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為什么哺乳類海獸可以在深海生活?

作者:佚名 2016-05-31 瀏覽: 3,651 評論:0

摘要: 不借助任何裝置的潛水員,一般只能潛到五六十米的深度,而且在水下逗留最多也幾十分鐘。海獸的潛水本領比人類高得多。所謂海獸,是指哺乳類中適于生存于海棲環境的特殊類群動物,也即海洋中胎生哺乳、肺呼吸、恒體溫、流線型且前肢特化為鰭狀的脊椎動物,如鯨類、海獅、海豹等。全...

不借助任何裝置的潛水員,一般只能潛到五六十米的深度,而且在水下逗留最多也幾十分鐘。海獸的潛水本領比人類高得多。所謂海獸,是指哺乳類中適于生存于海棲環境的特殊類群動物,也即海洋中胎生哺乳、肺呼吸、恒體溫、流線型且前肢特化為鰭狀的脊椎動物,如鯨類、海獅、海豹等。全世界共130多種海獸。

由于攝取食物不同,海獸潛水的深度也各不同。海豚以各種魚類為食,可下潛到100~300米,時間可達4~5分鐘。抹香鯨捕食深海大王烏賊,窮追不舍最深可下潛千米深。從潛水深度、時間來看,海獸都堪稱動物界的“潛水冠軍”。

海獸要長時間潛入深海,必須解決兩個問題,一是如何儲氧,二是承受巨大的水壓。

為什么哺乳類海獸可以在深海生活?

生命離不開氧,海獸也一樣。海獸和魚類不同的是,海獸沒有鰓,不能直接從海水中攝取氧。因此,為了潛水的需要,海獸下潛時體內必須儲備所需的氧,由此可見,海獸體內的儲氧能力比陸生獸類要大得多??茖W家研究證明,海獸的儲氧途徑主要有兩種。一種是把氧存在血液中。比如,班海豹潛水時,有時是呼氣后潛水,有時是吸氣后潛水,這說明它們在潛水過程中,肺中的儲氧量并不是主要的,而是通過血液來進行的。海獸的血量為體重的15%左右,陸生獸類則約8%。因此,海獸的血液是天生的“氧氣倉庫”。

另外,海獸的肌肉也具有儲氧作用。海獸肌肉中所含呼吸色素要比陸生獸類高出許多倍,儲氧量可占全身儲氧量的50%。由于海獸長時間潛水生活的需要,其身體結構已發生許多變化。例如,它們的胸部等處有許多特殊的血管網,靜脈管里有許多活瓣,在短時間內可積蓄大量血液。當需要潛水時,海獸全身血管收縮,產生大量過剩血液。通過這種儲存方式,減輕了心臟負擔,填補了因肺氣被壓縮而形成的胸腔空間,提高了潛水適應性。

常識告訴我們,潛水越深,潛水者所受的壓力就越大。如果海獸下潛到千米下的海水處,它所承受的壓力將達數百個大氣壓。海獸為什么有如此高的耐壓性?海獸的身體組織是如何適應水下壓力變化呢?

原來,為適應環境,海獸的身體生理機能已經發生了很大變化。這些變化具體表現在骨骼和肌肉上。比如,由于深海環境的巨大水壓作用,海獸的骨骼變得容易彎曲,肌肉組織變得特別柔韌,纖維組織變得出奇的細密。此外,海獸身體內外壓力是一樣的,各種組織如細胞膜之類的內外壓力在一定范圍內可以傳遞,就像一個不蓋蓋子的瓶子,無論放到多深的水中,都不會變形。能承受壓力,又不為氧發愁,加之體形等原因,海獸被稱為“潛水冠軍”。

值得一提的是,海獸在深海里上上下下,主要是因為它們的胸部會隨外界壓力的增加而收縮,肺也隨這縮小,肺泡自然變厚,氣體交換停止。這樣氧氣不會溶解于血液中,海獸便不會患潛水病。人則不然。人潛水時,需要不斷補充空氣,肺泡也不收縮,氧氣自然會溶解到血液中。而當人從深?;氐桨渡?,周圍的壓力突然下降,人體內的氮氣形成氣泡,氣泡進一步積累到關節處,從而引起膝部、肘部、髖部或肩部痛疼,這就是潛水病。

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