@ 2018.07.21 , 14:00

“超级”海豚能潜水一公里深

作者:Anna Brooks

“超级”海豚能潜水一公里深
Credit:HW

在百慕大群岛附近,一只带有特殊传感器的宽吻海豚开始下潜,十三分钟后,它终于潜水达1000米 - 比世界上最高的建筑物的高度更长的距离 - 进入大西洋深处寻找食物。

这次深潜让生理学家 Andreas Fahlman 感到惊讶。这个物种在佛罗里达州的沿海表亲通常将活动范围保持在离海岸线近而浅的水域,通常潜水不超过10米。1965年,“Tuffy” 海豚被美国海军训练潜水300米,但 Fahlman 认为沿海海豚不能像同一物种的近海海豚一样进行1000米的潜水。

“问题是,你能在多大程度上延伸同一物种的生理学特性,然后达到这些完全不同的特性?”Fahlman 想知道个中原因。

最初,他认为与沿海“懒货”海豚相比,运动型近海海豚具有不同的肺结构和更低的代谢率(这将有助于为这些深潜保存能量)。但他的研究结果显示情况并非如此:两类海豚的种群似乎完全相同。

他进行了一项后续研究 - 这项研究本周在《生理学前沿》杂志上发表 - 并提出了一个新的假设:差异在于他们的血液。

Fahlman 和他的团队发现,与浅水游泳者相比,潜水员的红细胞数量增加了25%。红细胞含有一种叫做血红蛋白的蛋白质,它可以帮助细胞在整个身体内携带氧气 - 你拥有的红细胞越多,携带的氧气就越多。

“这就像用更大的油箱潜水一样,深潜物种能储备更多,”Fahlman说。

海豚也可以通过肌肉来储存氧气,就像鲸鱼通过肌肉细胞中携带的含氧蛋白肌红蛋白一样。百慕大海豚不仅拥有更多的红细胞,而且 Fahlman 建议他们也可以在深潜期间操纵血流来保护自己。Fahlman 说,沿海海豚可能拥有相同的能力,但坚持在浅水活动意味着它们不需要经常这样做。

像潜水员一样,海豚有减压病的风险,通常被称为“弯道”。当你用压缩空气潜水时,氮气会扩散到血液中。之后慢慢地游泳是至关重要的,这样气体就能自然溶解。如果游得过快,压力突然下降会导致血液中形成氮气泡,导致关节疼痛,头晕,行走困难,或者在极端情况下会导致昏迷或死亡。

过去的研究表明,海豚独特的肺部结构使它们免于这种疾病。这些聪明的海洋生物有可折叠的肺部; 当受到巨大的压力时 - 比如1000米的下潜 - 一个肺隔室会坍塌,而另一个能保持打开以允许换气。Fahlman 的理论是,海豚能够将血流重新调节到坍塌的肺隔室,这将限制氮气泡的积累。

“这些海豚使用完全不同的方式来处理气体,而不仅仅是像以前那样依靠肺部塌陷,”Fahlman 说。 “与陆地哺乳动物不同,它们可以将血液输送到不交换气体的肺部区域。”

研究人员还没有弄清楚为什么近海海豚可以进行如此极端的深海旅行,但是 Fahlman 说这可能与由于全球变暖使其更难发现食物的变化有关。在那么深的海域,至少海豚仍然能够获得潜伏在那里的食物,如鱿鱼。

然而,Fahlman 说,这种深潜的力量可能会让海豚成为气候变化的首批改变物种 - 不像其他面临灭绝的海洋动物,其环境会继续消失。

“海豚可以做很多事情来生存,”他说。 “无论我们对环境造成多大的破坏,他们都可以适应他们正在做的很多事情,并且仍能生存。”

本文译自 popsci,由译者 HW 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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