Deniz memelilerinin beyinleri düşük oksijenden zarar görmüyor. Örneğin, Weddell fokları nefeslerini 90 dakika tutabiliyor ve tüm bu süre boyunca aktif kalıyor. Oksijeni verimli kullanmalarını sağlayan şey beyinlerindeki globinler.

'Bir balık ya da kalamar yakalamak için denize açılıp yüzlerce metre derine dalmak, basınç değişimi açısından uzaya çıkmaya benziyor.' Balinalara ilişkin araştırmalar yapan New York Teknoloji Enstitüsü'nden Profesör Brian Beatty böyle söylüyor. Yeryüzünde atmosfer basıncını hissetmiyoruz bile, ancak okyanusun derinlerine indikçe basınç gittikçe artıyor. Öyle ki, yaklaşık 3 bin metre derinde basınç yüzeydekinin 300 katı. Buna rağmen, yüksek basınç altında yaşayan çok sayıda canlı var. Üstelik bazıları da bizim gibi hava soluyor. İspermeçet balinaları 1200 metreden fazla dalıp dipte bir saatten fazla kalıyor. Fok ailesinden denizfilleri aşağı yukarı 1500 metre derinde iki saat durabiliyor. Woods Hole Okyanus Bilimi Enstitüsü'nden Dr. Peter Tyack ve ekibinin yeni araştırmasına göre gagalı balinalar 1900 metre derine dalıp 85 dakika kalıyor.
Peki hızla yüzeye çıkan dalgıçlarda görülen basınç değişimine bağlı vurgun, balinaların başına geliyor mu? Bu soruyu yanıtlamadan önce balina ve yunusların solunum sisteminden biraz söz edelim. Bir kere, ağızları yalnızca sindirim yoluna, başlarının üstünde bulunan hava delikleri ise yalnızca solunum yoluna açılıyor. Böylece suyun altında beslenirken ciğerlerine su kaçmıyor. Kafalarını sudan çıkarmalarına gerek kalmadan, yüzerken nefes almalarını sağlayan hava delikleri, dalış sırasında kapanıyor ve aşırı basınç altında bile ciğerlerine su girmesini önlüyor. Hava deliklerinden su püskürüyor gibi görünse de aslında bu görüntü akciğerlerinden çıkan sıcak, nemli havanın yoğunlaşmasıyla oluşuyor.
Dalgıçlar nasıl vurgun yer? Akciğerlere alınan havanın içindeki azot gazı, yüksek basınç altında kanda çözünüyor. Basınç ani olarak azalırsa azot kanda kabarcıklar oluşturuyor; dokulara, hayati organlara zarar verebiliyor. Dr. Tyack şöyle diyor: 'Yaklaşık 70 metreden derine daldıklarında, (ki normalde bu tür dalışlar yapıyorlar) balinaların akciğerleri içe doğru çöker. Akciğerlerin çökmesi, daha fazla azotun kan dolaşımına karışmasını ve vurgunu önler.' Deniz memelilerinin göğüs kafesleri çok esnek. Akciğerleri de yüksek basınçla defalarca çökse bile, tekrar normal hale gelebiliyor. Akciğerler çökünce içlerindeki hava solunum yolunun üst kısmına geçiyor. Bir başka deyişle, hava kana karışmak yerine kıkırdak halkalarla çevrili olduğu için basınç altında kapanmayan üst kısma geçiyor. Böylece kana yüksek miktarda azot karışması ve hayati tehlike önleniyor. Prof. Brian Beatty, balinaların damarlarının da son derece pürüzsüz olduğunu, bunun da kabarcık oluşumunu engellediğini belirtiyor.

Balinaların ağızları yalnızca sindirim yoluna, başlarının üstündeki hava delikleri ise solunum sistemine açılıyor. Dalışa geçen balina, ciğerlerine su kaçmasını önleyen bu özelliğine çok yüksek basınç altında bile güvenebilir.

Azot kabarcıkları dalgıçların kemik yapısında hasara, kemiklerinde çukurlukların oluşmasına neden olabiliyor. Woods Hole Okyanus Bilimi Enstitüsü'nden Michael Moore ve Greg Early bir süre önce ispermeçet balinalarının iskeletlerini inceledi. Araştırmacılar, balinaların bazı kemiklerinde bu tür izlere rastladılar. Dr. Tyack ve NATO Denizaltı Araştırma Merkezi'nden Walter Zimmer'ın gagalı balinalar ve yunuslara ilişkin çalışmaları, akciğerlerinin çöktüğü derinlikten daha sığ sulara arka arkaya dalış yaparlarsa vurgun yiyebileceklerini gösteriyor. Balinalar, orka gibi düşmanlarından kurtulmak için bu tip dalışlar yapabiliyor.
Sonuçları Nisan 2008'de Journal of Animal Ecology'de yayımlanan bir araştırma, pilot balinaların derin denizlerin çitaları olduğunu ortaya çıkardı. Pilot balinalar önce yaklaşık 500 metreye dalarak bir av buluyor ve onu saatte 32 kilometreye varan hızla 1000 metre derinlere kadar izliyor. Çitalar, saatte 100 kilometre hızla koşabiliyor ama yalnızca 20 saniye boyunca. Araştırma grubundan Aguilar de Soto şöyle söylüyor: 'Tabii çitalar sürekli nefes de alıyor, pilot balinalarsa yalnızca bir ciğer dolusu havayla çalışıyor.'
Neden dalış yapan deniz memelilerinin beyinleri düşük oksijenden zarar görmüyor? Örneğin, Weddell fokları nefeslerini 90 dakika tutabiliyor ve tüm bu süre boyunca aktif kalıyor. Zihinleri açık oluyor; insanın bilincini kaybetmesine neden olacak düşük oksijen seviyeleri onları etkilemiyor. Geleneksel görüş, deniz memelilerinin beyinlerine daha fazla oksijen taşınmasını sağlayan özelliklerin onları koruduğuydu. Ancak son araştırmalar, kanlarındaki oksijen miktarının suya dalmalarından sonraki birkaç dakika içinde hızla azaldığını gösterdi. Proceedings of The Royal Society B'de yayımlanan bir araştırma bu sırrı kısmen de olsa açığa çıkarmış görünüyor.
Kaliforniya Üniversitesi'nden Profesör Terrie Williams ve ekibi, globin adı verilen oksijen taşıyıcı proteinleri mercek altına aldı. Beyinde bulunan nöroglobin ve cytoglobin yakınlarda keşfedilen iki globin türü. Williams ve meslektaşlarının çalışmaları yunuslar, balinalar, susamurları ve diğer bazı hayvanların, beyinlerinde bulunan bu globinler sayesinde korunduklarını gösteriyor. Williams 'Veriler, cytoglobinlerin oksijen seviyeleri aşırı derecede düşük olsa bile, oksijenin verimli bir şekilde kandan beyne iletilmesinde rol oynayabileceğine işaret ediyor' diyor. Derinlere dalan memelilerin kanlarındaki oksijen taşıyıcı hemoglobin miktarı ve kaslarında bulunan oksijen depolayıcı miyoglobin miktarı da kara hayvanlarındakine kıyasla daha fazla.

Selcen Pirge / Atlas Temmuz 2008, sayı 184