Punti chiave
- Le balene sono mammiferi che devono emergere per respirare. Non hanno branchie quindi non possono respirare sott’acqua.
- Le balene soffiano aria fuori dal loro sfiatatoio con molta forza per evitare che l’acqua entri nei polmoni quando inspirano.
- La quantità di tempo che una balena può trattenere il respiro varia a seconda della specie. In media, sono circa 90 minuti. Le orche assassine durano in media circa 15 minuti. La balena dal becco di Cuvier è il detentore del record a tre ore.
- Le balene non annegano, ma possono soffocare se non sono in grado di emergere per prendere aria.
Le balene viaggiano attraverso l’oceano, lanciandosi, saltando e giocando, con grazia e rapidità che smentiscono le loro enormi dimensioni. Il segreto del loro incredibile stile di vita, oltre alla loro struttura scheletrica e muscolare ben adattata, è un sistema respiratorio davvero unico specializzato per le immersioni in acque profonde. Nel corso della sua evoluzione, questo sistema respiratorio ha dovuto superare le sfide dell’anatomia dei mammiferi. Proprio come qualsiasi altro mammifero, le balene hanno bisogno di aria ossigenata per sopravvivere. Hanno una serie di polmoni grandi e complessi che scambiano costantemente ossigeno fresco con anidride carbonica per rimanere in vita. Poiché le balene non hanno branchie, non possono trarre ossigeno direttamente dall’acqua. Questo li rende vulnerabili al soffocamento se non tornano in superficie in tempo. Fortunatamente, i cetacei hanno sviluppato diversi adattamenti estremi per sopravvivere al lungo e difficile viaggio sotto la superficie. Continua a leggere per sapere per quanto tempo le balene possono trattenere il respiro.
Come respira una balena?
Il getto d’acqua che si vede uscire dallo sfiatatoio di una balena non proviene dai polmoni.
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La caratteristica più importante di qualsiasi apparato respiratorio dei cetacei (che sia il capodoglio, la megattera, l’orca assassina, ecc.) è lo sfiatatoio situato nella parte superiore della testa. Lo sfiatatoio rimane chiuso per impostazione predefinita per impedire all’acqua di entrare nel corpo. Dopo essere tornata in superficie, la balena apre il suo sfiatatoio contraendo un piccolo lembo muscolare; quindi espira aria viziata dal suo corpo in un’imponente raffica di aria pressurizzata. Il getto d’acqua che vedi uscire dallo sfiatatoio non proviene dai polmoni. Invece, l’espirazione dallo sfiatatoio è così potente che invia l’acqua circostante dalla superficie del corpo verso l’alto in una sottile nebbia nell’aria. Questo elimina l’acqua dallo sfiatatoio in modo che possano aspirare aria senza far entrare acqua nei polmoni.
Una volta che l’aria viziata è stata espulsa dal corpo, la balena farà una serie di respiri veloci per reintegrare il suo ossigeno. La maggior parte delle specie riemerge solo per pochi minuti prima di rilassare nuovamente i muscoli attorno allo sfiatatoio e poi immergersi di nuovo sotto la superficie. Per mantenere l’acqua fuori dai polmoni quando mangiano, i cetacei generalmente non respirano attraverso la bocca. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che alcuni delfini con sfiatatoi danneggiati possono imparare a respirare attraverso la bocca come ultima risorsa.
Quanto può trattenere il respiro una balena?
La risposta a questa domanda dipende sicuramente dalla specie (oltre che dall’individuo). Uno dei subacquei più impressionanti di tutti i cetacei è il capodoglio (la specie con una grande testa di forma rettangolare). Può trattenere il respiro per circa 90 minuti mentre si tuffa a profondità di oltre 3.000 piedi per banchettare con il suo pasto preferito, i calamari giganti.
Tuttavia, il capodoglio non è l’unico sommozzatore impressionante di cetacei. La balenottera azzurra (l’animale più grande che sia mai esistito) può trattenere il respiro fino a 90 minuti e di solito riemergere dopo circa 30 minuti; l’immersione più profonda mai registrata da una balenottera azzurra è stata di circa 1.000 piedi sotto la superficie.
La megattera (la cui caratteristica più ovvia è la grande gobba sul dorso) può trattenere il respiro fino a un’ora alla volta, ma il tipico viaggio di foraggiamento dura in media dai quattro ai sette minuti. Viene in superficie, fa da sei a otto respiri veloci e poi si tuffa di nuovo giù. L’immersione di balene megattere più profonda mai registrata è stata di oltre 600 piedi.
L’orca assassina, al contrario, fa gran parte della sua caccia vicino alla superficie. Ciò si riflette nella sua capacità respiratoria: può trattenere il respiro solo per una media di circa 15 minuti. Tuttavia, quando la preda non è così facile da trovare vicino alla superficie, l’orca assassina ha la capacità di immergersi a diverse centinaia di piedi sotto la superficie alla ricerca di una preda adatta. Emergerà circa ogni tre o cinque minuti durante i viaggi su lunghe distanze.
Gli esseri umani, al confronto, hanno una capacità respiratoria molto più debole. La persona media può trattenere il respiro solo per pochi minuti alla volta. L’immersione umana più lunga mai registrata, che ha comportato anni di addestramento approfondito, è stata effettuata dal subacqueo croato Budimir Sobat nel 2021. Ha trattenuto il respiro per ben 24 minuti e 37 secondi.
Qual è il record per l’immersione più lunga tra le balene?
La balena dal becco di Cuvier può raggiungere una profondità di quasi 10.000 piedi.
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La balena dal becco di Cuvier, una specie oceanica profonda che può crescere fino a 23 piedi di lunghezza e pesare fino a 6.800 libbre, detiene il record per l’immersione di cetacei più lunga di sempre. Capace di raggiungere profondità di quasi 10.000 piedi, questa balena dal becco stabilisce continuamente nuovi record (osservati dall’uomo). Nel 2014, si pensava che una balena etichettata rimanesse sott’acqua per circa 138 minuti prima di riemergere finalmente. Questo record è rimasto per circa sei anni fino a quando un’altra balena è stata osservata nel 2020 completando un’immersione di più di tre ore.
La balena dal becco di Cuvier è una specie interessante da studiare per i biologi marini. Si stima che trascorrano circa il 90% del tempo sotto la superficie, forse più di qualsiasi altro mammifero. Questo sembra spingere i limiti stessi di ciò che le balene sono in grado di sopportare, e non è del tutto chiaro il motivo.
Come fa una balena a trattenere il respiro?
Il segreto della capacità respiratoria della balena risiede nell’efficienza dell’intero sistema respiratorio. Questo inizia dal momento del loro primo respiro. Mentre gli esseri umani possono assorbire solo circa il cinque percento di ossigeno ad ogni respiro, le balene possono facilmente assorbire fino al 90% di ossigeno, il che consente loro di ricavare più energia da ogni respiro.
Contrariamente a quanto credono alcune persone, le balene non hanno polmoni più grandi (almeno in relazione alla loro dimensione corporea totale). Invece, fanno affidamento su molti altri incredibili adattamenti per sopravvivere a immersioni subacquee profonde. Ad esempio, il volume del sangue che scorre nelle loro vene scorre su vasta scala: è forse da tre a quattro volte la quantità di sangue rispetto a un mammifero terrestre di dimensioni simili. Il loro sangue contiene anche il doppio del livello di emoglobina che trasporta l’ossigeno rispetto agli altri mammiferi. Ciò significa che il loro sangue è particolarmente ricco di ossigeno per rifornire le loro cellule affamate.
Quando le balene si tuffano in acqua, i loro corpi reindirizzeranno automaticamente il flusso sanguigno agli organi centrali vitali come il cervello e i muscoli e lontano da tutti gli organi che non stanno usando al momento, compresi i reni e il fegato. Con solo gli organi più vitali ancora operativi, le balene possono rallentare la frequenza cardiaca fino a circa 4-8 battiti al minuto, quel tanto che basta per sopravvivere. La balenottera azzurra ne fornisce un esempio particolarmente estremo. Apparentemente può ridurre la frequenza cardiaca a circa due battiti al minuto.
Infine, se tutto il resto fallisce e sta esaurendo le riserve di ossigeno, una balena può sempre passare alla respirazione anaerobica, che risparmia prezioso ossigeno ma provoca un rapido accumulo di acido lattico, che affatica i muscoli. Questa è normalmente un’opzione di ultima istanza; la maggior parte delle balene ha già completato più del 90% della loro immersione prima di passare alla respirazione anaerobica. Un’eccezione degna di nota (di nuovo) è la balena dal becco di Cuvier. Apparentemente può rimanere sott’acqua per almeno un’altra ora dopo l’inizio della respirazione anaerobica senza provare un apparente affaticamento muscolare. Ciò potrebbe suggerire che nel metabolismo della balena dal becco si sta verificando qualcosa di insolito che gli scienziati non hanno ancora compreso.
Un problema importante con cui deve confrontarsi qualsiasi subacqueo di acque profonde (che sia umano o balena o qualsiasi altra cosa) è il danno tissutale. Piccole differenze di pressione tra le cavità d’aria piene di gas all’interno del corpo (come i polmoni o l’orecchio interno) e l’acqua circostante possono causare la rottura del tessuto. Questo è solitamente noto nel gergo scientifico come barotrauma. Per resistere alla pressione di un’immersione profonda, si ritiene che alcune balene abbiano vene extra che rivestono l’interno di queste cavità piene di gas. Quando la balena raggiunge profondità eccezionali, le vene si espandono verso l’esterno per riempire lo spazio extra all’interno della cavità. Allo stesso tempo, i polmoni collasseranno per evitare qualsiasi danno. Dal momento che hanno così tanto ossigeno che scorre nel sangue, non hanno più bisogno di usare i polmoni fino a quando non raggiungono di nuovo la superficie.
Come fanno le balene a dormire senza soffocare?
Le balene dormono orizzontalmente o verticalmente.
I cetacei hanno generalmente due diverse strategie per dormire. Riposeranno orizzontalmente o verticalmente nell’acqua, oppure si riposeranno un po’ mentre nuotano accanto a un altro individuo. Entrambi questi metodi comportano stati di sonno che sono più simili al pisolino; gran parte del loro cervello rimane vigile e attivo. Mentre la respirazione stessa è un’azione involontaria, le balene devono rimanere abbastanza coscienti da controllare lo sfiatatoio perché richiede un movimento muscolare volontario. Ciò suggerisce che non dormono esattamente come fanno gli umani.
Le balene possono annegare?
Le balene non annegano davvero (perché i loro polmoni non si riempiono quasi mai d’acqua), ma possono soffocare per mancanza di ossigeno. Ciò può verificarsi quando una balena rimane impigliata in una rete da pesca e, in preda al panico, tenta di immergersi più in profondità o rimane bloccata sul posto. Anche i neonati possono fare fatica a raggiungere la superficie. A volte soffocheranno prima di fare il loro primo respiro.
Ci sono numerose storie di balene salvate dalle reti dai subacquei. Le balene spesso restano nei paraggi per interagire e ringraziare i subacquei dopo essere state liberate. Sono anche in grado di comunicare tra loro su lunghe distanze con il loro potente canto d’altura. Sfortunatamente, il numero di balene sta diminuendo, principalmente a causa dell’impigliamento nelle reti e della caccia eccessiva.
