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Salt and water balance of modern baleen whales: rate of urine production and food intake

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Abstract:

Whales, as pelagic marine mammals, are thought to have evolved from fresh-water-dependent terrestrial mammals. Baleen whales feed primarily on salty euphausiids (krill) and have no access to fresh water. How have these mammals adapted to lifelong habitation in a hyperosmotic medium? A new approach is proposed for studying this by using allometry (scaling) of endogenous creatinine clearance in mammals together with determinations of creatinine concentration in fresh postmortem blood and urine of fin whales (Balaenoptera physalus) and sei whales (Balaenoptera borealis). From the predicted mean creatinine-clearance values and the measured mean creatinine concentrations, a urine-production rates of 974 and 627 L/day for the fin and sei whales, respectively, were computed. Average daily krill ingestion of about 1300 and 835 L is predicted for the fin and sei whales, respectively. The whales seem to ingest about 30% more than earlier reported of a prey, which has about 50% of the salt concentration of seawater, thus maintaining the salt and water balance with a minimum of 1–2% seawater ingestion. The method used to estimate the above volumes could be a valuable tool in further studies of the water and salt balance of the large baleen whales, which may not have the same osmoregulatory control mechanisms as the smaller Odontoceti.

On croit généralement que les baleines ont évolué à partir de mammifères terrestres dépendants du milieu d'eau douce pour devenir des mammifères marins pélagiques. Les baleines à fanons se nourrissent surtout d'euphausiacés salés (le krill) qui n'ont pas accès à l'eau douce. Comment ces mammifères ont-ils pu s'adapter à une vie entière en milieu hyperosmotique? J'aborde ici cette question avec une nouvelle approche basée sur l'allométrie (cadrage) de la clearance de la créatinine endogène chez les mammifères, de même que sur les dosages de créatinine dans du sang et de l'urine de rorqual commun (Balaenoptera physalus) et de rorqual boréal (Balaenoptera borealis) fraîchement prélevés après la mort. J'ai calculé, à partir des valeurs moyennes prédites de la créatinine endogène et des concentrations moyennes de créatinine telles que mesurées, que le taux de production d'urine est de 974 L/jour chez le rorqual commun et de 627 L/jour chez le rorqual boréal. On peut prévoir l'ingestion quotidienne de 1300 L de krill chez le rorqual commun et de 835 L chez le rorqual boréal. Les baleines semblent consommer 30 % plus de proies, qui ne contiennent qu'environ 50 % du sel présent dans l'eau de mer, ce qui leur permet de maintenir leur équilibre eau-sel en imbibant un minimum d'eau de mer, soit de 1–2 %. La méthode employée pour estimer les volumes ci-dessus pourrait être très utile pour étudier l'équilibre eau-sel des grandes baleines à fanons chez lesquelles les mécanismes osmorégulateurs peuvent différer de ceux des odontocètes, dont la taille est plus petite.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2003-04-01

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  • Published since 1929, this monthly journal reports on primary research contributed by respected international scientists in the broad field of zoology, including behaviour, biochemistry and physiology, developmental biology, ecology, genetics, morphology and ultrastructure, parasitology and pathology, and systematics and evolution. It also invites experts to submit review articles on topics of current interest.
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