Os animais mergulhadores enfrentam diversos problemas durante o mergulho. Mesmo sem respirar, devem continuar fornecendo oxigênio a todos os tecidos corporais. Ao mesmo tempo, precisam limitar o acúmulo de dióxido de carbono no sangue, resultante da respiração celular, para impedir a alteração do pH sangüíneo, essencial para a manutenção do metabolismo celular. Eles devem evitar também os problemas que a pressão extrema pode causar. Um deles relaciona-se ao aumento da excitabilidade nervosa, que pode resultar em convulsões. Outro problema diz respeito à compressão dos gases, principalmente do nitrogênio, que acaba se dissolvendo no sangue e nos tecidos, provocando narcose, cujos sintomas são intoxicação, perda de coordenação e de visão, sonolência e inconsciência.
Curiosamente, os mamíferos marinhos parecem não apresentar nenhum desses problemas, embora seu sistema respiratório se assemelhe ao dos mamíferos terrestres. Ao longo das últimas décadas, os pesquisadores têm concentrado seus estudos nas características anatômicas e fisiológicas desses excepcionais mergulhadores.
Nos mergulhos forçados em laboratório, as focas de Weddell exibem o reflexo do mergulho, caracterizado por apnéia (ausência de respiração), bradicardia (diminuição da freqüência cardíaca), constrição dos vasos sangüíneos periféricos, com conseqüente redução do consumo de oxigênio por determinados tecidos (pele e musculatura) e redistribuição do fluxo sangüíneo, assegurando o devido suprimento de sangue (e portanto de oxigênio) aos tecidos cruciais para a sobrevivência da foca (por exemplo, cérebro, medula espinhal e retina). Embora o metabolismo anaeróbico inicial seja importante na ausência de oxigênio, altos índices de ácido lático no sangue podem provocar acidose, ocasionando deficiência cardíaca e, em alguns casos, até a morte. Estudos em laboratório sugerem que a foca evita a acidose restringindo o metabolismo anaeróbico aos músculos esqueléticos e a outros tecidos que estejam recebendo pouco suprimento sangüíneo.
Os resultados mostram que as focas não liberam ácido lático para a circulação durante ou após mergulhos que duram até 20 minutos. Isso indica que,durante os mergulhos curtos, os músculos não se utilizam do metabolismo anaeróbico, como mostrado em laboratório. Observou-se que a freqüência cardíaca diminui no início de cada mergulho, não permanecendo constante ao longo dos mergulhos curtos, mas aumentando ou diminuindo de acordo com a velocidade desenvolvida pela foca. Quando a freqüência cardíaca aumenta, o volume sangüíneo lançado na circulação também aumenta, sendo o sangue extra canalizado para os músculos esqueléticos, o que contradiz a afirmação da constrição total dos vasos que ocorre durante os mergulhos em laboratório.
Além de manter o suprimento de oxigênio durante o mergulho, o influxo de sangue na circulação diminui a concentração de gases dissolvidos no sangue. Isso explicaria por que a concentração de dióxido de carbono se eleva pouco durante o mergulho e por que o nitrogênio não causa narcose ou bolhas nas focas. Todas essas adaptações tornam as focas de Weddell uma das mais impressionantes máquinas de mergulho do mundo animal.
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