Hoe blijven sommige zoogdieren zo lang onder water met één ademteug?

Het record onderwater blijven door een mens is ruim 24 minuten, volgens Guinness World Records. Dat stelt weinig voor in vergelijking met sommige zeezoogdieren. Die kunnen ruim twee uur onder blijven en dat heeft verschillende oorzaken.

Herken jij dieren aan hun neus? Doe de test van Quest!

Met gemak duiken potvissen en spitssnuitdolfijnen naar grote diepten als ze naar prooien duiken. Gemiddeld komen ze pas na veertig tot zestig minuten weer boven voor een ademteug. Maar soms duiken ze nog veel dieper en langer.

Het record staat op naam van de dolfijn van Cuvier (Ziphius cavirostris), die in zo’n beetje alle wereldzeeën zwemt. Een aantal van deze dieren is door wetenschappers van onder meer het Cascadia Research Collective (VS) in 2014 uitgerust met zenders die via satellieten werden uitgelezen. Ze kwamen tot 2.992 meter diep en bleven tot 138 minuten onder water.

Hoe komt het dat deze dieren dat kunnen? Hun lichaam is aangepast aan een flinke tijd zonder aanvoer van verse zuurstof. Duikende zoogdieren kunnen een stuk meer zuurstof opslaan in hun lijf dan niet-duikende soorten zoals de mens.

Opbouw van bloed is anders bij bepaalde zoogdieren

Zuurstof wordt via het bloed vanaf de longen naar de rest van het lichaam vervoerd. Dat lukt doordat de zuurstof zich bindt aan het eiwit hemoglobine, dat in de rode bloedcellen zit. Duikende zeezoogdieren hebben domweg meer hemoglobine in hun bloed dan wij. Hoe langer een soort onder water kan blijven, hoe meer van dit eiwit in hun bloed te vinden is.

Bovendien hebben ze naar verhouding meer bloed dan een mens. Met meer bloed en meer hemoglobine kan hun bloed een veel grotere zuurstofvoorraad herbergen dan mensenbloed.

Daarnaast hebben duikende zoogdieren tien tot dertig keer meer myoglobine in hun spieren dan mensen. Dit eiwit kan net als hemoglobine zuurstof binden en afstaan als de spieren het nodig hebben. Ook in hun spieren zit dus een flinke zuurstofvoorraad.

Alleen meer zuurstof is niet genoeg

Toch is alleen die grote zuurstofvoorraad niet genoeg om een uurtje onder water te blijven. Daarvoor moeten de diepzeeduikers extreem zuinig omgaan met het kostbare gas. Tijdens het duiken gebruiken ze heel weinig energie. De meeste glijden door het water met een minimale inspanning.

Ook op andere wijzen besparen ze zuurstof. Zodra ze duiken, gaat hun hartslag sterk omlaag. In de jaren veertig drukten zeebiologen van onder meer het Swarthmore College (VS) allerlei dieren onder water om hun lichamelijke reactie in kaart te brengen. De hartslag van zeehonden liep terug tot slechts tien slagen per minuut.

Een dier onder water drukken is natuurlijk niet hetzelfde als een vrijwillige duik maken. Gelukkig maten andere onderzoekers later eveneens de hartslag bij vrij zwemmende en duikende dieren. Zo daalt de hartslag van grijze zeehonden tot tien slagen per minuut, registreerden onderzoekers van het Engelse Natural Environment Research Council.

Daarnaast stroomt het bloed van zoogdierduikers tijdens een duik alleen nog naar de belangrijke organen zoals het hart, de hersenen en de spieren. De slagaders naar andere organen vernauwen: zo verspillen ze geen onnodige zuurstof.

Duikende dieren kunnen tegen weinig zuurstof in bloed

Tot slot kunnen duikende zoogdieren ook nog eens tegen heel lage zuurstofwaarden in hun bloed. Volgens onderzoek van de University of California, San Diego (VS) uit 2009 liep bij zeeolifanten het zuurstofniveau tijdens duiken (die tot 44 minuten duurden) terug tot 8 procent van de hoeveelheid vlak na de inademing.

Een mens zou dan al lang van zijn stokje zijn gegaan. Als een mens zijn adem inhoudt, daalt de zuurstofvoorraad in het bloed in twee minuten tot tussen de 50 en 80 procent. Normaal gesproken móet iemand dan echt lucht happen, anders komt diegene in de problemen.

Herken jij dieren aan hun neus? Doe de test van Quest!