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鲸魚為什麼不能靠空氣呼吸

生活 更新时间:2025-01-20 05:55:58

你見過鲸魚換氣的樣子嗎?

鲸魚的氣孔與進化

從海底翻越而起噴出水柱,看起來十分壯觀。但是,我們傳統印象中的鲸魚換氣方式,其實是座頭鲸專屬的。

今天地球上的所有鲸類可以分為齒鲸和須鲸。但不管是哪種鲸魚,都是在大約5000萬年前,由陸地上的某種哺乳動物演化成這樣的。

鲸魚為什麼不能靠空氣呼吸(經常浮出水面呼吸的鲸魚)1

圖片素材來源于網絡

現在的主流觀點認為,現代鲸魚的共同祖先,是一種名為巴基斯坦鲸的哺乳動物。看起來像一條狗,有正常哺乳動物一樣的四肢。不過,還有一批學者對這個觀點表示不認同,因為它存在一個緻命的問題,鼻孔。

在美國2009年的一檔《國家地理》中,有一名生物學家提出了這個問題。現如今不管是鲸類還是海豚,它們的鼻孔都是長在頭頂上的。而學術界主流的認為的鲸類祖先巴基鲸,它的鼻孔卻長在嘴巴上方。

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不過,根據原鲸和龍王鲸的複原圖我們可以看到,鲸魚的進化過程就像進化論所描述的一樣。原始鲸魚從陸地慢慢地進入海洋生活,除了四肢進化成鳍狀肢以外,它們的鼻孔位置也在不斷上移動。這一切都是為了更方便換氣。

科學家們推測,大約在3000萬年前左右,鲸魚就已經基本适應了海洋生活,但直到1000萬年前,鲸魚的鼻孔才正式演化成現在我們看到的樣子。也就是說,光是鼻孔與嘴巴的位置,鲸魚就花費了2000萬年的時間。

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但是,鲸類将鼻孔從嘴巴前端移動到頭頂并不是我們想象的那麼簡單。不知道大家喝水時有沒有嗆到過?這是因為現如今所有陸生哺乳動物的食道和氣管都是聯通的。這可以讓我們在鼻子不通氣的時候,用嘴巴也能呼吸。

鲸魚吃東西不會被嗆到嗎?

其實這個我們前面說過了。鲸魚在漫長的進化中,将鼻子從嘴巴上面移動到腦袋頂上,以至于它們的氣管和食管是分開的。

這樣一來,鲸魚在進食的時候,就不需要考慮喝下一大口水會不會嗆到鼻子裡,可以盡情地張大嘴吃飯。這種構造的鳄魚就沒有。

在我們的印象裡,鳄魚基本上一整天都呆在水裡等待獵物,隻露出來眼睛和鼻孔。隻要有獵物靠近,鳄魚就會把獵物拖到水裡溺死。

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其實,鳄魚這樣做也是有一定風險的。鳄魚和我們人類一樣,食道連接着氣管。在水裡張嘴也有嗆水的風險。因此,鳄魚的嘴裡就進化出了瓣膜,讓他們在張嘴的時候能隔絕空氣。

鲸魚的呼吸

鲸魚的鼻子也稱為氣孔。平時放松時,氣孔會被一種肌皮瓣膜所覆蓋,就和鳄魚嘴裡的那種瓣膜一樣,起到隔絕水的作用。當它們浮出水面時,氣孔就會打開,噴出高高的水柱。

但是,這些水柱并不是鲸魚體内的水,而是鼻孔外殘留的水被高速呼吸的氣流,沖到空中形成的水汽。

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抛開這點來看,其實鲸魚和我們人類的呼吸方式一樣,都是深吸一口氣然後憋到水裡。這也就意味着,鲸魚和人類一樣,都不會因為忘記呼吸而死亡。不過,在陷入驚慌、危險、恐懼的情況下,它們倒是會因為無法及時換氣而導緻窒息。

注意看眼前這幅場景,一群抹香鲸垂直地立在海裡,就像一群詭異的棺材陣,看起來十分驚悚。不過大家不要害怕,這其實是抹香鲸睡覺時的樣子。

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抹香鲸隻要吸一大口氣,就能下潛至2000多米的深海,一呆就是兩個小時。抹香鲸在睡覺的時候,會成群地飄在水面附近,就連漁船經過它們身邊都毫無反應。

根據人們觀察,抹香鲸每天睡覺隻會花費7%的時間,并且每次大約10到15分鐘,這與他們的憋氣時間也幾乎相當。比起我們一睡一晚上,而且還雷打不動的這種狀态,抹香鲸這種睡覺的确不容易引起窒息。

除了抹香鲸以外,有的鲸魚會飄在水面上睡覺,睡覺時把鼻孔露出來,邊睡邊呼吸。

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而一部分齒鲸則會采用一種名為USWS的睡眠方式,具體表現就是在水面緩慢地遊動。在這種呼吸方式下,鲸魚會在睡眠的同時,留有一部分意識進行呼吸,也會有部分意識進行憋氣。

動物的睡眠

事實上,自然界裡的大多數動物的睡眠時間都挺嚴格的。比如長頸鹿每天隻能用碎片化的時間享受30分鐘的深度睡眠。

海豚每次的憋氣時間隻有10分鐘,但有一種寬吻海豚,每天的睡眠時間就要占到一天的三分之一。

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為了保證自己睡覺時不會被憋死,海豚一般會采用左右腦輪流休息的方式,先讓一邊的大腦進入深度睡眠,另一邊的大腦則保持清醒。這種睡眠方式被稱為“單半球慢波睡眠”。

另外,這種奇特的睡眠方式鳥類也會使用。當你看到有隻鳥睜一隻眼閉一隻眼看着你,那他可能就是正在睡覺了。傳說中雨燕從不降落,一直在天上飛行,這也是因為雨燕掌握了這種神奇的技能,能夠在長途飛行中邊睡邊飛行。

總之,大部分野生動物都無法像我們一樣安穩地睡覺,它們都是一群想睡而又不能睡的瞌睡蟲。

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