لماذا لا تختنق الحيتان؟ دراسة تجيب عن السؤال

اكتشف العلماء بنية تشريحية جديدة تسمح للحيتان بالاندفاع والتهام كميات ضخمة من الغذاء ومعها كميات هائلة من المياه دون أن تختنق.

للقبض على الفريسة، تستخدم الحيتان الحدباء وحيتان المنك والحيتان الأخرى تكتيكًا يسمى التغذية بالاندفاع. تسبح الحيتان بسرعة كبيرة وتفتح أفواهها إلى ما يقرب من 90 درجة - وتبتلع الطعام ومعه كمية كبيرة من الماء بما يكفي لملء أجسامها بالكامل.

عندما تتدفق المياه إلى فم الحوت ، يتمدد حلقه ، مما يجعل الحوت يبدو وكأنه بالون منتفخ. بعد حوالي دقيقة ، يفرغ الحلق لأن معظم المياه تغادر فم الحوت ، ويعود إلى المحيط. يتم التقاط الأسماك الصغيرة وغيرها في منطقة تسمى البالين baleen  - وهي صفائح من الكيراتين تتدلى من أعلى فم الحوت تشبه شعيرات فرشاة الأسنان - ويتم ابتلاعها في معدة الحوت، بحسب ما نشرت صحيفة نيويورك تايمز.

قبل الآن، لم يعرف العلماء كيف تجنبت هذه الحيتان الاختناق بسبب المياه المليئة بالفرائس دون أن تغرق مجاريها التنفسية خلال تقنية الغذاء بالاندفاع.

لكن الدكتور كيلسي جيل ، عالم الحيوان الذي يدرس فسيولوجيا الحيتان في جامعة كولومبيا البريطانية قام هو وزملاؤه بتصميم ما يشبه الكرة الضخمة المنتفخة أطلقوا عليها اسم "السدادة الشفوية" - وهي بنية لم يتم اكتشافها من قبل في أي حيوان آخر إلا الحيتان - والتي يعتقد أنها تجعل التغذية بالاندفاع ممكنة.

تم نشر نتائج الدراسة في مجلة Current Biology.

تسمى الحيتان التي تتغذى بالاندفاع أيضًا الحيتان الزعنفية وتشمل اثنين من أكبر الحيوانات على وجه الأرض - الحيتان الزرقاء والزعنفية. من خلال التغذية بالاندفاع ، تبتلع بعض أنواع الحيتان آلاف الأرطال من الطعام كل يوم ، وهي استراتيجية تغذية تسمح لها بالحفاظ على أجسامها الضخمة ، والتي يمكن أن تزن أكثر من 300 ألف رطل في حالة الحيتان الزرقاء.

لتحديد كيفية قيام هذه الحيتان بابتلاع طعامها بأمان وليس الاختناق ، قام الدكتور جيل وزملاؤه بتحليل "حيتان الزعانف" النافقة، وعند فتح فم الحوت الأول اكتشف العلماء تركيباً فريداً من نوعه.

قال الدكتور جيل: "إذا نظرت في المرآة إلى مؤخرة حلقك ، ستجد مجرد مساحة فارغة كبيرة". "ولكن عندما كنا ننظر في الجزء الخلفي من فم هذا الحوت ، كان هناك هذه المساحة الضخمة التي تم سدها بالأنسجة، وفكرنا، هذا غير منطقي. هذا هو المكان الذي يجب أن يمر الطعام من خلاله - لماذا يتم إغلاقه بهذه الطريقة؟ "

من خلال تشريح كتلة العضلات والأنسجة السدادة الفموية، أكد الباحثون أنه عندما يكون الحيوان في حالة راحةK فإن تلك السدادة تسد بلعوم الحوت، وهو هيكل على شكل أنبوب يؤدي إلى كل من الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي ، تمامًا كما هو الحال في الثدييات الأخرى بما في ذلك البشر.

عندما يندفع الحوت ويسبح مسرعا لالتقاط الطعام، فإن السدادة الشفوية تحمي كلا المسارين من أن تغمرها المياه والمخلوقات التي استوعبها الحيوان في فمه الضخم. ولكي يبتلع الحوت الطعام، يجب أن تتحرك هذا السدادة الفموية.

ومن خلال التصميم ثلاثي الأبعاد ودراسة تفصيلية لتشريح جسد الحوت، اكتشف الباحثون أنه عندما يكون الحيوان جاهزًا لابتلاع الوجبة ، فإن السدادة الفموية تتحرك إلى الأعلى لحماية الجهاز التنفسي العلوي ، بما في ذلك تجاويف الأنف وثقب طرد الهواء الموجود في الظهر. في الوقت نفسه ، تغلق الحنجرة التي تحمي مدخل الرئتين وتتحرك إلى أسفل، مما يؤدي إلى إغلاق الجهاز التنفسي السفلي. بمعنى آخر ، أثناء البلع ، يؤدي البلعوم فقط إلى الجهاز الهضمي ويتم حماية الشعب الهوائية العلوية والسفلية.

ويقول الدكتور جيل عن النتائج التي توصل إليها الفريق إن "هذا الاكتشاف يملأ فراغًا لم نكن نعرف أنه موجود بالفعل".

ويرى علماء الأحياء البحرية أن الاكتشاف يلقي الضوء على حلقة مهمة للغاية في تطور الحيوانات الثديية البحرية ومعرفة قدرات تلك الكائنات بشكل أفضل.

بالتعاون مع دويتشه فيله