Questa foca artica ha uno scambiatore di calore nel naso

foca barbuta (Erygnathus barbatus), una grande foca polare, ha una cavità nasale che si adatta molto bene all’aria fredda e secca dell’Artico. Grazie alla struttura fine e spugnosa della sua conchiglia, perde calore e umidità 1,5 volte meno quando espira a 10°C rispetto alla foca monaca mediterranea (Monashus Monashus), che ha esattamente la stessa dimensione. A meno 30 gradi il risparmio di umidità è maggiore: supera quindi il suo parente subtropicale di un fattore 3,5. Scienziati norvegesi, ucraini e britannici lo hanno calcolato utilizzando un nuovo modello computerizzato. Scienziati norvegesi, ucraini e britannici Ne ho parlato Nel Diario biofisico.

Gli animali artici hanno tutti i tipi di adattamenti ingegnosi agli ambienti difficili, dalla folta pelliccia o grasso alla riduzione del flusso sanguigno alle estremità. Ma a volte anche la forma dei loro crani riflette un adattamento attivo. È già noto che le renne e i mammiferi marini settentrionali, come le foche e le lontre marine, hanno corna straordinariamente spugnose. Ma prima non erano stati calcolati in dettaglio, e certamente non rispetto ai parenti delle regioni subtropicali. Non troverai renne e lontre marine lì, ma alcune specie di foche sì. Ad esempio, la foca monaca del Mediterraneo è uno dei mammiferi marini più rari sulla Terra, ne sono rimasti solo circa 500 esemplari.

Superficie della mucosa nasale

Le turbine (da non confondere con le narici) sono strutture ossee situate orizzontalmente nella cavità nasale. Aumentano la superficie della mucosa nasale, rendendo l’aria inspirata più calda e umida e intrappolando anche particelle di polvere e germi. In molti mammiferi, compresi gli ungulati e gli esseri umani, queste strutture ossee hanno la forma di un rotolo di pergamena arrotolata o di una familiare conchiglia tropicale: il corno alare o conchiglia. Quindi, queste strutture ossee sono conosciute come turbinati o turbinati. Ma in molti mammiferi settentrionali, tra cui i ghiottoni, le lontre marine e quindi le foche barbute, questa forma a conchiglia non è più riconoscibile. L’intera cavità nasale è piena di osso altamente poroso, le cui sezioni hanno uno spessore inferiore a mezzo millimetro.

La mucosa che ricopre queste pareti contiene piccoli vasi sanguigni che rilasciano calore e umidità nell’aria inalata. Lo fanno utilizzando il principio della controcorrente, che conosciamo anche dagli scambiatori di calore. In breve, la direzione del flusso sanguigno è opposta a quella dell’aria, il che significa che c’è una differenza di temperatura tra l’aria e il sangue lungo ciascun vaso sanguigno, quindi lo scambio di calore può avvenire ovunque.

Quando espiri, il flusso d’aria è diverso da quando inspiri

Ma per un animale artico è importante che il calore venga riacquistato durante l’espirazione. Il vapore acqueo generato dall’aria di raffreddamento si condensa nuovamente in acqua, non andando disperso ma mantenendo umida la mucosa nasale.

I ricercatori hanno concluso che il flusso d’aria dovrebbe essere diverso durante l’espirazione rispetto a quello durante l’inspirazione. Hanno creato un modello computerizzato basato sulla forma dell’osso spongioso. Ciò ha dimostrato che il flusso d’aria in uscita nella foca barbuta segue in realtà percorsi diversi da quello in entrata. I ricercatori hanno scoperto che il tessuto non solo ha una superficie maggiore di quella di una foca monaca, ma anche una circonferenza maggiore in una sezione trasversale bidimensionale. Tutto ciò spiega perché le foche barbute trattengono molto meglio il calore e l’umidità respiratori.

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