Człowiek jak ryba w wodzie

To, jak się wydaje, zamyka wątek "wodnego człowieka". Nie tak przecież wyglądają nasze ciała. A jednak...

Pokaż mi swoją śledzionę

Niektórzy ludzie posiadają umiejętności życia w symbiozie z wodą dorównujące tym, jakie mają zwierzęta przystosowane do życia w morzu.

Freediving, czyli nurkowanie na duże głębokości na jednym wdechu, jest chlebem powszednim dla różnych społeczności żyjących z wody i blisko wody w różnych zakątkach globu. To także modne hobby majętnych ludzi. Osoby zajmujące się tym profesjonalnie mają wiele przystosowań, które z upływem lat zmieniły ich ciała na tyle, by woda stała się dla nich niemal naturalnym środowiskiem.

Jakie to cechy?

Dobrzy nurkowie nie są zbyt potężnie zbudowani, by ograniczyć niepotrzebną utratę energii, kiedy próbują zejść głęboko. W zasadzie im są szczuplejsi, tym mniejsza wyporność ciała w wodzie. Najlepsi z najlepszych mają zachowaną doskonałą równowagę między ilością tkanki tłuszczowej, mięśniami i pojemnością płuc. To przybliża ich do tzw. neutralnej pływalności.

Większe płuca zwiększają zdolność nurka do przechowywania tlenu, ale mogą również pomóc w regulacji wyporności w wodzie. Uczeni sprawdzili, że japońscy poławiacze pereł należący do ludu Ama mają pojemność płuc do 15 proc. większą niż średnia dla człowieka żyjącego w ich regionie.

Wydaje się, że istnieje też wyraźny związek między sukcesem nurka a wielkością jego śledziony. Naukowcy odkryli, że najlepsi nurkowie mają większą śledzionę niż przeciętna. Nie wiadomo jednak, czy ci ludzie rodzą się z większym narządem i na drodze selekcji stają się w nurkowaniu lepsi od innych, czy też śledziona powiększa się u nich w wyniku pływackiego treningu. Śledziona jest naszym naturalnym rezerwuarem czerwonych krwinek. Narząd ten może kurczyć się podczas nurkowania, uwalniając ich więcej do krwiobiegu, a to oznacza więcej hemoglobiny niosącej życiodajny tlen.

Uważa się, że posiadanie większej śledziony jest w stanie dać nurkowi około 15 sekund więcej do czasu, jaki może spędzić pod wodą.

Doskonałym miejscem do przechowywania tlenu, oprócz płuc, są także mięśnie. Nurek nie może mieć ich zbyt dużo, ponieważ są one jednocześnie tlenożerne. Dlatego profesjonaliści nie chodzą na siłownię, ale wykonują ćwiczenia aerobowe, które zwiększają efektywne wykorzystanie tlenu przez mięśnie, przedłużając czas nurkowania. Trening sprawia też, że w mięśniach powstaje więcej mitochondriów - minielektrowni komórkowych.

Długotrwałe nurkowanie prowadzi do powstania głodu tlenowego w mięśniach, tworzy się w nich kwas mlekowy. Jego nagromadzenie jest odpowiedzialne za to, czego tak nie lubimy - bolesne zakwasy. U wielu nurków zaciąganie długu tlenowego pojawia się zdecydowanie później. Wysycenie tlenem krwi w mózgu może spadać u niektórych z nich do 30 proc., zanim zaczną odczuwać tego wyraźne skutki, podczas gdy zazwyczaj 50 proc. wysycenia jest uważane za granicę, po której przekroczeniu dochodzi do utraty świadomości.

A co ze świadomym zwalnianiem rytmu serca?

Doświadczeni nurkowie są w stanie to zrobić. Przed wejściem do wody wyciszają się i biorą kilka głębokich oddechów - to zazwyczaj im wystarczy, by spowolnić tętno, uzupełnić zapasy tlenu w organizmie i pozbyć się nadmiaru dwutlenku węgla. Naukowcy rejestrowali już tętno nurków wynoszące ledwie 20 uderzeń na minutę! To około czterech razy mniej, niż wynosi tętno spoczynkowe przeciętnego dorosłego.

Pozostaje jeszcze kwestia widzenia pod wodą, ale, jak się okazuje, i to można u siebie "podkręcić".

Moken, wodny lud z Tajlandii, ma niezwykłą zdolność wyraźnego widzenia pod wodą. Większość z nas nie posiada tej umiejętności, bo wraz ze zmniejszaniem się ilości światła nasze źrenice powiększają się automatycznie. Lud Moken jest w stanie zapanować nad tym odruchem! Nurkowie potrafią przymknąć źrenicę, co poprawia im jakość widzenia w wodzie.

Ponoć tej sztuczki można się nauczyć, jeśli trenuje się ją od małego.

Na lądzie jesteśmy chorzy

Jednymi z najbardziej uznanych na świecie freediverów są członkowie ludu Bajau żyjący w Malezji i Indonezji. Ci wolni nurkowie rodzą się, żyją i umierają na morzu. Wielu z nich twierdzi, że schodząc na ląd, po pewnym czasie zaczynają odczuwać coś w rodzaju choroby lądowej! To nie jest już ich naturalne środowisko.

Bez najmniejszego problemu za to nurkują wielokrotnie w ciągu dnia, polując na ryby na głębokości 20 m. Ciśnienie wody jest tam trzy razy większe niż na powierzchni, co powoduje m.in. ściskanie płuc.

Stacja BBC Human Planet nakręciła swego czasu reportaż o tych nurkach z głównym bohaterem - rybakiem Sulbinem, który demonstruje swoje techniki nurkowania. Mężczyzna nosi ręcznie robione drewniane okulary i wchodzi do wody uzbrojony w dzidę. Przed zanurzeniem najpierw przygotowuje się psychicznie. - Skupiam mój umysł na oddychaniu. Kiedy nurkuję, jestem całkowicie zrelaksowany - mówił BBC Sulbin, po chwili zapadając w rodzaj transu. Taki stopień kontroli umysłu jest kluczowy do udanego nurkowania na większych głębokościach, co potwierdzają inni freediverzy.

Ssaki mają odruch nurkowania, który pomaga także człowiekowi zanurzyć się w wodzie. To seria automatycznych regulacji, które podejmuje nasze ciało, zanurzając się w zimnej wodzie. Spada m.in. częstość akcji serca i metabolizm, spowalniając tempo zużycia tlenu. Podczas wstrzymywania oddechu krew zaczyna być odprowadzana z rąk i nóg do najważniejszych narządów. Regularne nurkowanie pozwala pewne rzeczy wytrenować.

Są nurkowie, u których krew przypomina tę u osób żyjących na dużych wysokościach - mają w niej znacznie więcej hemoglobiny.

Podobnie jak lud Moken dzieci ludu Bajau spędzają tyle czasu w wodzie, że ich oczy inaczej się rozwijają (oko człowieka "rośnie" do 21. roku życia).

Mięśnie kurczące źrenicę są u nich silniejsze. Zmienia się też kształt soczewek w oku, zwiększając kąt załamania światła. To sprawia, że Bajau widzą pod wodą dwa razy lepiej niż zwykły człowiek.

Jedyna część ciała Bajau, która nie radzi sobie dobrze z życiem w wodzie, to błona bębenkowa, która często pęka u tych ludzi w młodym wieku. Dlatego Sulbin ma niedosłuch - nie umiał odpowiednio wyrównać ciśnienia w uszach podczas nurkowania.

Zwykły człowiek nie jest na razie gotowy na podwodne życie. Nawet tak doskonałym nurkom jak Bajau zdarzają się powikłania zdrowotne z powodu choroby dekompresyjnej, a nawet śmierć w jej wyniku.

Ale niewątpliwie ludzkie ciało ma do tego pewne predyspozycje. I niewykluczone, że kiedyś ewolucja zmusi nas do tego, by je lepiej wykorzystać. f

Z brzucha mamy na basen

Nawet najbardziej zatwardziały szczur lądowy spędza dziewięć miesięcy w wodzie. Człowiek należy bowiem do owodniowców, czyli kręgowców, które wytwarzają błony płodowe pozwalające na powstanie środowiska dla właściwego rozwoju zarodka.

Wody płodowe to płyny zawarte w błonach płodowych. Amortyzują, zapewniają swobodę ruchów, chronią płód przed silnymi bodźcami ze świata zewnętrznego oraz przed wahaniami temperatury i biorą udział w transporcie i wymianie substancji odżywczych.

Choć mamy wyobrażenie, że wód owodniowych jest bardzo dużo, a zarodek pływa w nich niczym w oceanie, to objętość płynu owodniowego w dziewiątym tygodniu ciąży wynosi 5-10 ml, a w 40. tygodniu zaledwie 800 ml.

Płyn owodniowy jest stale wymieniany (całkowita wymiana zachodzi co blisko dwie godziny). W jego skład wchodzą: elementy komórkowe z owodni i płodu, białka, tłuszcze, hormony, aktywne enzymy.

Z chwilą narodzin dziecko musi jednak przejść z życia w wodzie do życia na lądzie. Nie znaczy to jednak, że natychmiast traci wszystkie wodne umiejętności. Maluchy od narodzin do wieku około czterech miesięcy nadal w sposób naturalny otwierają oczy w wodzie, zamykają usta, instynktownie wstrzymują oddech i wykonują ruchy rączkami. Cztero-, pięciomiesięczne niemowlę instynktownie przewraca się w wodzie na plecy, by jego twarz znalazła się nad powierzchnią wody.

Małe dzieci, jeśli mają taką możliwość, szybciej uczą się pływać, niż raczkować, chodzić czy stać.

Według instruktorów pływania dla dzieci woda to samo dobro. Stymuluje rozwój ruchowy, poprawia płynność ruchów, jest gimnastyką dla mięśni i stawów, dzięki czemu dziecko rozwija się szybciej od rówieśników, reguluje sposób oddychania dziecka, rozwija zmysły i przyspiesza rozwój psychofizyczny, wspomaga odporność na choroby, wpływa na rozwój emocjonalny. Niemowlęta, które pływają, są bardziej pewne siebie.

Hipoteza wodnej małpy

W 1960 roku wybitny biolog morski Alister Hardy zaproponował kontrowersyjną teorię: człowiek ewoluował pod kątem życia w wodzie. Skąd taki pomysł?

Po pierwsze, człowiek pływa najlepiej ze wszystkich małp.

Po drugie, mamy pewne cechy, które są niezwykłe u naczelnych (ssaków zdecydowanie lądowych), ale za to dość powszechne u niektórych gatunków wodnych.

Według zwolenników hipotezy wodnej małpy wszystko zaczęło się od tego, że nasi przodkowie upatrzyli sobie życie w strefach przybrzeżnych. Woda oferowała bogactwo ryb i owoców morza. Nasi przodkowie, żyjąc blisko wody, co rusz musieli w niej brodzić, pływać i nurkować. To miało wpływ na dalszą ewolucję naszych cech anatomicznych i fizjologicznych.

Hipoteza wodnej małpy ma swoje odłamy. Jej zagorzali zwolennicy nawet w tym, że kobieta w ciąży ma gęstsze włosy, dopatrują się przystosowania do tego, by noworodek mógł się ich lepiej w wodzie uchwycić. Kobiece piersi są wtedy duże, by lepiej się jej pływało i można było nakarmić dziecko, a wystające pośladki służą jako idealna platforma do siedzenia w wodzie dla malucha.

Inni wolą raczej koncepcję, którą nazywają hipotezą brzegowej ewolucji człowieka. Uważają, że człowiek ma jednak wyjątkowe zdolności adaptacyjne do półwodnego stylu życia, a brodzenie, pływanie i nurkowanie po żywność działało jako czynnik doboru naturalnego w ewolucji człowieka bardziej niż w przypadku naszych małpich kuzynów.

Są wreszcie badacze, którzy obie te teorie odrzucają, twierdząc, że nie mają one żadnego pokrycia w dowodach naukowych.

Co według teorii wodnej małpy mamy w spuściźnie po wodnym stylu życia?

Dwunożność

 

Zwolennicy hipotezy uważają, że częste pływanie sprzyjało wyprostowaniu kręgosłupa, a brodzenie w płytkiej wodzie - przyjęciu pionowej postawy i poruszaniu się na dwóch nogach.

 

Łatwiejszy poród w wodzie

 

Stosunkowo duża czaszka płodu przy wąskim kanale dróg rodnych kobiety niesie ze sobą duże ryzyko powikłań w czasie porodu. Woda ułatwia poród, łagodzi ból i zmniejsza ryzyko dla matki i dziecka.

 

Duży mózg

 

Śledząc ewolucję człowieka, można zauważyć, że 200 tys. lat temu nastąpił nagły wzrost wielkości mózgu u pierwszych przedstawicieli Homo sapiens . Taka radykalna zmiana mogła nastąpić tylko w środowisku bogatym w dwa specyficzne kwasy tłuszczowe - DHA i AA. Odgrywają one bardzo ważną rolę w tworzeniu błon komórkowych neuronów i ścian naczyń krwionośnych. Odpowiednią ilość DHA i AA mogła dostarczyć wyłącznie dieta obfita w ryby i owoce morza.

 

Gruczoły potowe i łojowe

 

Człowiek poci się inaczej niż pozostałe ssaki - robimy to przy użyciu gruczołów skórnych, marnując przy tym sporo wody i soli. Nie mogliśmy, zdaniem zwolenników teorii, nabyć tej cechy na sawannie, gdzie brakuje i wody, i soli. Mamy też miliony gruczołów łojowych, które wydzielają na skórze głowy, twarzy i tułowiu sebum. U innych zwierząt jedyną znaną funkcją łoju jest wodoodporność skóry lub sierści.

 

Naga skóra

 

Ludzie mają nagą skórę oraz 10 razy więcej komórek tłuszczowych niż inne małpy. Tłuszczowa tkanka podskórna, doskonale nadająca się do izolacji ciała w wodzie, jest u nas bardziej podobna do tej występującej u ssaków wodnych. Nasze dzieci gromadzą ją już przed urodzeniem, podczas gdy młode innych naczelnych są smukłe. Nie mogą być zbyt grube, by nie obciążać nadmiernie matki, której futra trzymają się kurczowo.

 

Kontrola oddechu

 

Umiemy wstrzymywać oddech przy nurkowaniu, oddychać nosem i ustami, mamy obniżoną krtań. To cechy charakterystyczne dla ssaków wodnych i wodno-lądowych. Bez kontroli oddechu raczej nie nauczylibyśmy się mówić.

Tekst ten można wykorzystać w gimnazjum oraz w szkole średniej na lekcjach biologii, fizyki i przyrody.

Podpowiadamy jak to zrobić

Wskazówki i pytania do tego materiału znajdziecie na stronie programu Szkoła Z Klasą 2.0: www.szkolazklasa.pl

Oglądaj wideo "Nauki dla każdego" i odkrywaj największe zagadki otaczającego Cię świata. Daj się wciągnąć, zafascynować, zadziwić. Spójrz na siebie i rzeczywistość z innej, naukowej strony!

 

Oglądaj wideo cyklu "Nauka dla każdego"

W ''Nauce dla Każdego'' czytaj też:

 

Inteligencja stworzona i wrodzona

 

Sztucznej się boimy, własną przeceniamy. Czy inteligencja ma takie znaczenie, jakie jej przypisujemy?

Inteligencja. Czy zapewnia życiowy sukces?

 

Inteligencja liczy się w życiu. Trzeba jednak pamiętać, że życiowego sukcesu nie da się zmierzyć testem

Zabytki wyłażą spod lodowca

 

Ocieplenie klimatu sprawiło, że archeolodzy mają ręce pełne roboty. Spod topniejącego lodu wyłaniają się bowiem bezcenne znaleziska

Jan Sebastian Bach. Tak brzmi arytmetyka muzyki

 

W jego czasach nikt nie komponował tak jak on. Jak w pełni docenić geniusz Jana Sebastiana Bacha? Trzeba poznać i zrozumieć matematyczne piękno jego kompozycji

Co świat zawdzięcza nudzie

 

"Inteligentny człowiek nigdy się nie nudzi" - słyszałam, gdy jako dziecko wypowiadałam sakramentalne: "Maaaaaamooooo, nuuuudziiiii miiiiii się". Nigdy nie usłyszałam: "To wspaniale! Za chwilę na pewno wpadniesz na genialny pomysł!"

Jak fizycy radzą sobie z deszczem

 

Światową krainą deszczowców jest indyjskie Ćerapuńdźi na stokach Himalajów. Był taki rok, że spadło tam ponad 26 m deszczu! Z kolei portowe Arica w Chile ma ledwie 0,8 mm opadów rocznie. Warszawa - 0,6 m. Nie ma więc co narzekać

Człowiek jak ryba w wodzie

 

Ludzki gatunek wyjątkowo ciągnie do wody - niektórzy twierdzą, że to dlatego, iż wyewoluowaliśmy jako stworzenia wodne