کوسه‌ها ایجاد موج را بیشتر می‌کنند. آنها از طریق موج دادن به اندام‌ها و انحناهای شانه به شانه بدن خود شنا می‌کنند. این موج از چرخاندن سر در یک جهت شروع می‌شود و سپس به سایر اندام‌ها می‌رسد.
این حرکت، بدن اژدری شکل آنها را موج دار می‌کند، آب را کنار می‌زند و نیروی محرکه رو به جلو را فراهم می‌کند.
در آخر این موج به دم می‌رسد و باله‌ها نیز به نوعی شکل یافته‌اند که اجازه میدهند کوسه‌ها سریع حرکت کنند، بتوانند با موفقیت به‌صورت عمودی جابه‌جا شوند و در رانش‌های شدید رو به عقب رخنه کنند.
بدیهی است که یک کوسه باید برای گرفتن طعمه خود، ملاقات جنس مخالف و جفت گیری و فرار از شکارچیان شنا کند. اما آیا یک کوسه فقط برای ادامه بقا شنا می‌کند؟
شاید شنیده باشید که «اگر کوسه از حرکت باز بایستد غرق خواهد شد» این جمله ایده‌ای است که در همه جا از کتاب‌های زیست شناسی گرفته تا کتاب «Ripley’s Believe It or Not!» ذکر شده است.
این نظریه از مقایسه کوسه‌ها با ماهیان استخوانی که ماهیچه‌های بیشتری در اطراف دستگاه‌های تنفسی خود، یعنی آبشش دارند، شکل گرفت.
برای درک این موضوعکه چرا این تمایز مهم است، اجازه دهید نگاهی به نحوه تنفس کوسه‌ها و سایر ماهی‌ها بیندازیم.
برای تنفس، کوسه‌ها باید اکسیژن را از آب اطراف خود جدا کنند. آب وارد دهان کوسه می‌شود (بینی کوسه منحصرا برای بو کردن استفاده می‌شود.) و از طریق آبشش‌ها وارد گردش خون می‌شود.
در داخل آبشش‌ها صدها رشته آبششی وجود دارد. هر رشته آبششی به نوبه خود دارای هزاران صفحه برگ مانند یا زبانه است که حاوی رگ‌های خونی هستند.
خون اکسیژن را از آب ورودی به آبشش جذب می‌کند و آب اضافی را از طریق شکاف‌های آبشش عقبی خارج می‌کند.
کوسه‌ها بسته به گونه خود پنج تا هفت جفت شکاف آبششی دارند. با این روش، کوسه‌ها می‌توانند حدود 80 درصد اکسیژن را از 1 درصد اکسیژن ناچیز موجود در آب استخراج کنند.
برای مقایسه، انسان 21 درصد اکسیژن موجود در هوا را برای تنفس دریافت می‌کند، اما فقط حدود 25 درصد آن را می‌تواند برای تنفس تهویه کند. برای حفظ یک جریان ثابت، کوسه به‌طور مداوم نیاز به گرفتن و تصفیه آب دارد. اما آیا برای گرفتن این آب باید مدام شنا کند؟
تا مدت‌ها قبل دانشمندان تصور می‌کردند که این ایده درست است. زیرا به نظر می‌رسید ماهی‌های دیگر تجهیزات و سیستم لازم برای پمپاز از طریق دهان و شکاف‌های آبششی را دارند و کوسه‌ها از این نظر کمتر تکامل یافته‌اند.
اما چگونه کوسه‌هایی را که به نظر ثابت هستند و حرکت نمی‌کنند مانند کوسه‌های فرشته و کوسه‌های پرستار که در اکواریوم می‌بینیم در این دسته قرار دهیم؟ پس به نظر می‌رسد که همه کوسه‌ها برای نفس کشیدن مجبور به حرکت نیستند.
تنفس کوسه: پمپاژ دهانی و تهویه تلمبه‌ای
قدیمی‌ترین کوسه‌ها یعنی نیاکان کوسه‌های مدرن امروزی، برای نفس کشیدن مجبور نبودند مدام شنا کنند.
بلکه همه آنها آب را از طریق دهان و روی آبشش خود پمپاژ می‌کردند. این روش به پمپاژ دهانی معروف است كه به عضلات باكال یا گونه‌ای نسبت داده می‌شود كه آب را به داخل دهان و آبشش می‌كشد.
امروزه بسیاری از کوسه‌ها مانند کوسه‌های پرستار، کوسه‌های فرشته و کوسه‌های فرشی که با نام wobbegong نیز شناخته می‌شوند، این روش را حفظ کرده‌اند.
چهارگوش ماهی و سفره ماهی نیز که از خانواده کوسه‌ها هستند، به همین روش تنفس می‌کنند.این گونه‌ها بیشتر وقت خود را صرف خوابیدن در کف اقیانوس می‌کنند.
علاوه بر سبک زندگی غیرفعال، بعضی تفاوت‌های بدنی دیگری نیز وجود دارند که به این کوسه‌ها اجازه می‌دهد با پمپاژ دهانی نفس بکشند.
به عنوان مثال بسیاری از کوسه‌هایی که این روش را انجام میدهند، مانند کوسه فرشته فرم بدن آنها از پشت به شکم صاف شده و یا قسمت پشتی بدن آنها فشرده شده است.
کوسه‌هایي که با تنفس پمپاژ دهانی تنفس می‌کنند، عضلات قوی‌تری نسبت به سایر کوسه‌ها در صورت خود دارند. این کوسه‌ها همچنین ممکن است مارپیچ تنفسی برجسته‌تری داشته باشند که یک لوله در پشت چشم است.
وقتی کوسه در کف اقیانوس دفن می‌شود و نمی‌تواند از طریق دهان خود نفس بکشد، مارپیچ با کشیدن آب به داخل مانند دهان عمل می‌کند. سپس آب از طریق شکاف‌های آبشش خارج می‌شود.
با تکامل و افزایش فعالیت کوسه‌ها، این روش تنفس پمپاژ دهانی به روش فرعی و ثانوی آنها برای تنفس تبدیل شد.
در واقع مصرف آب در روش «تلمبه» آب به داخل دهان و بیرون راندن آن از طریق رشته‌های آبششی هنگام شنا برای تنفس صرفه جویی بیشتر انرژی نسبت به روش قبلی بود. این روش تنفس به تهویه تلمبه‌ای معروف است.
اکثر کوسه‌ها بسته به کاری که انجام میدهند می‌توانند به‌طور متناوب روش تنفس خود را بین پمپاژ دهانی و تهویه تلمبه‌ای تغییر دهند.
وقتی کوسه‌ها شروع به شنای سریع‌تر از توان پمپاژ آب به درون دهان خود می‌کنند، برای مدتی پمپاژ تنفسی را متوقف خواهند کرد.
کوسه ببر شنی نمونه‌ای از کوسه‌ای است که تنفس خود را به عقب و جلو تعویض می‌کند.
بعضی از کوسه‌ها توانایی تنفس از طریق پمپاژ دهانی خود را از دست داده‌اند و این‌ها همان کوسه‌هایی هستند که اگر از شنا کردن و تلمبه کردن آب به دهان باز بایستند غرق خواهند شد.
این کوسه‌ها با اصطلاح تنفس کنندگان تهویه‌ای اجباری یا کوسه‌های هوازی تلمبه‌ای اجباری شناخته می‌شوند.
فقط حدود دوازده مورد از چهارصد گونه شناخته شده شناسایی شده‌اند که نیازمند به این حرکت رو به جلو برای زنده ماندن و تنفس هستند.
کوسه سفید بزرگ، کوسه ماکو، کوسه ماهی قزل آلا و نهنگ کوسه‌ای از جمله این گونه‌ها است. آیا این تنفس کنندگان تهویه‌ای اجباری هرگز استراحت می‌کنند؟ آیا آنها از حرکت مداوم خسته نیستند؟
خواب کوسه‌ها
ممکن است برای ما انسان‌ها فکر کردن به یک حرکت دائمی به عنوان راهی برای زنده ماندن خسته کننده باشد، همه ما دوست داریم هر از چند گاهی بر روی مبل لم دهیم.
اما همان‌طور که مشخص شد، برای این کوسه‌ها کارهایی بیشتری به جز شنا کردن برای زنده ماندن وجود دارد. در یک تحقیقی روی کوسه‌های لیمویی که طریق تنفس خود را دائما تغییر میدهند مشخص شد کوسه‌های جوان‌تر در زمان حرکت ۶ درصد کارآمدتر از زمان استراحت تنفس می‌کنند.
حتی در زمان استراحت جریان حرکت اجازه می‌دهد که آب به‌طور مستقیم به دهان آنها برود. این واقعیت ممکن است به توضیح این که «وقتی کوسه با خطر هیپوکسی یا خطر کمبود اکسیژن در دسترس روبرو می‌شود چه اتفاقی می‌افتد» کمک کند.
کوسه‌هایی که با روش پمپاژ دهانی تنفس می‌کنند، نیروی پمپاژ را در تلاش برای وارد کردن اکسیژن بیشتر افزایش میدهند و در عین حال برای صرفه‌جویی در انرژی، سایر فعالیت‌های خود را کاهش میدهند.
با وجود این کوسه‌هایی با تنفس تهویه تلمبه‌ای، در این شرایط سخت نبود اکسیژن انرژی خود را افزایش میدهند، سریع‌تر شنا می‌کنند و دهان خود را بیشتر می‌گشایند.
ممکن است که افزایش سرعت و فعالیت در هنگام کمبود اکسیژن غیر عقلانی باشد اما احتمال دارد که این روش برای کوسه‌ها تنها منبع بدست آوردن انرژی بیشتر است. این بدان معنا نیست که این کوسه ها هر از چند گاهی استراحت نمی کنند.
به دلایلی مشخص، گرفتن و به دام انداختن کوسه‌ای که به‌طور مداوم حرکت می‌کند، دشوار است. بنابراین برای دانشمندان بسیار سخت است که بفهمند کوسه‌ها کی و چگونه استراحت می‌کنند.
یک آزمایش با یک کوسه کوچک و یک سگ ماهی خاردار نشان داد که شنا کردن توسط نخاع اجرا و کنترل می‌شود و مغز در این مورد نقشی ندارد. بنابراین کوسه‌ها می‌توانند در حالی که هنوز شنا می‌کنند، به مغز خود استراحت بدهند.
کوسه‌هایی که به مقداری استراحت احتیاج دارند نیز ممکن است از عواملی که بر میزان اکسیژن آب تأثیر می‌گذارند مانند شوری، دما و حتی زمان روز استفاده کنند.
در سال ۱۹۷۰ دانشمندان جایی را که با نام «غار کوسه‌های خوابیده» در ایسلا موجرس کشور مکزیک معروف شده بود، مورد تحقیق و مطالعه قرار دادند.
در داخل غارها، کوسه‌های صخره‌ای بی تحرک بودند که به‌طور معمول مجبور هستند با روش تهویه تلمبه‌ای تنفس کنند.
دانشمندان تشخیص دادند که آب غارها دارای اکسیژن فوق العاده زیاد و شوری بسیار کاهش یافته هستند. احتمالا این شرایط تنفس بدون حرکت را برای این کوسه ها آسان می کند.
آنها ممکن است مانند انسان‌ها در خواب نباشند (چشمانشان به دلایلی باز باشد) اما در عین این شرایط در حال استراحت باشند. بسیاری دیگر از کوسه‌های صخره‌ای نیز در کف اقیانوس، حتی خارج از غارها بی‌حرکت مشاهده شده‌اند.
دانشمندان هنوز دقیقا مطمئن نیستند که چگونه کوسه‌ها می‌توانند این کار را انجام دهند.
بعضی از حوادث ناخوشایند وجود دارند که این مکانیسم‌های کوسه‌ها در این شرایط جواب نمی‌دهند و این حوادث اکثرا توسط انسان‌ها ایجاد می‌شوند.
باله گیری غیرقانونی، که هنگام قطع باله کوسه و برگرداندن دوباره آن به دریا که گاهی اوقات هنوز زنده است اتفاق می‌افتد، معمولا منجر به غرق شدن کوسه می‌شود.
گرفتار شدن در تورهای ماهیگیری نیز می‌تواند باعث مرگ کوسه‌ها شود. گاهی حمل و نقل به آکواریوم باعث ایجاد تهدید برای سیستم تنفسی تهویه تلمبه‌ای کوسه می‌شود.
