Adattamenti

Nuoto

Orche sono tra i mammiferi marini nuoto più veloci.

• Orche possono nuotare a velocità fino a 45 km / h (28 mph), ma probabilmente solo per pochi secondi alla volta.
• Orche di solito crociera a velocità molto più basse, meno di 13 km / h (8 mph). Possono navigare lentamente per lunghi periodi di tempo.

Le orche sono agili e maneggevoli in acqua.

Quando nuota vicino alla superficie, una balena assassina di solito rimane sott’acqua per 30 secondi o meno.,

Energia per il nuoto.

• Il grasso leviga il contorno di un’orca e contribuisce alla sua caratteristica forma fusiforme, che è abbastanza efficiente dal punto di vista energetico per il nuoto. Rispetto ad altre forme del corpo, questa forma del corpo crea meno resistenza (la forza opposta che un oggetto genera mentre viaggia attraverso l’acqua).,

• orche e molti altri odontoceti a volte “focena” in superficie: nuotano abbastanza veloce per liberarsi dell’acqua, impennata brevemente su e fuori e poi di nuovo sotto, in un movimento continuo, che generalmente ripetere. Porpoising utilizza meno energia di nuoto veloce in superficie.Wave-riding consente anche di risparmiare energia. Orche e molte altre balene dentate a volte cavalcano le onde dell’oceano o l’onda di prua di una barca o la scia di poppa.,
• Cavalcando un’onda o una scia, un’orca può andare quasi due volte più veloce utilizzando lo stesso costo energetico.
• Un vitello di orca nuota vicino alla madre e può essere trasportato nel “flusso di slittamento” della madre, un tipo di scia idrodinamica che si sviluppa mentre la madre nuota. Questo aiuta il vitello a nuotare con meno energia e consente alla madre e al vitello di tenere il passo con il pod.

Immersione

Profondità di immersione.,

• Sebbene non siano generalmente subacquei profondi, le orche foraggere possono immergersi ad almeno 100 m (328 ft.) o più.
• L’immersione più profonda conosciuta per un’orca assassina, eseguita in condizioni sperimentali, è stata di 259 m (850 ft.).
• Uno studio delle orche meridionali residenti nel Pacifico settentrionale ha registrato un animale che si immergeva fino a 264 m (866 ft.).
• Sulla base di uno studio del 2002, i ricercatori teorizzano che alcune orche possono avere una profondità massima di immersione che va da 258 m a 452 m (846 ft. a 1,483 ft.).,

durata dell’Immersione.

• Nel Pacifico settentrionale orientale, le orche residenti di solito fanno tre o quattro immersioni di 15 secondi e poi un’immersione che dura circa 3 o 4 minuti, ripetendo questo schema.
• La durata media dell’immersione per le orche residenti è di circa 2,3 minuti.
• Orche transitorie nel Pacifico settentrionale sono state registrate immersioni per un massimo di 11,2 minuti., Le balene transitorie nel Pacifico settentrionale orientale spesso rimangono sommerse per più di 5 minuti e occasionalmente per più di 15 minuti in una singola immersione.
• Le orche maschi adulti residenti nel Pacifico settentrionale si immergono più spesso e più in profondità delle femmine adulte.

Tutti i mammiferi marini hanno risposte fisiologiche per le immersioni. Queste risposte consentono a un’orca di conservare l’ossigeno sott’acqua.

• Le orche, come altri mammiferi, hanno una frequenza cardiaca più lenta durante le immersioni., Uno studio ha indicato che la frequenza cardiaca di un’orca sulla superficie dell’acqua è di circa 60 battiti al minuto, ma durante l’immersione la frequenza è scesa a 30 battiti al minuto.
• Durante le immersioni, il sangue viene deviato dai tessuti tolleranti ai bassi livelli di ossigeno verso il cuore, i polmoni e il cervello, dove l’ossigeno è più necessario.
• Alcune molecole proteiche-emoglobina e mioglobina-immagazzinano ossigeno nei tessuti del corpo. L’emoglobina si verifica nei globuli rossi. I mammiferi marini hanno un volume di sangue più elevato e più emoglobina rispetto ai mammiferi terrestri di dimensioni comparative. La mioglobina si verifica nel tessuto muscolare., Il muscolo delle balene ha una concentrazione di mioglobina più alta rispetto al muscolo dei mammiferi terrestri.

Sia gli esseri umani che i cetacei possono sperimentare impatti fisiologici negativi dalle immersioni.

• Man mano che la pressione aumenta con la profondità, aumenta anche la quantità di gas che entra in soluzione nel sangue e nei tessuti corporei di un subacqueo. A circa 2 atmosfere di pressione (circa 60 ft.), i tessuti sono saturi. Se un subacqueo umano ritorna in superficie troppo rapidamente, i gas, in particolare l’azoto, escono dalla soluzione e formano bolle nei muscoli e nel sangue., Questa condizione dolorosa e talvolta fatale è chiamata “le curve”.
• Le curve sono più comuni nei subacquei, ma i subacquei umani possono anche ottenere le curve dalle immersioni profonde. I subacquei del respiro umano si immergono sui polmoni completamente gonfiati. Sotto pressione, i bronchioli di un essere umano collassano. L’aria polmonare viene forzata negli alveoli: le numerose piccole aree dei polmoni in cui avviene lo scambio di gas. Qui i gas vengono assorbiti sotto pressione.
• A differenza dei subacquei umani, una balena non respira aria sotto pressione. Inspira solo in superficie ed espira poco prima dell’immersione., Inoltre, nei mammiferi subacquei, gli alveoli collassano a circa 3 atmosfere di pressione, costringendo l’aria nelle rigide vie aeree periferiche dove i gas non vengono scambiati.

Respirazione

A killer whale respira attraverso un singolo sfiatatoio in cima alla sua testa.

• Lo sfiatatoio è rilassato in posizione chiusa. Per aprire lo sfiatatoio, un’orca contrae il lembo muscolare che copre lo sfiatatoio.
• Una balena trattiene il respiro sott’acqua.,Una balena assassina apre il suo sfiatatoio e inizia ad espirare poco prima di raggiungere la superficie dell’acqua.
• In superficie, la balena inspira rapidamente e chiude il lembo muscolare.

Il beccuccio visibile dell’acqua che sale dallo sfiatatoio di un’orca non proviene dai polmoni, che (come i nostri) non tollerano l’acqua.

• L’acqua che si trova in cima allo sfiatatoio quando inizia la potente espirazione viene forzata con i gas respiratori espirati.
• Soprattutto in aria fredda, si può formare una nebbia; si condensa il vapore acqueo mentre i gas respiratori si espandono all’aria aperta.,

In confronto a un essere umano, una balena killer può trattenere il respiro più a lungo e scambiare più aria polmonare ad ogni respiro.

La frequenza respiratoria a riposo delle orche a SeaWorld è di circa 3-7 respiri ogni 5 minuti.

Termoregolazione

Come tutti i mammiferi, le orche sono a sangue caldo. La temperatura corporea di una balena assassina è di circa 36,4 º a 38ºC — 97,5 º a 100,4 ºF) – vicino a quella di un essere umano., Vivere in mare rappresenta una sfida particolare per i mammiferi marini, perché l’acqua conduce il calore circa 25 volte più velocemente dell’aria a temperatura uguale.

Le grandi dimensioni di una balena assassina aiutano a ridurre al minimo la perdita di calore.

• In generale, quando un animale aumenta di dimensioni, la sua superficie diminuisce rispetto al volume. La forma fusiforme del corpo di una balena e le ridotte dimensioni degli arti riducono ulteriormente questo rapporto superficie-volume.
• Un basso rapporto superficie-volume aiuta un animale a trattenere il calore corporeo: il grande nucleo del corpo produce calore metabolico., Solo attraverso la superficie relativamente più piccola esposta all’ambiente esterno (la pelle) è che il calore perso.

Appena sotto la pelle di un’orca si trova uno spesso strato di grasso, composto da cellule adipose e tessuto connettivo fibroso. Il grasso aiuta a isolare una balena dalla perdita di calore. C’è un gradiente di calore dal nucleo del corpo, attraverso il grasso, alla pelle.

Le orche sembrano avere un tasso metabolico pari a quello che ci si aspetterebbe per un mammifero terrestre di dimensioni simili. Ciò indica che le orche possono mangiare solo la metà del cibo come i modelli precedenti hanno suggerito.,

I mammiferi perdono calore corporeo quando espirano. Poiché respirano meno frequentemente dei mammiferi terrestri, le orche conservano una notevole quantità di calore.

Il sistema circolatorio di un’orca aiuta a mantenere la temperatura corporea; si adatta per conservare o dissipare il calore corporeo.

• Alcune arterie delle pinne, dei trematodi e della pinna dorsale sono circondate da vene. Quindi, un po ‘ di calore dal sangue che viaggia attraverso le arterie viene trasferito al sangue venoso piuttosto che all’ambiente. Questo fenomeno è chiamato scambio di calore controcorrente.,
• Quando un’orca si tuffa, la circolazione diminuisce sulla pelle, spostando il sangue verso il nucleo del corpo isolato.
• Durante l’esercizio prolungato o in acqua calda una balena potrebbe aver bisogno di dissipare il calore corporeo. In questo caso, la circolazione aumenta vicino alla superficie delle pinne, dei trematodi e della pinna dorsale. Il calore in eccesso viene versato nell’ambiente esterno.
• Nelle orche maschi, un sistema di scambio termico controcorrente raffredda il sangue arterioso che scorre ai testicoli. Un altro sistema di scambio termico controcorrente regola la temperatura di un feto in via di sviluppo nelle femmine in gestazione.,

Dormire

Diverse specie di cetacei, tra cui i tursiopi, delfini e balene beluga, hanno dimostrato di impegnarsi in unihemispheric slow wave sleep (USWS) durante il quale una metà del cervello entra in uno stato di sospensione, mentre l’altro mantiene visiva e uditiva consapevolezza dell’ambiente e permette all’animale di riemergere per la respirazione. Questa capacità può aiutare a evitare i predatori e mantenere il contatto visivo con coorti/prole. I delfini hanno un occhio chiuso durante USWS.,

Gli osservatori notano che le orche in genere riposano, immobili, in vari momenti durante il giorno e la notte per brevi periodi di tempo o per otto ore di fila. Durante il riposo, le orche possono nuotare lentamente o fare una serie di tre o sette brevi immersioni di meno di un minuto prima di fare un’immersione lunga per un massimo di tre minuti. Le orche residenti spesso riposano in un gruppo, allineate l’una accanto all’altra.,

Quando i ricercatori del sonno hanno studiato due vitelli di orche appena nati e le loro madri al SeaWorld di San Diego, hanno scoperto che le madri e i vitelli non sembravano dormire o riposare affatto per il primo mese di vita di un vitello. Nei mesi successivi, le balene aumentarono gradualmente la quantità di tempo trascorso a riposo a livelli normali per adulti. Quattro coppie di delfini tursiopi hanno mostrato lo stesso modello di comportamento del sonno. Rimanere attivi e reattivi dopo la nascita può essere un adattamento per evitare i predatori e mantenere la temperatura corporea mentre il vitello accumula uno strato di grasso.,