|
En elefant som dricker. Den suger snabbt upp vatten i snabeln och sprutar sedan in det i munnen. From YouTube, courtesy of Superman3384. |
|
Elefanter dricker som bekant genom att suga upp vatten i snabeln och sedan spruta in det i munnen. Det ser mycket enkelt ut. Men i själva verket är det en märklig prestation, som man inte har kunnat förklara.
Elefanternas uppsugning av vatten i snabeln är ett mycket intressant problem. För något år sedan kontaktades jag av en lungläkare, som skrev en artikel om elefanternas lungor. Vi diskuterade problemet och letade i litteraturen, men fann inget bra svar. Man har inte gjort lämpliga försök på elefanter. Därför finns det bara obestyrkta hypoteser.
Problemen med att ta upp vatten i snabeln
En möjlighet är att elefanten utvidgar lungorna, som vid en inandning. Då drar den ihop mellangärdesmuskeln så att den rör sig bakåt, varvid lungorna utvidgas, så att ett undertryck uppstår i dem relativt atmosfärstrycket. I så fall skulle lungorna fungera som en sugpump, som drar upp vatten i snabeln. Röstspringan (glottis) i struphuvudet måste då vara öppen och strupplocket (epiglottis) uppfällt, så att luft kan komma in i lungorna. Risken finns då att vatten kommer ner i lungorna. Vid sväljning stängs dessa strukturer, så att mat och dryck inte hamnar i lungorna. Betänk dock att snabeln hålls lodrät. Med en finstämd kontroll av snabelmuskulaturen skulle elefanten kunna manövrera så att vatttenytan inte når över snabelhålrummets övre kant och därmed inte hamnar i lungorna.
Intressant är att elefanter kan suga upp vatten med öppen mun, något som man skulle tro vara omöjligt. Men de har, till skillnad från de flesta andra däggdjur, en slutmuskel som kan stänga förbindelsen mellan munhålan och svalget. När denna förbindelse är stängd, är det bara snabeln som via näshålan har förbindelse med lungorna.Texten fortsätter under videon.
|
Videon visar en liten elefantkalv, som inte kan dricka med hjälp av snabeln, utan måste böja sig ner och dricka direkt med munnen. En större kalv har däremot bemästrat konsten att dricka med snabeln From YouTube, courtesy of BBC Earth. |
|
Det finns dock ett annat och betydligt värre problem med att använda lungorna som sugpump. De lodräta snabeln är cirka 2 meter lång. Om lungorna ska suga upp vatten 2 meter, måste lufttrycket i dem var cirka 20 procent lägre än atmosfärstrycket, extremt lågt jämförbart med vid en vanlig inandning. Då blir trycket i lungornas blodkapillärer extremt mycket högre än i den angränsande lungluften. Det borde finnas en uppenbar risk att kapillärerna spricker så att lungorna fylls med blod. Några egenheter i lungornas anatomi skulle möjligen kunna motverka detta, se vidare nedan.
Notera dock att elefanten inte suger i sig vatten enkelriktat genom hela snabeln som vore den ett sugrör. Den suger upp vatten en bit upp i snabeln och sprutar sedan in det i munnen. Men även om den bara suger upp vatten en halv meter, måste trycket i lungorna vara cirka 5 procent lägre än atmosfärstrycket, ett undertryck på cirka 40 mm Hg. Det ovan diskuterade problemet med lungkapillärerna kvarstår även då.
Möjliga lösningar på elefantens problem
De tillplattade lungsäckarna, belägna mellan brösthålans väggar och lungorna, är hos elefanter inte fyllda med vätska, som hos andra däggdjur, utan med bindvävnad. Lungsäckarnas tunna väggar är förstärkta med bindvävnad. Bindväven förhindrar kanske att lungsäckarnas kapillärer brister. Inuti lungorna är blodkärlen omgivna av förstärkande bindväv. Men detta gäller inte de tunnaste blodkärlen, de gasutbytande kapillärerna, som är belägna tätt intill de gasfyllda lungblåsorna (alveolerna). Så problemet kvarstår. Med lungorna som sugpump borde rimligen lungkapillärerna brista. En möjlighet är dock att kapillärerna utsätts för tryckstress under så pass kort tid att de inte hinner brista
Elefanter är försedda med en säckliknande utbuktning från svalgets golv. En hypotes är att de suger in vatten i snabeln med hjälp av muskler, som utvidgar denna svalgsäck. Då skulle vägen till lungorna kunna vara stängd. Men säckens volym verkar vara för liten och man har inte hittat några muskler som skulle kunna utföra arbetet.
Ytterligare en hypotes är att de suger upp vatten i snabeln med hjälp av dess muskulatur, antingen genom att utvidga dess inre hålrum eller genom någon slags peristaltik. Något stöd för denna hypotes tycks inte finnas. Peristaltik är den mekanism genom vilken födan transporteras av vandrande muskelsammandragningar genom tarmen.
Frustrerad och dyster tittade jag på ett antal YouTube-videor med drickande elefanter. Men när djuren sög upp vatten, kunde jag inte iakttaga någon volymökning, varken i bålen, svalgregionen eller snabeln. Se videon överst på sidan. Mysteriet förblir olöst.
Elefanter härstammar troligen från djur som delvis levde i vatten. De är faktiskt duktiga simmare. På grund av sin tunga benstomme ligger de då lågt i vattnet. Men de löser problemet genom att använda snabeln som snorkel. Men även detta leder till problem som ännu inte har utretts. Läs om snorklande elefanter på en annan sida. På denna sida kan du även läsa om hur människan och andra däggdjur andas. Läs gärna också om vad elefanten har för nytta av sina jättestora öron och om dess märkliga tänder på andra sidor.
Referenser
R.E. Brown et al.: The elephant’s respiratory system: adaptations to gravitational stress (Respiration Physiology 109:177-194, 1997).
R. W. Hill, G. A. Wyse, and M. Anderson: Animal Physiology (3rd ed, Sinauer, 2012 ).
R. V. Short: The peculiar lungs of the elephant (New Scentist, 6 December 1962).
J. B. West: Snorkel breathing in the elephant explains the unique anatomy of its pleura (Respiration Physiology 126:1-8, 2001).
Till början på sidan
Till "Djurfakta"
|
