同爲用肺呼吸的哺乳動物,爲啥人睡得像死豬,而鯨卻成爲憋氣高手

姗姗說腦洞科普 2024-04-25 10:30:45

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雖然鯨擁有流線型的身體,特化的鳍狀肢,不僅能讓它在水中減少阻力,還能讓它暢通無阻的在水下生活,活脫脫的像一條魚,但實際上鯨並不是魚,它和我們一樣是哺乳類動物,同樣是用肺呼吸的。

但是很難想象,連呼吸都要浮出水面的鯨類,爲什麽在海裏睡覺卻不會被憋死呢?難道它們都尿頻?所以睡到一半就爬起來換氣?

鯨能在海裏創造憋氣極限

鯨在海裏每隔一段時間,就要時不時地浮出海面換口氣,這和我們人類遊泳沒有太大區別。不同的是我們堅持的時間沒它長。

這就要說到在5,000萬年的演化曆程中,鯨的鼻子從臉部移到了頭頂,我們把它稱之爲“氣孔”。

當肌肉放松時,氣孔就會被肌皮瓣膜覆蓋,保持關閉的狀態,這時適用于潛水模式中,當浮出水面時,氣孔就會打開,吸進新鮮空氣。

這就意味著鯨和人類一樣,不會忘記自己的呼吸,也不會傻到憋起自殺,但是當遇到某些突發事件,它來不及浮出海面的情況下,是很有可能因窒息而亡的。

不同鯨種氣孔不同

每一種不同的鯨都擁有著相對獨立的氣孔,因此觀鯨者會發現不同的鯨所噴出的水柱形狀也不同。當然這裏要說到,我們看到的鯨的噴水現象,並不是真正的在氣孔中把海水噴出來,而是鯨的氣孔中噴出了溫暖的水蒸氣,在遇冷的情況下形成了水珠,因此看上去像是一條水柱。

鯨的換氣速度驚人

不得不說,鯨和海豚的換氣速度是一流的,體型較小的海豚,換氣只需一秒,而體型碩大的藍鯨也只需要幾秒鍾,更難以想象的是,抹香鯨深吸一口氣,就可以下潛至2000多米深的海域,等下一次上浮換氣時,已經是兩個小時以後了。其中一直保持著自由潛水的世界冠軍是柯氏喙鯨,它的極限數據是潛入2992米的海底。

從這一點上,人類就很弱雞了,人類的最高極限僅爲170米,更爲弱雞的是,達到這一紀錄的創造者,在返回水面的過程中因故身亡。

鯨類憋氣的原理

1、氧氣利用率高

與人類相比,鯨類在血紅蛋白和肌紅蛋白的濃度上,都要比人類高出很多,然而這兩項重要蛋白與氧量的關系極大,也就是說,鯨類在身體內部能儲存氧氣的數量遠遠高于人類。

在靜息時,人類每秒鍾呼吸約爲12~20次,每一次呼吸僅能消耗肺吸入氧氣的25%,這就意味著人類呼出的氣體中含有大量未經利用的氧氣,但是鯨類卻比人類的效率要高很多,幾乎有90%被吸入的氧氣都能用到實處。這僅僅是它們可以在深潛千米都不帶喘氣的秘訣之一。

2、碎片化睡覺

鯨有兩種睡眠姿勢,一種是垂直或者水平的姿勢,在水面附近漂浮;另一種是和同伴一起緩緩的漫遊。

在2008年的時候,日本和英國的生物學家拍攝到了一群抹香鯨聚衆睡覺的畫面,他們發現有30多只抹香鯨圍繞在一只成年鯨的周圍,漂浮在水面附近,當他們將船只開過抹香鯨群身邊時,它們居然都沒有任何反應,明顯是睡得很香。

經研究發現,他們每天只會花7%的時間睡覺,每一次的時間大概在10~15分鍾左右,和人類相比,這根本就不是深睡,而是打盹,在這種情況下自然不會窒息。

事實上,在動物界中,除了人類可以一睡一宿,大多數動物都是碎片化睡覺,它們這麽做,是爲了避免睡得太沉而遇到天敵的攻擊,同時也爲了有更加充足的時間尋找食物。

鯨類自然也不例外,它們憋氣憋得好,其目的就是可以沉入更深的海底尋找食物,這無形中讓它們成爲憋氣高手。

3、一半大腦睡覺,一半大腦清醒

鯨類有個非常無敵的技能,就是它能很有效的控制左右大腦,人類在睡著時,整個大腦處于休息狀態,而它們卻會選擇一半清醒,一半睡覺。這一特征被稱爲單半球慢波睡眠。

通常從入睡到清醒會分爲兩大階段:快速動眼睡眠期與非快速動眼睡眠期。

慢波睡眠,實際上就是非快速動眼睡眠期,這一階段的睡眠就是我們經常談及的深度睡眠,不容易被喚醒,睡眠質量超高。

通過這樣的睡眠方式,可以讓鯨類不僅能擁有高質量睡眠,還可以隨時保持警覺。

我們人類很難想象,只用半個大腦睡覺是什麽感覺,但是在生活中我們也經常會遇到睡得迷迷糊糊,半夢半醒的狀態,經研究發現,其實這也是一種輕度的不對稱睡眠,在陌生的環境下,人類的大腦可能會激發這一功能。

我們可以把它理解成是一種保護機制,但是有趣的是,當人類適應了陌生環境後,又可以睡得像死豬一樣了。

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簡介:創業達人/科普各個領域的腦洞知識