Come respirano le balene?

Le balene respirano attraverso gli spiracoli, ma cosa sono esattamente? I cetacei, la famiglia a cui appartengono le balene, hanno subito adattamenti anatomici per facilitare la respirazione. Il più importante consiste in uno spostamento delle narici verso la parte dorsale, appena sopra la testa. In questo caso, i fori sono chiamati spiracoli. Questa posizione superiore dello sfiatatoio permette loro di appoggiarsi in superficie senza dover fare un grande sforzo, oltre a permettere loro di respirare molto velocemente, di cui parleremo più avanti.

Le balene non possono respirare attraverso la bocca, poiché hanno tubi isolati per respirare e nutrirsi, motivo per cui possono nutrirsi senza il pericolo che l'acqua penetri nei polmoni. Allo stesso modo, non tutte le specie di balene hanno lo stesso numero di spiracoli. Ad esempio, i misticeti hanno due orifizi, mentre il resto delle balene o odontoceti hanno un solo orifizio.

Le balene, a differenza di altri mammiferi, hanno una respirazione quasi volontaria. Il poco tempo che trascorrono in superficie le costringe a scambiare molto velocemente CO2 con O2, ed è per questo che nei mammiferi marini lo scambio gassoso è bidirezionale. Lo scambio di gas avviene negli alveoli, le terminazioni a forma di sacco che si trovano nei polmoni.

Le balene possono espellere aria sia sott'acqua che in superficie. Nel primo caso l'aria raggiunge la superficie sotto forma di bolle. Come fatto curioso, possiamo dire che alcune balene usano queste bolle per catturare i pesci in "reti a bolle", permettendo ad altri della loro specie di approfittarne. Nel secondo caso, invece, l'aria viene espulsa già in superficie. Tuttavia, l'introduzione di nuovo ossigeno può essere praticata solo fuori dall'acqua.

Tipo di respirazione della balena

Si ritiene che le balene abbiano un tipo di respirazione polmonare. Successivamente, vedremo esattamente come respirano le balene.

Processo di respirazione delle balene

Il processo respiratorio delle balene inizia con l'espulsione di CO2. Dentro l'acqua, abbiamo già visto che lo fanno sotto forma di bolle. All'esterno, invece, espellono attraverso lo sfiatatoio una grande quantità di aria e acqua, fenomeno che possiamo definire di “soffiaggio”. Ora, cosa sono esattamente questi soffi?

I soffi così caratteristici delle balene sono prodotti dal rapido svuotamento dei loro polmoni. Quindi, quando vediamo una balena espellere una grande quantità di acqua e con grande forza attraverso lo sfiatatoio, sappiamo che quello che sta facendo è svuotare i suoi polmoni. Questo svuotamento è così veloce grazie al fatto che hanno una parete toracica molto più flessibile, oltre che muscoli pettorali molto potenti, che gli permettono anche di comprimere i polmoni fino a che non sono praticamente vuoti. In questo modo possono immagazzinare quanto più ossigeno possibile per sfruttarlo durante le immersioni. Curiosamente, le balenottere azzurre sono in grado di svuotare i polmoni di 1500 litri e riempirli in soli 2 secondi. Dopo questa espirazione sotto forma di soffi, viene data un'inspirazione molto più lenta, seguita dalla completa chiusura delle vie aeree e dall'apnea.

Contrariamente a quanto ci si potrebbe aspettare, i polmoni delle balene non sono più grandi (in termini di dimensioni relative) di quelli dei mammiferi terrestri. Tuttavia, hanno un volume molto più elevato, cioè sono capaci di ispirazioni ed espirazioni molto più profonde. I modelli di respirazione delle balene variano notevolmente tra le specie a causa del loro comportamento e attività.

Nelle loro grandi immersioni, gli alveoli che formano i polmoni delle balene rischiano di collassare a causa dell'alta pressione, motivo per cui a una profondità di 50-100 metri tutta l'aria presente in esse viene compressa dai loro potenti muscoli, passando tutta l'aria alveolare ai bronchioli e alla trachea dei polmoni, molto più resistenti degli alveoli. In questo modo parte dell'ossigeno viene assorbito anche comprimendo l'aria negli alveoli, dando loro un contributo in più quando sono in profondità.

Oltre ai suddetti adattamenti nel sistema respiratorio, i cetacei, e in questo caso le balene, hanno subito anche adattamenti nel sistema circolatorio per migliorare Lo scambio di gas. Sono i seguenti:

• Un adattamento anatomico dei cetacei è la "rete mirabile", che consiste in una rete di vasi sanguigni presenti nella cavità toracica e nelle estremità dell'animale. Questi vasi fungono da riserva di sangue ossigenato che viene messo in circolo durante le immersioni.
• Un altro adattamento è diretto alla molecola che immagazzina l'ossigeno nei muscoli, la mioglobina. A differenza dell'emoglobina (la proteina che trasporta il sangue in tutto il resto del corpo), la mioglobina si trova esclusivamente nei muscoli. Nel caso delle balene, hanno una concentrazione di questa molecola da 10 a 30 volte superiore nei loro principali muscoli natatori rispetto a quelli di qualsiasi altro mammifero terrestre. Inoltre, i vasi sanguigni delle specie che si immergono di più sono più grandi di quelli che si immergono di meno, tutto questo per immagazzinare una maggiore quantità di ossigeno nel sangue. Possono anche ridurre il flusso sanguigno in alcuni organi, come i reni o l'apparato digerente, e quindi dare priorità all'ossigenazione degli organi vitali e dei muscoli natatori.

Le balene, a differenza di un mammifero terrestre, hanno bisogno di emergere per respirare mentre dormono. Per risolvere questo problema, le balene hanno un sonno molto leggero caratteristico dei cetacei, chiamato "sonno uniemisferico". In cosa consiste esattamente? Nel dormire uno degli emisferi cerebrali per permettere all'altro di continuare a lavorare, garantendo che la balena non affondi e possa continuare a respirare.

Grazie a questo adattamento, si potrebbe dire che rimangono semisvegli, il che permette loro di tanto in tanto di uscire per un respiro veloce e continuare a dormire. Questo tipo di respirazione delle balene durante il sonno non è riscontrato solo in loro, anche i delfini, ad esempio, lo praticano. Scopri Come dormono i delfini in questo altro articolo.

Se vuoi conoscere altre curiosità sulle balene, non perderti come si riproducono con questo altro articolo: "Come si riproducono le balene?".

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