Deze netwerken in walvisachtigen, bekend als retia mirabilia, zijn al lang een mysterie
Potvissen (afgebeeld) duiken ver onder water op zoek naar voedsel. Dichte, ingewikkelde netwerken van bloedvaten stellen de dieren in staat om de prestatie te volbrengen zonder hun hersenen te schaden.
Als je naar delen van de bloedsomloop van walvissen en dolfijnen kijkt, zou je kunnen denken dat je naar een schilderij van Jackson Pollock kijkt, niet naar bloedvaten. Deze walvisachtigen hebben bijzonder dichte, complexe netwerken van bloedvaten, voornamelijk geassocieerd met de hersenen en de wervelkolom, maar wetenschappers wisten niet waarom. Een nieuwe analyse suggereert dat de netwerken beschermen de hersenen van walvisachtigen van de bloeddrukpulsen die de dieren doorstaan tijdens het duiken diep in de oceaan, rapporteren onderzoekers in de 23 september Wetenschap.
Walvissen en dolfijnen “hebben deze verbazingwekkende vasculaire aanpassingen ondergaan om hun hersenen te ondersteunen”, zegt Ashley Blawas, een mariene wetenschapper aan het Duke University Marine Lab in Beaufort, NC, die niet betrokken was bij het onderzoek.
Genaamd retia mirabilia, wat ‘prachtige netten’ betekent, zijn de bloedvatennetwerken aanwezig in sommige andere dieren naast walvisachtigen, waaronder giraffen en paarden. Maar de netwerken worden niet gevonden in andere gewervelde waterdieren die anders bewegen dan walvissen, zoals zeehonden. Wetenschappers hadden dus vermoed dat de retia-mirabilia van de walvisachtigen een rol spelen bij het beheersen van bloeddrukstijgingen.
Wanneer walvissen en dolfijnen duiken, bewegen ze hun staart op een golvende manier op en neer, waardoor de bloeddruk stijgt. Landdieren die soortgelijke schommelingen ervaren, zoals galopperende paarden, kunnen een deel van deze druk wegnemen door uit te ademen. Maar sommige walvisachtigen houden hun adem in om lange tijd te duiken (SN: 23-09/20). Zonder een manier om die druk te verlichten, kunnen die ontploffingen bloedvaten scheuren en andere organen, waaronder de hersenen, beschadigen.
In de nieuwe studie gebruikten biomechanica-onderzoeker Margo Lillie van de University of British Columbia in Vancouver en collega’s gegevens over de morfologie van 11 soorten walvisachtigen om een computermodel te creëren dat de retia-mirabilia van de dieren kan simuleren. Het bleek dat de slagaders en aders in deze wirwar van bloedvaten heel dicht bij elkaar liggen en soms zelfs met elkaar verbonden zijn. Dientengevolge zou de retia mirabilia de verschillen in bloeddruk die door duiken worden gegenereerd, kunnen compenseren, misschien door de bloedpulsen van slagaders naar aders en vice versa te herverdelen. Op deze manier ontdoen de netwerken zich van, of verzwakken ze op zijn minst, enorme bloeddrukstijgingen die anders de hersenen zouden bereiken en verwoesten.
De netwerken “egaliseren de” [blood flow] op een manier dat je nooit dat bloed verliest dat in de ader zit en het niet vanzelf instort, en je hebt niet dat schietende arteriële bloed dat heel snel in de hersenen gaat”, zegt zeebioloog Tiffany Keenan van de Universiteit van North Carolina Wilmington die niet bij het onderzoek betrokken was. “Het is heel leuk om te weten wat we ons altijd hebben afgevraagd, maar niemand had het kunnen laten zien.”
Toch is het bestuderen van walvisachtigen lastig vanwege hun beschermde status en beperkte toegang tot monsters, die meestal van dieren zijn die zijn gestrand, zeggen onderzoekers. Om deze reden is een beperking van de nieuwe studie dat de onderzoekers gegevens van verschillende soorten moesten invoeren om hun model te maken.
“Ze nemen een klein beetje van hier en een beetje van daar, en mengen een dolfijn met een beluga-walvis met een spitssnuitdolfijn – het is een soort quilt”, zegt Andreas Fahlman, een zeewetenschapper bij de Oceanogràfic Foundation in Valencia, Spanje, die niet bij het onderzoek betrokken was.
Als gevolg hiervan mist het model mogelijk belangrijke aspecten die specifiek zijn voor andere soorten, die unieke anatomie hebben en zelfs anders bewegen, waarbij sommige dichter bij het oppervlak blijven of andere dieper duiken. Als we de bloedsomloop van walvissen en dolfijnen nader bekijken, misschien met behulp van niet-opdringerige technieken zoals sensoren die de bloedstroom en druk kunnen meten, kan helpen bevestigen dat het rekenmodel de dynamiek van het echte leven weerspiegelt.
