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鲸魚為啥能在水裡很長時間

生活 更新时间:2024-12-26 08:59:03

一般的魚類都有腮,所以它們可以在水裡獲得足夠的氧氣,不需要浮出水面呼吸空氣。但是鲸魚不同,它們是和人類一樣的哺乳動物,因為沒有鰓,所以鲸魚必須要每隔一段時間就浮出水面呼吸一口新鮮空氣,要不然就會被活活憋死。既然這樣,鲸魚在海裡怎麼睡覺呢?

鲸魚為啥能在水裡很長時間(鲸魚連呼吸都要浮出水面)1

由于同屬哺乳動物,所以生活在海洋中的鲸魚其實跟我們一樣,都是用肺呼吸,用鼻子來吸氣呼氣。當然了,鲸魚的鼻子不像我們人類一樣長在臉上,而是長在後背上。我們所熟知的鲸魚噴水,其實就是鲸魚在浮出水面呼吸新鮮空氣。這時候他們噴出來的水在某種意義上其實更像是我們人類在冬天哈氣時候的氣,是鲸魚身體裡呼出來溫度比較高的水蒸氣凝結形成的。鲸魚甚至還和人類一樣擁有鼻孔,其中須鲸亞目還和人類一樣有兩個鼻孔,齒鲸亞目則隻剩下了一個鼻孔。

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人類在潛水的時候需要想方設法避免鼻孔進水,鲸魚其實也一樣。為了方便潛水,鲸魚的鼻孔周圍長有類似瓣膜一樣的組織,這層組織能夠在鲸魚遊泳的時候關閉鼻孔,保證鲸魚不會被水嗆到。人類喝水吃東西的時候容易被水嗆到,這是因為我們的食道其實和呼吸道是一體的,我們之所以從沒有見過鲸魚吃東西的時候被水嗆到,是因為鲸魚為了适應海洋當中的生活,它們的呼吸道和食道已經相互分離,所以它們能一邊吃東西一邊呼吸還不會被嗆到。

在人類當中,有一個簡單的常識,那就是肺活量大的人往往在水下憋氣的時間要比肺活量小的人長不少。在鲸魚當中這一點也同樣适用,由于鲸魚往往體型巨大,所以它們的肺活量也大得離譜,這在一定程度上提高了鲸魚在水下憋氣的能力。

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以地球上體型最大的藍鲸為例,成年藍鲸重量超過180噸,一個肺就有十幾噸重能夠儲存巨量的氧氣,即便是巨大的體型讓他們每分鐘就要消耗大量的氧氣,呼吸一次仍然能夠保證它們在水下憋氣近20分鐘。當然了,對于地球上的憋氣高手抹香鲸來說這簡直不值一提,因為它們的食物是生活在數千米深海當中的大王烏賊,為了保證潛入這麼深的海中捕食還不被憋死,它們呼吸一次就能夠保證在水下憋氣兩個小時毫無壓力。

雖說肺部巨大,但是鲸類呼氣的速度其實非常快,即使是地球上最大的生物藍鲸,它們的換氣過程也隻需要幾秒就能完成,而且體型越小換氣速度越快,海豚換氣就隻需要一秒。所以我們看到海豚跳出水面的時候,在空中的那一秒鐘的時間裡它就已經完成了換氣,靠着這口氣海豚就可以在水裡遊好長時間不用再跳出水面換氣。

其實和人類一樣,鲸魚在運輸和儲存氧氣的時候,同樣也是依靠血液當中的血紅蛋白和肌肉當中的肌紅蛋白,隻不過它們身體裡這兩種蛋白的濃度要比人類高得多。相比于成年男性處于120g/L到160g/L之間的血紅蛋白濃度,成年抹香鲸體内血紅蛋白濃度則超過了300g/L,如此高濃度的血紅蛋白和肌紅蛋白也讓鲸魚肉呈現出明顯的暗紅色。

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在鲸魚完成換氣以後,血液當中的肌紅蛋白會不斷地把肺當中的氧氣運輸到身體各處需要氧氣的地方,肌肉中的肌紅蛋白在接收到氧氣以後就會儲藏起來,随着鲸魚的運動不斷的釋放出氧氣,控制肌肉中的酸濃度維持肌肉的活力。而且,鲸魚體内血紅蛋白運輸和肌紅蛋白在供氧過程中,并不是對所有器官一視同仁,相反,他們會根據器官在潛水過程中的重要性依次供氧,其中對心髒和肌肉供氧要遠遠領先于其他相對次要一些的身體組織和器官。

我們常說的憋不住氣了,其實是我們身體内的二氧化碳濃度已經高得讓人受不了了,觸發了呼吸機制,顯然鲸魚比我們更能忍受血液當中的二氧化碳,這也是它們能夠在水下長時間憋氣的重要原因之一。

人類在晚上睡覺的時候可以倒在床上一覺睡到大天亮,對于鲸魚來說它們顯然不能像人類這麼睡,睡眠時間要比人類少得多。前面我們說,抹香鲸是一個憋氣高手,它們可以依靠長時間的憋氣在水下睡覺。處于熟睡狀态的抹香鲸身體呈現出奇特的直立狀态,即使是輪船在他們頭頂駛過也不能把它們叫醒,有趣的是,和絕大多數動物一樣,鲸魚睡覺過程中也會打呼噜。

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當然了,雖然大多數鲸魚是憋氣高手,但是像寬吻海豚之類的小型鲸類并不能長時間在水下憋氣,它們的憋氣時間隻有十分鐘左右,所以他們并不能依靠長時間憋氣來睡覺。他們睡覺的方式非常奇特,叫單半球慢波睡眠,這種睡眠狀态下的鲸魚會讓自己的兩半大腦處于不同的狀态,一半大腦處于清醒狀态用于指揮身體遊泳和浮上水面進行呼吸,此時另一半大腦則處于睡眠狀态,這樣等到這一半大腦睡好以後再來換另一半大腦睡覺,所以很多時候鲸魚其實是處于一種“半睡半醒”的狀态。

在假期的時候,有的人一天的睡覺時間甚至長達十幾個小時,但是對于海洋生物來說如果一天睡這麼久很容易就會成為捕食者的美食,因此大多數海洋生物睡覺的時間其實非常有限,鲸魚一天之中睡覺的時間隻占7%左右。

其實海洋動物們不光睡眠時間短,睡眠質量其實也不高。鲸魚還好,畢竟大型鲸魚睡覺的時候還能保持靜止不動。對于一些需要不停遊動才能從水中獲取氧氣的魚類像金槍魚和鲨魚,一旦停止遊動,短時間内它們就會被憋死,所以即使是睡覺的時候他們仍然在高速遊動,隻不過由于沒有眼睑,睡不睡覺它們的眼睛看起來都一樣。

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為了防範夜間的捕食者,有些動物睡覺的時候還會找一個隐蔽的地方躲起來,或者是裝出一副清醒的樣子。可以說為了能小睡一會兒讓大腦和神經稍微放松一下,動物們用盡了渾身解數。

相較于動物,人類的睡眠可以說是非常奢侈了,所以,抓住周末好好睡個覺吧。

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