Głębokie nurkowania zmuszają ssaki morskie do fizycznych granic. Podczas długich okresów pod wodą zwierzęta mogą przełączyć się na metabolizm beztlenowy w organach poza sercem i mózgiem, co prowadzi do nagromadzenia kwasu mlekowego. Choć wiele gatunków nurkujących wyewoluowało sposoby na zmniejszenie ryzyka choroby kesonowej, pęcherzyki azotu wciąż mogą tworzyć się w ich krwiobiegu. Naukowcy od dawna sądzili, że zwierzęta te regenerują się głównie podczas unoszenia się na powierzchni oceanu między nurkowaniami.

Nowe badanie opublikowane w Frontiers in Physiology sugeruje, że regeneracja może trwać długo po tym, jak foki opuszczą wodę. Naukowcy odkryli, że u fok przylądkowych i australijskich fok futerkowych następuje dramatyczny wzrost tętna kilka godzin po powrocie na ląd, prawdopodobnie jako część opóźnionego procesu regeneracji po intensywnym żerowaniu na morzu.

„Tutaj pokazujemy u fok przylądkowych i australijskich fok futerkowych, że istnieje pozytywny związek między ich tętnem na morzu podczas żerowania a tętnem na lądzie podczas odpoczynku. Prawdopodobnie oznacza to, że spłata niektórych fizjologicznych kosztów żerowania na morzu jest opóźniona i następuje później, gdy foka jest na lądzie” – powiedziała pierwsza autorka dr Melissa Walker, adiunkt na Deakin University w Australii.

Zespół badawczy wykorzystał tętno jako wskaźnik zużycia tlenu i wydatku energetycznego. Monitorowali dwa blisko spokrewnione gatunki: fokę przylądkową (Arctocephalus pusillus pusillus), występującą wzdłuż południowej i południowo-zachodniej Afryki, oraz australijską fokę futerkową (A. pusillus doriferus), żyjącą u wybrzeży południowo-wschodniej Australii. Foki przylądkowe polują głównie na otwartej wodzie, podczas gdy australijskie foki futerkowe spędzają więcej czasu na żerowaniu wzdłuż dna morskiego.

W latach 2003–2008 naukowcy badali sześć samic foki przylądkowej w Kleinsee w RPA oraz sześć samic australijskiej foki futerkowej na wyspie Kanowna w Australii. Każde zwierzę wyposażono w wodoodporny monitor tętna, rejestrator nurkowań i nadajnik radiowy. Pomiary były zbierane co 10 sekund przez okresy trwające do 8,2 dnia.

Dane pokazały, że foki przylądkowe zwykle kończyły cykl morze-ląd w około 5,5 dnia, podczas gdy australijskie foki futerkowe średnio w 3,8 dnia. Podczas tych cykli zwierzęta spędzały odpowiednio około 60,4 i 96,5 godzin na morzu, z czego większość czasu (między 60% a 70%) na powierzchni wody.

Oba gatunki wykazywały również różne zachowania łowieckie i wzorce tętna pod wodą. Foki przylądkowe polowały głównie w słupie wody (68,4%). Podczas najgłębszych i najdłuższych nurkowań, które przekraczały 400 sekund i osiągały głębokość 190 metrów, ich tętno gwałtownie spadało, ale tylko na krótko, osiągając około 10 uderzeń na minutę przez mniej niż 60 sekund. Australijskie foki futerkowe spędzały większość czasu żerowania wzdłuż dna morskiego (71,5%). Podczas nurkowań trwających ponad 400 sekund na głębokości około 80 metrów utrzymywały wyższe i bardziej stabilne tętno wynoszące 20–30 uderzeń na minutę przez nawet 300 sekund.

Wcześniejsze badania sugerowały, że foki odpoczywające na lądzie powinny wykazywać stosunkowo stabilne tętno. Zamiast tego zespół zaobserwował coś nieoczekiwanego. Około sześć do ośmiu godzin po wyjściu na brzeg tętno fok gwałtownie wzrastało, czasami osiągając nawet 84 uderzenia na minutę. Kilka skoków mogło wystąpić, zanim tętno ostatecznie ustabilizowało się w spokojniejszym zakresie między 42 a 61 uderzeń na minutę, co jest wzorcem związanym ze snem REM.

Naukowcy odkryli również silny związek między całkowitą aktywnością serca podczas czasu spędzonego na morzu a aktywnością serca po powrocie na ląd. Ta zależność sugeruje, że foki mogą spłacać zaległy dług tlenowy nagromadzony podczas nurkowań i polowań.

Naukowcy uważają, że foki nie tylko odpoczywają na brzegu. Zamiast tego podwyższone tętno może pomóc w usunięciu kwasu mlekowego z organizmu i przywróceniu wyczerpanych zapasów tlenu, które nie mogły w pełni odzyskać na morzu. W badaniu omówiono również kilka dodatkowych wyjaśnień.

„Regeneracja fizjologiczna f