De longinhoud van een zeehond

vrijdag 3 februari 2012

Door Tim van Oijen

 

Even de kop boven water en nieuwsgierig rondkijken. Een redelijke kans dat je vanaf het strand, de dijk of een (veer)boot een zeehond dat ziet doen. Vervolgens verdwijnt ie weer onder water. Zeehonden zijn goede duikers en kunnen moeiteloos minutenlang onder blijven. Wetenschappers hebben onderzocht waar de fysiologische grenzen van een zeehondenduik liggen.

 

De gehele internationale Waddenzee telt meer dan 27 duizend zeehonden: ruim 24 duizend gewone en de rest grijze. Zeehonden zijn zoogdieren die goed zijn aangepast aan het voortbewegen onder water. Ze hebben een gestroomlijnd lijf en flippers waarmee ze hard kunnen zwemmen. Zeehonden zijn in staat om meer dan honderd meter diep te duiken. In de Waddenzee doen ze dit natuurlijk niet, maar tijdens hun jacht op vis in de Noordzee zitten ze regelmatig op een diepte van tientallen meters. Een normale duik duurt twee tot tien minuten. Een volwassen grijze zeehond kan bijna een half uur lang onder blijven.

 

Een aantal lichamelijke en gedragsaanpassingen maakt de lange, diepe duiken mogelijk. Vlak voor de duik ademen zeehonden extra veel lucht in om zo veel mogelijk zuurstof binnen te krijgen. Hierbij verversen ze wel 95% van het totale longvolume. Bij de mens is dit maar 15% bij de normale ademhaling. Een andere aanpassing is het efficiënte zuurstofverbruik tijdens de duik. De hartslag gaat dan sterk omlaag waardoor de vraag naar zuurstof lager wordt. Een tekort aan zuurstof in de spierweefsels wordt tegengegaan door het hoge myoglobine-gehalte van de spieren. Myoglobine is een eiwit dat zuurstof bindt. Over de longinhoud en de manier waarop de longen en bronchiën samenpersen tijdens de duik is relatief weinig bekend. Amerikaanse wetenschappers hebben dit nader bestudeerd.

 

Longen opblazen

Ze hebben langs de oostkust van de Verenigde Staten dode grijze en gewone zeehonden verzameld. Deze waren aangespoeld of afkomstig uit de visserij als bijvangst. De onderzoekers verwijderden het volledige ademhalingsstelsel: luchtpijp, bronchiën en longen. Ze bepaalden het maximale longvolume en bovendien de rekbaarheid van zowel longen als bronchiën. Het longvolume werd gemeten door de longen met een apparaat vol te blazen met lucht. Het volume is afhankelijk van de grootte (of leeftijd) van het dier. In dit onderzoek bedroeg het grootste gemeten volume 20 liter bij een jonge grijze zeehond. Bij volwassen dieren zal dit volume nog groter zijn. Ter vergelijking: bij de mens is het longvolume 5,5 liter.

 

Van de bronchiën van zeehonden werd altijd aangenomen dat ze nauwelijks samendrukbaar zijn. Op grote diepte zou hierdoor lucht uit de samengeperste longen naar de bronchiën stromen. Het voordeel hiervan is dat er minder stikstof via de longen door het bloed wordt opgenomen. Juist onder hoge druk lost stikstof namelijk goed op in het bloed. Het risico van veel stikstof in het lijf is dat het bij het opstijgen belletjes in de weefsels kan vormen. Dit is de gevreesde Caissonziekte of duikersziekte. De wetenschappers ontdekten echter dat de bronchiën wel enigszins worden samengedrukt tijdens een diepe duik. Hierdoor zal op diepte minder lucht naar de bronchiën stromen. Hoewel dit de kans op de duikersziekte dus wat kan vergroten, vergroot het ook de diepte waarop de longen helemaal worden platgedrukt, wat de zuurstofopname onmogelijk zou maken.

 

 

Zeehond versus dolfijn en bruinvis

Niet alle zeezoogdieren zijn op dezelfde manier uitgerust om diep te kunnen duiken. Dit kwam aan het licht toen deze metingen ook bij dolfijnen en bruinvissen werden uitgevoerd. De volumeopbouw bij het ‘oppompen’ van de longen verliep hetzelfde. Bij het leeglopen of deflatie nam het longvolume bij dolfijnen en bruinvissen echter sneller af dan bij zeehonden. Dit zou een nieuw licht kunnen werpen op de verschillen in duikvermogen tussen zeehonden en andere zeezoogdieren.

 

Bronnen

Fahlman, A., S.H. Loring, M. Ferrigno, C. Moore, g. Early, M. Niemeyer, B. Lentell, F. Wenzel, R. Joy en M.J. Moore (2011). Static inflation and deflation pressure-volume curves from excised lungs of marine mammals. The Journal of Experimental Biology 214, p.3822-3828. Doi: 10.1242/jeb.056366.

 

Zie ook WadWeten Hoe een zeehond een vis vangt

http://www.ecomare.nl/bezoek-ecomare/nieuwspagina/news/meer-zeehonden-in-de-waddenzee/

http://nl.wikipedia.org/wiki/Caissonziekte



Artikel WadWeten

Het  wekelijkse artikel 'WadWeten' verschijnt in de digitale nieuwsbrief (aanmelden kan hiernaast op de pagina onder "Nieuwsbrief") en op de websites van de Waddenvereniging en de Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

“Het is er zo stil. Laat dat vooral zo blijven!”