Ergens voor de kust van North Carolina bleef een Cuvier-spitssnuitwalvis ooit drie uur en tweeënveertig minuten onder water zonder naar de oppervlakte te komen om lucht te happen. Geen enkel ander zoogdier heeft dit ooit ook maar in de buurt gehaald. Deze duik, die werd gevolgd door onderzoekers van het Duke University Marine Laboratory en gepubliceerd in het Journal of Experimental Biology, deed meer dan alleen een record breken. Het dwong wetenschappers om opnieuw na te denken over wat er mogelijk werd geacht voor een luchtademend dier, en het biedt een opvallend biologisch referentiepunt voor iedereen die nieuwsgierig is naar de uiterste grenzen van het inhouden van de adem.
Een nieuw record onder water
De snuitwalvis van Cuvier, in de wetenschap bekend als Ziphius cavirostris, had al het record voor de diepste duik die ooit bij een zeezoogdier is gemeten: hij daalde af tot bijna 3.000 meter op zoek naar inktvis in de koude, lichtloze lagen van de open oceaan. In 2014 registreerde een onderzoek met zendertjes voor de kust van Californië een duik van 137,5 minuten, op dat moment zelf al een nieuw record voor zoogdieren. Zes jaar later breidde een andere walvis die bij Cape Hatteras werd gevolgd dat record uit tot 222 minuten. De meeste duiken duren ongeveer een uur, maar die uitschieters wijzen op een fysiologie die is gebouwd voor uithoudingsvermogen dat veel verder gaat dan je op basis van lichaamsgrootte alleen zou verwachten.
De fysiologie achter een duik van drie uur
Berekeningen op basis van de zuurstofvoorraden die typisch zijn voor een zeezoogdier van deze omvang suggereerden dat de Cuvier-spitssnuitwalvis na ongeveer dertig minuten geen bruikbare zuurstof meer zou hebben. In plaats daarvan haalt deze soort die schatting regelmatig het dubbele of driedubbele. De verklaring ligt in een reeks aanpassingen die alle diepduikende walvisachtigen gemeen hebben: ongewoon hoge concentraties zuurstofbindend myoglobine in het spierweefsel, een hartslag die bij het onderduiken sterk daalt om energie te besparen, en een bloedchemie waardoor zuurstof langzaam en efficiënt in de loop van de tijd kan worden afgegeven. Zodra die voorraden op zijn, lijkt de walvis over te kunnen schakelen op anaëroob metabolisme, waarbij hij de opbouw van melkzuur in zijn spieren tolereert in plaats van gedwongen te worden om naar de oppervlakte te komen.
Koolstofdioxide, en niet zuurstof, bepaalt de grens
Het belangrijkste detail om het inhouden van de adem te begrijpen is dit: bij de meeste duikende dieren, inclusief mensen, wordt de drang om te ademen vooral veroorzaakt door een stijgende kooldioxidewaarde in het bloed, niet door een dalend zuurstofgehalte. Een hoge tolerantie voor die opbouw, in combinatie met een hoge tolerantie voor zuurstofgebrek, is wat het verschil maakt tussen gewoon je adem inhouden en iets buitengewoons. De spitssnuitwalvis van Cuvier lijkt beide drempels verder te verleggen dan bijna elk ander onderzocht zoogdier. Juist deze combinatie – zich op zijn gemak voelen bij een verhoogd kooldioxidegehalte en bij een verlaagd zuurstofgehalte – vormt de fysiologische basis van moderne trainingsmethoden voor het inhouden van de adem, waaronder die welke populair zijn gemaakt door Wim Hof en andere beoefenaars van gecontroleerde ademhalingstechnieken.
Wat train je in je lichaam door je adem in te houden?
De menselijke fysiologie kan niet tippen aan het duikvermogen van walvisachtigen, maar dezelfde onderliggende mechanismen zijn wel aanwezig en kunnen worden getraind. Herhaaldelijk en gecontroleerd je adem even inhouden lijkt het punt te verschuiven waarop je lichaam alarm slaat, waardoor je na verloop van tijd langer en comfortabeler je adem kunt inhouden zonder in paniek te raken of je te veel in te spannen. Dit principe ligt ten grondslag aan allerlei ademhalingstechnieken, waaronder de Wim Hof-methode, die cycli van diep ademhalen, je adem inhouden en herstelademhaling combineert. Topvrijduikers illustreren de menselijke kant van dit spectrum: het wereldrecord statische apneu, gevestigd door Stig Severinsen in 2012, staat op iets meer dan tweeëntwintig minuten, bereikt na jaren van progressieve training en, in veel gevallen, aanvullende zuurstofprotocollen die specifiek zijn voor competitief vrijduiken. Het is maar een fractie van wat een spitssnuitdolfijn instinctief doet op één ademteug, maar het laat zien hoe ver doelgerichte training de grens kan verleggen – een grens die voor de meeste mensen dichter bij één minuut ligt.
Een andere schaal, een gemeenschappelijk uitgangspunt
Er zit een enorm verschil in schaal tussen de drie uur durende duik van een walvis en het langzame, geoefende ademhouden van een mens, maar ze zijn wel gebaseerd op dezelfde onderliggende biologie: de autonome signalen die bepalen wanneer het lichaam denkt dat het weer moet ademen. Door het ene te bestuderen, kun je het andere beter begrijpen. Het oefenen van ademhalingsbeheersing is niet bedoeld om na te bootsen wat de evolutie in de loop van miljoenen jaren in een diepduikend zoogdier heeft ingebouwd; het is bedoeld om het eigen comfort van het lichaam met schommelingen in kooldioxide en zuurstof, binnen veilige grenzen, voorzichtig te vergroten door herhaling en aandacht.