Delfiinide ja hammaste vaalade sees on anatoomiline müsteerium: pisikeste ussitaoliste veresoonte labürint, mida kutsutakse „rindkere reteks“, mille eesmärki teadlased on juba ammu segamini ajanud. Joan Reidenberg, Mount Sinai Icahni meditsiinikooli anatoom, arvab, et on aru saanud, milleks see mõeldud on. Kui naisel on õigus, võiks see olla võtmeks sellise seadme väljatöötamisel, mis suudaks ära hoida surmava olukorra, mida kõik sukeldujad kardavad: paindub.
Reidenberg on üks paljudest teadlastest, kelle töö kitseneb selles osas, kuidas mereliigid suudavad sukelduda ookeanide sügavustesse ja sealt ohutult tagasi jõuda. Ja et delfiinide, vaalade, kilpkonnade ja kalade anatoomia kasvav mõistmine viib unistuste juurde, võimaldades sukeldujatel sukelduda sügavamale, kiiremini ja ohutumalt, natuke reaalsusele lähemale.
Reidenberg uuris 10 surnud delfiini ja pringlit, kes jäid kaldale, et jälgida ühendusi salapäraste veresoonte ja loomade ülejäänud anatoomiate vahel. Ta leidis, et on võrk, mis tema arvates võib toimida omamoodi gaaside mündisorteerijana, püüdes kinni sukeldujate moodustuvad lämmastikumullid, püüdes neid väiksematesse ja väiksematesse anumatesse. See omakorda hoiab neid eemal liigeste sisenemisest ja elundite verevarustuse blokeerimisest, mis võib põhjustada surmavat dekompressioonhaigust, ehk kõverusi.
Ta peab veel seda teooriat täielikult katsetama, kuid näib, et tema ideed usaldavad ka muud hiljutised uuringud. Hispaanias asuva Woods Hole'i okeanograafiainstituudi ja Fundacion Oceanografici teadlaste aprillis avaldatud uuring leidis, et mereimetajate kopsud suruvad rõhu all nii, et lämmastiku mullid jäävad vereringest välja.
Inimestel on see teisiti. Sügavamal sukeldudes põhjustab rõhu suurenemine teie hingatud õhu lämmastiku lahustumist teie veres. Tõuseb liiga kiiresti ja lämmastik lahustub, moodustades vereringes gaasimulle, kus need laienevad ja võivad takerduda liigestesse ja elutähtsatesse organitesse. Ilma mereimetajate kohanemiseta peavad selle probleemi vältimiseks sukeldujad tõusma aeglaselt, sageli pausidega. See võimaldab lämmastiku mullidel aega järk-järgult edasi liikuda verest kopsudesse, kus neid saab pinnalt välja hingata - viisil, mida soovite ettevaatlikult, avades aeglaselt sooda, võib vabastada rõhu all kogunenud gaase.
Rete funktsiooni teooria kontrollimiseks pumpas Reidenberg seltzerilaadset lahust läbi delfiinirümba veenide ja paigutas selle rümba kompressioonikambrisse, mis oli sisestatud CT-skannerisse. Kui ta sukeldumise simuleerimiseks suurendab rõhku, lahustuvad vedelikus olevad gaasid vereringesse. Seejärel, kui lämmastik hakkab simuleeritud tõusu ajal uuesti "mikromullidena" moodustuma, sipheerib rindkere rete - loodetavasti - eemale, et hoida neid elutähtsatest organitest eemal, kuni nad pääsevad veenidesse, mis viivad kopse pinnale väljahingamisel .
"Pinnale lähemale jõudes manneeritakse mullid välja ja kopsud saavad uuesti laieneda ning mullid pumbatakse lõpuks kopsudesse, " räägib Reidenberg. Rete toimiks omamoodi „ümbersõituna selle täiendava gaasi saamiseks”.
Surnud spermavaala ribist leitud sfääriline kahjustus, mis on tõenäoliselt põhjustatud lämmastikumullide mütsist, mis tekkis siis, kui vaal tõusis kõrgrõhkkonna sügavusest liiga kiiresti. (Tom Kleindinst / Woods Hole'i okeanograafiaasutus) Kui rete funktsioon tõestatakse, võib inimeste sukeldujate riske ja ooteaega vähendada - luues sisuliselt inimestele välise reto. Võimalused on märkimisväärsed: Kujutage ette, et mereväe SEALi sukeldujad teevad varjatud operatsioone, ütles Reidenberg. „Viimane asi, mida soovite, on see, et nad istuvad pardid mõne jardi kaugusel pinnast, oodates viimases dekompressioonipeatuses, mis on pikim peatus. Tänapäeval võivad nad sellest peatumisest loobuda, pinna kiiremini sõita ja riskivad kurvide saamisega. ”
Kuid kui neil oleks selja küljes olev seade, mis oleks naha pinna lähedal asuva veresoone kaudu vereringesüsteemi haagitud, oleks sukeldamine kiirem ja ohutum - seda nii tervise kui ka sõjaväe seisukohast. Alguses oleks see mahukas, kuid Reidenbergi sõnul võib haigla patsient haakuda ainult IV süsteemiga.
Mitte igaüks pole sellise seadme tuleviku osas veendunud. "Inimesed on aastakümneid sukeldunud loomi imestanud, kuidas nad sügavuse ja rõhuga hakkama saavad, " ütleb Duke'i ülikooli mehaanikainsener Laurens Howle, kes on erinevatel stsenaariumitel kõveruste raskuse modelleerimisega tegelenud. Ta ütleb, et Reidenbergi teooriad rete kohta on huvitavad ja "võiksid nii olla", kuid märkis, et erinevus mereimetajatest ja maismaaimetajatest on see, et nad võtavad enne sukeldumist pinnal ühe hingetõmbe. Vahepeal hingame õhutankide kaudu pidevalt, mis tähendab, et mullide moodustamiseks on meil rohkem lämmastikku.
Mis puutub mahukasse prototüüpi? "Jah, ma ei tea, et tahaksin seda proovida, " ütleb Howle.
Huvitav on see, et mereimetajad ei ole alati kurvide vältimisega edukad. Hiljutised vaalade luustike uuringud on näidanud, et isegi vaal võib saada kurvidele iseloomulikke luukahjustusi. Arvatakse, et peasüüdlane on sellised ootamatud stressorid nagu sonar, mis šokeerib loomi pinna poole kiirustama, põhjustades neil kopsude liiga kiire dekompressiooni.
Kurvidevastased ideed pole ainsad asjad, mida me sellistelt loomadelt järgmise sukeldumistehnoloogia põlvkonna kujundamisel õppida saame. Üks suuremaid edusamme, mida mereimetajad on inspireerinud, on delfiinide anatoomial põhinevad klapid. “Monofin” on tegutsenud juba alates 1970. aastatest ja vähendanud vabade sukeldujate sukeldumisaegu, asendades meie ebamugavad kaks jalga delfiinilaadse flukega. Sellest ajast alates on selle uimega tehtud mitmeid edusamme, et muuta see veelgi delfiinilaadsemaks.
„See näeb välja täpselt nagu sukeldunud imetajate nagu vaalade, delfiinide jms saba, kuna see on väga tõhus viis lihaste jõu edastamiseks vees edasi liikuvale tõukejõule. Seetõttu on loodus selle omaks võtnud, ”ütles veebis sukeldumise kogukonna DeeperBlue.com looja Stephan Whelan.
Teised uimed kopeerivad muhke või tuberkleid, küürkasid, mis vähendavad libisemist ja parandavad juhitavust.
“Neid on kasutatud tuulikutes, fännides, McLareni võistlusauto spoileris. Suurbritannia ettevõte Zipp kasutas neid rattavelgedel. Lennukid muidugi. Speedo koostas Nemesise jaoks mõeldud treeninguraami, ”räägib Pennsylvania West Chesteri ülikooli bioloog Frank Fish, kes on välja töötanud hulga biomimeetilisi tooteid - loomafüsioloogiast inspireeritud rakendusi -, sealhulgas küürkattega inspireeritud tuberkleid. On uusi niiskeid kostüüme, mis on kopeerinud hai naha kattuvad hambasarnased hambakaod, et vähendada lohutust, ja kaitseprille, mis kopeerivad, kuidas kalad ja mõned lilled vett lõksu püüavad, et selgemat vaadet luua.
Mõningaid loomade kohandusi ei saa siiski jäljendada. Iirimaa University College Corki merebioloog John Davenport on välja töötanud selle, et välja selgitada, kuidas ja miks ehitatakse nahast merikilpkonnade trahheed, mis loomade varjates aina sügavamale järk-järgult varisevad, nende endise kuju järgi. Ta nimetab mereimetajate hingamisstruktuuri struktuuri „põhimõtteliselt alternatiivseks, 140 miljoni aasta vanuseks evolutsiooniks”. Kuid ta ütles: "Ma kardan, et ma ei näe nahataguse hingetoru struktuuri ilmset kasutamist inimeste sukeldumisel."
Delfiinide ja vaalade varisevate kopsude kopeerimine tundub samuti viljatu; Inimese kopsud on kleepuvad ja ei teki pärast varisemist uuesti uuesti täitmist.
Kuid see võib olla veel üks, võib-olla veelgi väärtuslikum viis, kuidas mereimetajate anatoomiat jäljendada.
Reidenberg otsib endiselt rahastamist kurvide vältimiseks mõeldud sukeldumisseadme jaoks, kuid vahepeal on ta juba hakanud loomade kopsudest õppima. Uues koostöös on ta koostanud teiste teadlastega lootevaala veresoonkonna kaardistamise, et selgitada välja, kuidas vaala kopsud muudavad nende elastsust ja kuidas saaksime seda rakendada kopsuhaiguste, näiteks emfüseemi, tagasipööramiseks.
See on veel üks viis, kuidas mereimetajad võivad aidata meil leida viisi, kuidas hingata lihtsamini - vees ja maal.
