt dat het een lange weg was, want we moesten zoveel dingen goed doen: een blauwe vinvis vinden, de tag precies op de juiste plaats op de walvis krijgen, goed contact met de huid van de walvis en, natuurlijk, ervoor zorgen dat de tag werkt en neemt gegevens op ”, legt Goldbogen uit.
"We moesten deze tags uitdoen zonder echt te weten of ze zouden werken", zegt co-auteur David Cade, die de tag ook op de walvis plaatste. “De enige manier om het te doen, was door het te proberen. Dus we hebben ons best gedaan. "
Het lukte Cade om het label vanaf de eerste poging te plakken, en vier zuignappen bevestigden het elektronische label in de buurt van de linkerflipper van het zoogdier, waar het zijn hartslag registreerde.
Het hart van de blauwe vinvis presteert in extreme mate
Nadat de onderzoekers de gegevens hadden geanalyseerd, kwamen er intrigerende inzichten naar voren. Tijdens het duiken vertraagde het hart van de walvis tot 4-8 slagen per minuut en minimaal twee slagen per minuut.
Toen de walvis zich op de bodem van de oceaan aan het voeden was, klopte die hartslag 2,5 keer meer dan het minimum, om daarna geleidelijk weer te vertragen.
Toen hij weer naar de oppervlakte kwam en zuurstof inademde, verhoogde de walvis zijn hartslag tot 25-37 slagen per minuut - een snelheid die "dicht bij de geschatte maximale hartslag ligt", zoals de auteurs in hun artikel schrijven.
Over het algemeen was de hoogste hartslag van de walvis bijna extreem, en het lage tempo was 30-50 keer lager dan wat de onderzoekers hadden voorspeld.
"Dieren die in fysiologische extremen opereren, kunnen ons helpen de biologische limieten voor grootte te begrijpen", zegt Goldbogen.
“Ze kunnen ook bijzonder gevoelig zijn voor veranderingen in hun omgeving die hun voedselvoorziening kunnen beïnvloeden. Daarom kunnen deze onderzoeken belangrijke implicaties hebben voor het behoud en beheer van bedreigde diersoorten zoals blauwe vinvissen. "
Jeremy Goldbogen
De onderzoekers denken dat de extreme limieten waar het hart van een blauwe vinvis in werkt, kunnen verklaren waarom er nog nooit een dier zo groot is als dit zoogdier - een hart zou niet in staat zijn om de fysiologische behoeften van een groter lichaam te ondersteunen.
