U prsima dupina i nazubljenih kitova nalazi se anatomska misterija: labirint sitnih krvnih žila sličnih crvima, nazvan "torakalni rete", čija je svrha znanstvenicima dugo zbunjivala. Joy Reidenberg, anatomistica medicinskog fakulteta Mount Sinai's Icahn, misli da je shvatila što je to. Ako je u pravu, to bi mogla biti ključ za razvoj uređaja koji će biti u stanju spriječiti smrtonosno stanje kojeg se svi ronioci boje: zavoji.
Reidenberg jedan je od nekoliko istraživača čiji se rad sužava u načinu na koji se morske vrste uspijevaju zaroniti u - i sigurno se vratiti iz dubina oceana. A to rastuće razumijevanje anatomije dupina, kitova, kornjača i riba donosi snove o dopuštanju ljudskim roniocima da rone dublje, brže i sigurnije malo bliže stvarnosti.
Reidenberg je pregledao 10 mrtvih dupina i prasića nasukanih na kopnu kako bi pronašao veze između tajanstvenih krvnih žila i ostatka anatomije životinja. Otkrila je mrežu za koju sumnja da bi mogla raditi kao svojevrsni "razvrstavač novčića" za plinove, zarobljavajući dušične mjehuriće koji se stvaraju kao ronioci na površini hvatajući ih u manjim i manjim brodovima. To ih pak sprečava da uđu u zglobove i blokiraju dotok krvi u organe, što može uzrokovati smrtonosnu dekompresijsku bolest, zvanu.
Ona još uvijek treba u potpunosti testirati ovu teoriju, ali čini se da i druga nedavna istraživanja pokazuju njezinu ideju. Studija koju su u travnju objavili istraživači iz Oceanografske ustanove Woods Hole i Oceanografic Fundacion u Španjolskoj otkrila je da se pluća morskih sisavaca stlače pod pritiskom na način da se mjehurići dušika čuvaju izvan krvotoka.
Kod ljudi je drugačije. Kako ronite dublje, sve veći pritisak uzrokuje otapanje dušika u zraku koji ste udisali u vašoj krvi. Raste prebrzo i taj se dušik ne otapa da bi stvorio plinske mjehuriće u krvotoku, gdje se šire i mogu zaglaviti u zglobovima i vitalnim organima. Bez prilagođavanja morskih sisavaca, ronioci se moraju sporo dizati, često s prekidima, kako bi izbjegli ovaj problem. To omogućava dušičnim mjehurićima vrijeme da postupno prođu svoj put iz krvi do pluća, gdje se mogu izdahnuti na površinu - onako kako biste pažljivo, polako otvorili limenku soda kako bi se oslobađali plinovi nakupljeni pod pritiskom.
Da bi testirao svoju teoriju o rete funkciji, Reidenberg bi pumpao otopinu sličnu seltzeru kroz vene trupa dupina i tu truplo stavio unutar komore za rekompresiju koja je umetnuta u CT skener. Kako ona povećava pritisak da simulira ronjenje, plinovi u tekućini bi se otapali u krvotok. Zatim, kad se dušik tijekom simuliranog uspona ponovo pomiče kao „mikro-mjehurići“, torakalni rete će ih - nadamo se - otjerati da ih ne odvoje od vitalnih organa dok se ne puste u vene koje vode plućima do izdaha na površini.,
"Kako se približe površini, mjehurići bi se istiskivali, a pluća bi se mogla ponovo proširiti i mjehurići bi se na kraju prebacili u pluća", kaže Reidenberg. Rete bi djelovao kao neka vrsta "zaobilazne petlje za hvatanje dodatnog plina."
Sferična lezija pronađena u rebru mrtve kitove sperme, vjerojatno uzrokovana šeširom dušičnih mjehurića koji se formirao kada se kita prebrzo dizao iz dubina visokog tlaka. (Tom Kleindinst / Oceanografska ustanova Woods Hole) Ako se dokaže ta funkcija ostatka, rizici i vrijeme čekanja za ronioce može se smanjiti - stvaranjem, u stvari, vanjskog ostatka za ljude. Mogućnosti su značajne: zamislite da ronioci mornarice SEAL izvode prikrivene operativne sisteme, kaže Reidenberg. "Posljednje što biste željeli je da sjede patke nekoliko metara od površine i čekaju na posljednje zaustavljanje dekompresije, koje je najduže stajalište. Danas bi se mogle odustati od zaustavljanja, brže polete i riskirati.
Ali da su imali uređaj nataknut na leđa, zakačen u njihov cirkulacijski sustav preko krvnih žila blizu površine kože, zaron bi bio brži i sigurniji - i sa zdravstvenog i vojnog stajališta. Isprva bi bilo glomazno, ali, kaže Reidenberg, ne više od IV sustava u koji bi mogao biti priključen pacijent bolnice.
Nisu svi uvjereni u budućnost takvog uređaja. „Ljudi već desetljećima gledaju ronilačke životinje pitajući se kako se nose s dubinom i pritiskom“, kaže Laurens Howle, inženjer strojarstva na Sveučilištu Duke koja je radila na modeliranju jačine zavoja u različitim scenarijima. Kaže da su Reidenbergove teorije o odmorištu zanimljive i da bi "to mogao biti slučaj", ali napomenuo je da je razlika između morskih sisara i kopnenih u tome što oni udahnu na površini prije ronjenja. U međuvremenu, kontinuirano dišemo kroz zračne rezervoare, što znači da imamo na raspolaganju više dušika za stvaranje mjehurića.
Što se tiče glomaznog prototipa? "Da, ne znam da bih to želio pokušati", kaže Howle.
Zanimljivo je da morski sisavci nisu uvijek uspješni jer izbjegavaju zavoje. Najnovija istraživanja skeleta kitova otkrila su da čak i kitovi mogu dobiti oštećenja kosti karakteristična za zavoje. Smatra se da su glavni krivci neočekivani stresori poput sonara, koji šokiraju životinje da ubrzaju prema površini, uzrokujući im da prebrzo pritisnu pluća.
Ideje protiv zavoja nisu jedine stvari koje možemo naučiti od takvih životinja prilikom dizajniranja sljedeće generacije ronilačke tehnologije. Jedno od najvećih dostignuća nadahnutih morskim sisavcima su papuče zasnovane na anatomiji delfina. "Monofin" postoji otprilike 1970-ih i skratio je vremena ronjenja za slobodne ronioce zamijenivši naša nespretna dva metra s pahuljicama sličnim dupinima. Od tada je učinjeno nekoliko napretka na toj peraji da bi bilo još više nalik dupinima.
„Izgleda poput repa ronilačkih sisara poput kitova, dupina itd., Jer pruža vrlo učinkovit način prijenosa snage iz svojih mišića u naprijed gurnuti u vodu. Otuda ga je priroda usvojila ", rekao je Stephan Whelan, tvorac internetske ronilačke zajednice DeeperBlue.com.
Ostale peraje kopiraju izbočine ili potkoljenice na grbovima koji smanjuju vuču i poboljšavaju manevarsku sposobnost.
"Koristili su ih u vjetrenjačama, ventilatorima, McLarenov spojler trkačkih automobila. Britanska tvrtka Zipp koristila ih je na biciklima. Zrakoplovi, naravno. Speedo je proizveo peraje nazvanu Nemesis ", kaže Frank Fish, biolog sa Sveučilišta West Chester u Pennsylvaniji koji je razvio brojne biomimetičke proizvode - aplikacije nadahnute životinjskom fiziologijom - uključujući tubercles nadahnute grbavim biljem. Postoje nova hidraulična odijela koja su kopirala preklapajuće se zubne dijelove nalik na zube morskih pasa da bi se smanjilo povlačenje te naočale koje kopiraju kako riba i neki cvjetovi ulove u vodu da bi stvorili jasniji prikaz.
Međutim, neke se prilagodbe životinja ne mogu zanemariti. John Davenport, morski biolog na University College Cork u Irskoj, razradio je kako bi otkrio kako i zašto se trakije morskih kornjača od kože, koje se postupno urušavaju kako životinje uranjaju dublje, grade onako kako su. Naziva strukturu "u osnovi alternativnom, respiratornom strukturom morskih sisavaca, 140 miliona godina starom evolucijom. Ali, rekao je, "bojim se da ne vidim očiglednu uporabu strukture trakata na usnama u ronjenju ljudi."
Kopiranje pluća dupina i kitova koje se urušavaju također se čini neplodnim; ljudska pluća su ljepljiva i ne mogu se lako ponovno napuhati nakon što se sruše.
Ali to bi mogao biti drugi, možda čak i vrjedniji način na koji bismo mogli oponašati anatomiju morskih sisavaca.
Reidenberg još uvijek traži sredstva za traženje ronilačkog uređaja koji sprečava zavoje, ali u međuvremenu je već počela pokušavati učiti iz pluća životinja. U novoj suradnji udružila se s drugim istraživačima kako bi napravila mapu krvožilnog sustava kitova u pokušaju da shvate kako pluća kitova mijenjaju svoju elastičnost i kako to možemo primijeniti na preokrenute plućne bolesti poput emfizema u ljudi.
To je još jedan način da nam morski sisari pomognu pronaći način da lakše dišemo - u vodi i na kopnu.
