Why fish are better at breathing than you are - Dan Kwartler

Translator: Shivanshi Rohatgi Reviewer: Chirantan Saigaonkar

In 2019, Eliud Kipchoge finished a Vienna marathon

2019 में, एलियुड किपचोगे ने एक घंटे, 59 मिनट और 40

in one hour, 59 minutes, and 40 seconds.

सेकंड में वियना मैराथन समाप्त की।

This staggering time broke the two-hour barrier

इस चौंका देने वाले समय ने दो घंटे के उस अवरोध को तोड़ दिया,

that most runners previously deemed impossible.

जिसे ज्यादातर धावक पहले असंभव समझते थे।

However, some researchers weren't as surprised.

हालांकि, कुछ शोधकर्ता उतने हैरान नहीं थे।

Recent studies investigating if humans could maintain such a high pace

हाल के अध्ययनों से पता चलता है कि क्या मनुष्य मैराथन की अवधि

for the length of a marathon had found that elite runners

तक इतनी तेज़ गति बनाए रख सकते हैं, यह पता चला है कि कुलीन धावक

can take in twice as much oxygen as non-runners.

दोगुनी ऑक्सीजन ले सकता हैगैर-धावक के रूप में।

And it’s likely that this superhuman ability played a role in Eliud’s victory.

और यह संभावना है कि यह अतिमानवीय होएलीउड की जीत में क्षमता ने भूमिका निभाई।

But when it comes to breathing efficiently,

लेकिन जब यह आता हैकुशलतापूर्वक साँस लेने के लिए,

not even the best runners in the world can compete with the average fish.

यहाँ तक कि दुनिया के सर्वश्रेष्ठ धावक भी नहींऔसत मछली से प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं।

That’s right— you’re looking at some of the best breathers on Earth;

यह सही है- आप पृथ्वी पर सबसे अच्छे सांस लेने वालों में से कुछ को देख रहे हैं;

which actually makes sense when you consider how little oxygen there is

जो वास्तव में तब समझ में आता है जब आप विचार करते हैं कि उनके जलीय वातावरण

in their aquatic environments.

में ऑक्सीजन की मात्रा कितनी कम है।

Fish can breathe in a variety of ways,

मछलियाँ कई तरह से सांस ले सकती हैं,

but the most common is through the use of gills.

लेकिन सबसे आम है गलफड़ों का इस्तेमाल करना।

These branching organs typically come in four pairs,

शाखाओं में बंटने वाले ये अंग आम तौर पर चार जोड़े में आते हैं, जो

all enclosed in gill chambers.

सभी गिल चैम्बर में बंद होते हैं।

These chambers are protected by opercle, or gill covers,

इन कक्षों को ऑपेरकल या गिल कवर द्वारा संरक्षित किया जाता है,

which are just as essential to underwater breathing as the gills themselves.

जो पानी के भीतर सांस लेने के लिए उतना ही आवश्यक है जितना कि गलफड़े स्वयं।

When most fish take a breath,

जब ज़्यादातर मछलियाँ सांस लेती

they first close these covers and take a gulp of water.

हैं, तो वे सबसे पहले इन आवरणों को बंद कर देती हैं और एक घूंट पानी लेती हैं।

Then, they open their opercle,

फिर, वे अपना ओपरेकल खोलते हैं,

creating a pressure differential that pulls water through the gills,

जिससे एक प्रेशर डिफरेंशियल बनता है, जो गलफड़ों के माध्यम से पानी को खींचता है,

which are composed of thread-like filaments spaced evenly along a gill arch.

जो एक गिल आर्क पर समान रूप से फैले धागे जैसे तंतुओं से बने होते हैं।

These filaments are covered in countless small blood vessels called capillaries,

ये तंतु असंख्यों से ढके हुए हैंछोटी रक्त वाहिकाएँ जिन्हें केशिकाएँ कहा जाता है,

in addition to tiny extensions known as gill lamellae

छोटे एक्सटेंशन के अलावागिल लैमेला के नाम से जाना जाता है

which further increase the gill’s surface area.

जो और भी बढ़ जाता हैगिल का सतह क्षेत्र.

When water passes over these capillaries,

जब पानी इन केशिकाओं के ऊपर से गुजरता है,

the membrane is thin enough for the fish’s red blood cells

तो झिल्ली इतनी पतली होती है कि मछली की लाल रक्त कोशिकाएं पानी से घुलित ऑक्सीजन

to pull dissolved oxygen from the water into the bloodstream.

को रक्तप्रवाह में खींच सकती हैं।

And just like when we breathe with our lungs,

और जैसे जब हम अपने फेफड़ों से सांस लेते हैं, तो

this process releases carbon dioxide,

यह प्रक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ती है,

which passes out into the water through the open gill cover.

जो खुले गिल कवर के माध्यम से पानी में चली जाती है।

This technique only works underwater—

यह तकनीक केवल पानी के भीतर काम करती है- सतह

on the surface, the pressure differential created by opening and closing gill covers

सतह पर, दबाव अंतरगिल कवर को खोलने और बंद करने से निर्मित

isn’t strong enough to pull in sufficient air.

खींचने के लिए पर्याप्त मजबूत नहीं हैपर्याप्त हवा में.

But under the surface, it’s remarkably efficient.

लेकिन सतह के नीचे, यह उल्लेखनीय रूप से कुशल है।

Inside the lamellae, blood flows in the opposite direction to the water,

लैमेला के अंदर, रक्त पानी के विपरीत दिशा में बहता है,

creating a counter-current system that optimizes gas exchange.

जिससे एक काउंटर-करंट सिस्टम बनता है जो गैस विनिमय को अनुकूलित करता है।

In fact, gills can absorb roughly 75% of the oxygen passing through them;

वास्तव में, गलफड़े उनके माध्यम से गुजरने वाली ऑक्सीजन का लगभग 75% अवशोषित कर सकते

that’s twice the percentage of oxygen our lungs extract from a breath of air.

हैं। यह ऑक्सीजन के प्रतिशत का दोगुना हैहमारे फेफड़े हवा की सांस से बाहर निकलते

Fish also breathe much more frequently than we do.

हैं। मछलियाँ भी हमारी तुलना में ज़्यादा बार सांस लेती हैं।

The average adult human breathes 12 to 18 times a minute,

औसत वयस्क मानव एक मिनट में 12 से 18 बार सांस लेता है,

while most fish pull water over their gills

जबकि अधिकांश मछलियाँ एक मिनट में 20 से 80 बार अपने गलफड़ों

anywhere from 20 to 80 times a minute.

के ऊपर से पानी खींचती हैं।

Those numbers would raise even a marathoner’s eyebrows.

ये संख्याएं एक मैराथन खिलाड़ी की भौंहें भी उठी होंगी।

Thanks to this fast, frequent, and efficient breathing

इस तेज़, लगातार और कुशल तरीके से सांस लेने की वजह से

fish process far more oxygen than we do.

मछलियाँ हमारी तुलना में कहीं अधिक ऑक्सीजन प्रोसेस करती हैं।

It's also why some species can live at great depths.

यही कारण है कि कुछ प्रजातियाँ बहुत गहराई तक जीवित रह सकती हैं।

Bodies of water get most of their oxygen from the surface,

पानी के पिंड अपनी अधिकांश ऑक्सीजन सतह से प्राप्त करते हैं,

where O2 dissolves into the water and begins circulating.

जहां O2 पानी में घुल जाता है और फैलने लगता है।

But further down, there are oxygen minimum zones,

लेकिन इसके अलावा, ऑक्सीजन के न्यूनतम क्षेत्र हैं,

with concentrations as low as 0.5 milligrams of oxygen per liter.

जिनकी सांद्रता 0.5 मिलीग्राम ऑक्सीजन प्रति लीटर जितनी कम है।

To get the oxygen they need,

इन गहराइयों में रहने वाली

fish living at these depths rely on increased gill ventilation

मछलियाँ ऑक्सीजन प्राप्त करने के लिए बढ़े हुए गिल वेंटिलेशन और दिल पर

and hearts that pump high volumes of oxygenated blood throughout the body.

निर्भर करती हैं, जो पूरे शरीर में ऑक्सीजन युक्त रक्त की उच्च मात्रा को पंप करते हैं

Even with these tricks, sometimes there's still not enough oxygen to go around,

इन तरकीबों के साथ भी, कभी-कभी वहाँ जाने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं होती है,

forcing fish to adapt more extreme solutions.

जिससे मछलियाँ अधिक चरम समाधानों को अपनाने के लिए मजबूर हो जाती हैं।

For example, the Australian lungfish lives in a habitat

उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलियाई लंगफ़िश एक

where the water level drops precipitously in August and September,

ऐसे निवास स्थान में रहती है जहाँ अगस्त और सितंबर में पानी का स्तर तेज़ी से गिरता है,

making it almost impossible to survive with gills alone.

जिससे अकेले गिल्स के साथ जीवित रहना लगभग असंभव हो जाता है।

Fortunately, these fish have gills and lungs.

सौभाग्य से, इन मछलियों के गलफड़े और फेफड़े होते हैं।

Using their long, thin limbs,

अपने लंबे, पतले अंगों का उपयोग करके,

they can lift their mouths above the surface and take deep breaths of air,

वे अपने मुंह को सतह से ऊपर उठा सकते हैं और हवा की गहरी सांसें ले सकते हैं,

allowing them to survive out of the water for several days.

जिससे वे कई दिनों तक पानी से बाहर रह सकते हैं।

And other species of lungfish can survive above ground even longer

और लंगफ़िश की अन्य प्रजातियाँ मिट्टी और बलगम के कोकून

in cocoons of mud and mucus.

में ज़मीन के ऊपर और भी अधिक समय तक जीवित रह सकती हैं।

Fortunately, for most fish these extreme adaptations aren’t necessary.

सौभाग्य से, अधिकांश मछलियों के लिए ये चरम अनुकूलन आवश्यक नहीं हैं।

After all, 71% of Earth is covered in H2O,

आखिरकार, पृथ्वी का 71% हिस्सा H2O से ढका हुआ है,

giving these aquatic animals plenty of room to flaunt their gills’ skills.

जिससे इन जलीय जानवरों को अपने गलफड़ों के कौशल दिखाने के लिए पर्याप्त जगह मिलती है।