نهنگ‌ها چگونه وقتی حجم زیادی از آب را وارد دهان خود می‌کنند، خفه نمی‌شوند؟

دانشمندان ساختار آناتومیکی جدیدی را کشف کرده‌اند که به نهنگ‌هایی که به روش تغذیه جهشی تغذیه می‌کنند، اجازه می‌دهد تا بدون خفه شدن مقدار زیادی آب را وارد دهان خود کنند. تغذیه‌ی جهشی رفتاری است که طی آن نهنگ پس از حرکتی رو به جلو در جهت افقی یا عمودی با سرعت بالا، مقدار زیادی طعمه و آب را وارد دهان خود می‌کند.

نهنگ گوژپشت، نهنگ مینکی و نهنگ‌های دیگر برای گرفتن طعمه از روش مذکور استفاده می‌کنند. دهان آن‌ها تقریباً ۹۰ درجه باز می‌شود و حجم آبی را وارد دهان می‌کنند که به اندازه‌ای است که کل بدن آن‌ها را پر می‌کند. کلسی گیل، جانورشناسی که در دانشگاه بریتیش کلمبیا فیزیولوژی نهنگ‌ها را مطالعه می‌کند، گفت: «این باورنکردنی است. تصور کنید انسان کاملی را درون دهان خود بگذارید.»

وقتی آب وارد دهان نهنگ می‌شود، کیسه‌ی گلویش متسع می‌شود و موجب می‌شود نهنگ شبیه بچه‌قورباغه‌ی پُف‌دار به‌نظر برسد. پس از حدود یک دقیقه، کیسه‌ی گلو از حالت متورم خارج می‌شود، زیرا بیشتر آب از دهان نهنگ خارج می‌شود و دوباره به اقیانوس ریخته می‌شود.

ماهی‌های کوچک و کریل‌ها در صفحه‌ی شانه‌ای نهنگ (صفحاتی از کراتین که از سقف دهان نهنگ آویزان هستند و شبیه موهای روی مسواک هستند) به دام می‌افتند و بلعیده می‌شوند و وارد معده‌ی نهنگ می‌شوند.

نهنگ گوژپشت در‌ حال تغذیه در آب‌های اطراف جزیره‌ی ونکوور کانادا

دانشمندان نمی‌دانستند چرا نهنگ‌ها در جریان وارد کردن آب حاوی طعمه به دهان، بر‌ اثر آب‌گرفتگی مجاری تنفسی خفه نمی‌شوند. اکنون دکتر گیل و همکارانش ساختاری بزرگ و پیازی‌شکل را کشف کرده‌اند که آن را «درپوش دهانی» نامیده‌اند. این ساختار قبلاً هرگز در هیچ جانوری توصیف نشده بود و آن‌ها فکر می‌کنند چنین ساختاری این نوع تغذیه را امکان‌پذیر می‌کند. نتایج مطالعه روز پنج‌شنبه در مجله‌ی Current Biology منتشر شد.

نهنگ‌های دارای شیوه‌ی تغذیه‌ی جهشی، رورکوال‌ها (شیارنهنگان) نامیده می‌شوند و شامل دو مورد از بزرگ‌ترین جانوران روی زمین یعنی نهنگ‌های تیغ‌باله و نهنگ آبی می‌شوند.

رورکوال‌ها از‌ طریق تغذیه‌ی جهشی هر روز هزاران پوند غذا می‌خورند و این استراتژی تغذیه‌ای به آن‌ها کمک می‌کند جثه‌ی بزرگ خود را حفظ کنند. وزن نهنگ‌های آبی می‌تواند به بیش از ۳۰۰ هزار پوند (۱۳۶ تن) برسد.

دکتر گیل و همکارانش برای تعیین این موضوع که چگونه نهنگ‌ها به‌طور ایمن غذای خود را می‌خورند و خفه نمی‌شوند، نهنگ‌های تیغ‌باله مرده را بررسی کردند. وقتی دهان اولین نهنگ را باز کردند، از آن‌چه می‌دیدند، متحیر شدند. دکتر گیل گفت:

اگر در آینه به پشت گلوی خود نگاه کنید، فضای خالی بزرگی را می‌بینید. اما زمانی که به پشت دهان این نهنگ نگاه می‌کردیم، فضایی وجود داشت که با بافت پوشیده شده بود و ما فکر کردیم که این منطقی نیست. غذا باید از این محل عبور کند، اما چرا به این شکل مسدود است؟

پژوهشگران با دستکاری و تشریح توده‌ی عضله و بافت (درپوش دهانی) به این نتیجه رسیدند که زمانی که حیوان در‌ حال استراحت است، درپوش جلوی گلو را می‌گیرد. گلو ساختار لوله‌مانندی است که به مجاری گوارشی و تنفسی منتهی می‌شود. هنگامی که نهنگ برای غذا خیز برمی‌دارد، درپوش دهانی از هر دو مجرا در‌ برابر آب‌گرفتگی و موجوداتی که حیوان وارد دهان کرده است، محافظت می‌کند.

برای اینکه نهنگ غذا را بخورد، درپوش دهانی باید جابه‌جا شود. پژوهشگران بار دیگر با دستکاری و تشریح متوجه شدند که وقتی حیوان برای بلعیدن وعده‌ی غذایی آماده می‌شود، درپوش دهانی به سمت بالا می‌رود تا از مجرای تنفسی فوقانی شامل حفره‌های بینی و سوراخ بینی محافظت کند. در همین حین، حنجره (ساختاری درون گلو که از ورودی ریه‌ها محافظت می‌کند) بسته می‌شود و به سمت پایین حرکت می‌کند و دستگاه تنفسی تحتانی را مسدود می‌کند. به‌عبارت‌دیگر، هنگام بلع، حلق فقط به دستگاه گوارش ختم می‌شود و مجاری هوایی فوقانی و تحتانی محافظت می‌شوند.

آری فریدلندر که در دانشگاه کالیفرنیا به مطالعه‌ی رفتارهای تغذیه‌ای نهنگ‌ها مشغول است، اما در پژوهش جدید مشارکتی نداشت، این یافته را بسیار باارزش می‌داند. او گفت:

هرچه بیشتر درک کنیم که آن‌ها چگونه این ابزارها را برای اینکه بتوانند این همه غذا بخورند و به‌خوبی به جست‌وجوی غذا بپردازند، تکامل داده‌اند، بیشتر می‌توانیم توانایی‌های آن‌ها را درک کنیم و بدانیم که آن‌ها چگونه به‌عنوان بخشی از اکوسیستم‌های دریایی عمل می‌کنند. این نوعی تکامل نهایی آناتومی است که بتوانید کارهایی را انجام دهید که جانوران دیگر توانایی انجام آن را ندارند.