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

Fordító: Peter Pallos Lektor: Reka Lorinczy

In 2019, Eliud Kipchoge finished a Vienna marathon

2019-ben Eliud Kipchoge egy óra 59 perc és 40 másodperc alatt

in one hour, 59 minutes, and 40 seconds.

fejezte be a bécsi maratont.

This staggering time broke the two-hour barrier

E megdöbbentő idő megtörte a kétórás határt,

that most runners previously deemed impossible.

amelyet a futók zöme addig lehetetlennek tartott.

However, some researchers weren't as surprised.

De egyes kutatók ezen nemigen lepődtek meg.

Recent studies investigating if humans could maintain such a high pace

A tanulmányok, melyek azt vizsgálták, hogy fenntartható-e ilyen magas tempó

for the length of a marathon had found that elite runners

az egész maratonfutás alatt, azt találták, hogy kiváló futók

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

kétszer annyi oxigént képesek belélegezni, mint a nem futók.

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

Valószínűleg e különleges képesség játszott szerepet Eliud győzelmében.

But when it comes to breathing efficiently,

De a hatékony légzésben

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

az átlagos halakkal még a világ legjobb futói sem versenyezhetnek.

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

Így van – nézzük csak a Föld legjobb lélegzőit!

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

Ennek van értelme, ha figyelembe vesszük,

hogy vízi környezetükben milyen kevés oxigén van.

in their aquatic environments.

Fish can breathe in a variety of ways,

A halak többféleképpen lélegezhetnek,

but the most common is through the use of gills.

de a leggyakoribb a kopoltyús légzés.

These branching organs typically come in four pairs,

Ezek az elágazó szervek jellemzően négy párban fordulnak elő,

all enclosed in gill chambers.

mindegyik kopoltyúkamrába zárva.

These chambers are protected by opercle, or gill covers,

A kamrákat kopoltyúfedők védik, amelyek a víz alatti légzéshez,

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

ugyanolyan nélkülözhetetlenek, mint maguk a kopoltyúk.

When most fish take a breath,

Amikor a hal lélegzetet vesz,

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

bezárja a kopoltyúfedőket, és víz áramlik a szájüregébe.

Then, they open their opercle,

Ezután kopoltyúfedőit felnyitja, nyomáskülönbséget hoz létre,

creating a pressure differential that pulls water through the gills,

amely a vizet áramoltat át a kopoltyúkon,

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

amelyek a kopoltyúív mentén egyenletesen elhelyezkedő szálakból állnak.

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

A szálakat rengeteg kapilláris ér borítja,

in addition to tiny extensions known as gill lamellae

a kopoltyúlemezkéknek nevezett apró kitüremkedéseken kívül,

which further increase the gill’s surface area.

amelyek tovább növelik a kopoltyú felületét.

When water passes over these capillaries,

Amikor víz halad át a kapillárisokon,

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

a membrán elég vékony ahhoz, hogy a hal vörösvérsejtjei

to pull dissolved oxygen from the water into the bloodstream.

a vízből az oldott oxigént a véráramba kivonják.

And just like when we breathe with our lungs,

Csakúgy, mint tüdőlélegzés esetén,

this process releases carbon dioxide,

a folyamat szén-dioxidot bocsát ki,

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

amely a kinyílt kopoltyúfedélen át jut a vízbe.

This technique only works underwater—

E mód csak víz alatt működik:

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

a kopoltyúfedelek nyitása és zárása közti nyomáskülönbség

isn’t strong enough to pull in sufficient air.

nem elég erős ahhoz, hogy elegendő levegőt szívjon be.

But under the surface, it’s remarkably efficient.

De a felszín alatt rendkívül hatékony.

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

A lemezkékben a vér a vízzel ellentétesen áramlik,

creating a counter-current system that optimizes gas exchange.

és ellenáramú rendszert hoz létre, amely optimalizálja a gázcserét.

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

A kopoltyúk a rajtuk áthaladó oxigén kb. 75%-át képesek felvenni;

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

ez kétszerese annak, amelyet tüdőnk levegőből nyer ki.

Fish also breathe much more frequently than we do.

A halak szaporábban lélegeznek, mint mi.

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

Az átlagos felnőtt percenként 12-18-szor vesz levegőt,

while most fish pull water over their gills

míg a halak zömének percenként 20-80-szor

anywhere from 20 to 80 times a minute.

áramlik át víz a kopoltyújukon.

Those numbers would raise even a marathoner’s eyebrows.

E számok még a maratonfutókat is meglepnék.

Thanks to this fast, frequent, and efficient breathing

A gyors, gyakori és hatékony légzésnek köszönhetően

fish process far more oxygen than we do.

a halak sokkal több oxigént dolgoznak fel, mint mi.

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

Ezért egyes fajok nagy mélységben élhetnek.

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

A víztestek oxigénjük nagy részét a felszínről kapják,

where O2 dissolves into the water and begins circulating.

ahol az O₂ feloldódik a vízben, és keringni kezd.

But further down, there are oxygen minimum zones,

De lejjebb kevés O₂-t tartalmazó zónák vannak,

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

amelyekben a koncentrációja legfeljebb 0,5 milligramm/liter.

To get the oxygen they need,

A kellő mennyiségű oxigén megszerzéséhez

fish living at these depths rely on increased gill ventilation

az e mélységekben élő halaknak fokozott kopoltyús légcserére

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

és a szívre van szükségük, amely oxigénben dús sok vért pumpál át a testükön.

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

Néha még e fogásokkal sincs mindig elegendő oxigén a keringésükhöz,

forcing fish to adapt more extreme solutions.

ezért szélsőségesebb megoldásokra kényszerülnek.

For example, the Australian lungfish lives in a habitat

Pl. az ausztráliai tüdőshal élőhelyén

where the water level drops precipitously in August and September,

a vízszint augusztusban és szeptemberben gyorsan csökken,

making it almost impossible to survive with gills alone.

így egyedül kopoltyúkkal szinte lehetetlen a túlélés.

Fortunately, these fish have gills and lungs.

Szerencsére e halaknak kopoltyúik és tüdejük is van.

Using their long, thin limbs,

Hosszú, vékony végtagjaikkal szájukat

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

a felszín fölé emelhetik, és mélyet lélegeznek,

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

lehetővé téve számukra, hogy így napokig víz nélkül élhessenek.

And other species of lungfish can survive above ground even longer

Más tüdőshalfajok még tovább képesek túlélni

in cocoons of mud and mucus.

a föld felett iszap- és nyálkaburkokban.

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

Szerencsére a legtöbb halnak e szélsőséges fogásokra nincs szükségük.

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

A Föld 71%-át H₂O borítja, amely rengeteg teret nyújt víziállatoknak

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

kopoltyúik képességének fitogtatására.