海洋探秘|座頭鯨憋氣時間長達90分鐘,靠的是什麼?

最近,“侯燕廷”小海米向小編提問:哪種海洋哺乳動物在水中憋氣時間最長?有海米大膽猜測是抹香鯨,因為抹香鯨要在深海大戰大王烏賊,沒有長時間的憋氣肯定是不行的。有數據顯示:抹香鯨一般在水下活動的時間都超過1小時,在某些個體的深潛活動中甚至能達到2小時的憋氣時間,這對於屬於哺乳動物的抹香鯨來說實在是不可想像的,而這樣的憋氣時間也為抹香鯨帶來了“潛水冠軍”的稱號。

  在鯨類中,還有一位潛水界的佼佼者,那就是座頭鯨。巨頭鯨能夠在水下維持90分鐘,而海豚以及多數鯨魚只能在水下呆20分鐘。座頭鯨被稱為“海洋歌唱家”,這位歌唱家的洪亮嗓門一定和巨大的肺活量有關吧。那麼,大家知道為什麼巨頭鯨能憋氣這麼久嗎?最近的科學研究給出了答案。

生物學家揭開了巨頭鯨等深潛哺乳動物是如何實現在潛水獵捕食物時,能夠在水下屏住呼吸長達1小時的,答案是它們的血液裡有帶電的蛋白質。研究人員認為這項發現或可能解釋為什麼有些海洋哺乳動物能夠進行如此長時間的水下潛水,而其他哺乳動物卻只能維持幾分鐘。

  人類在水下屏住呼吸最長時間為19分鐘,這項紀錄是由瑞士自由潛水員彼得·科拉特(Peter Colat)保持的。英國利物浦大學的科學家分析了來自100多個不同哺乳動物物種中一種名為肌紅蛋白的蛋白質的獨特分子特徵,這種蛋白質能夠鎖定血液中的氧。

  科學家發現深潛哺乳動物,例如巨頭鯨體內的肌紅蛋白會帶電。這種帶電導致蛋白質彼此排斥,從而阻止形成大塊,這些大塊會阻礙肌紅蛋白攜帶氧的能力。科學家表示這意味著座頭鯨能夠在肌肉裡堆積更多的肌紅蛋白而不影響它們的效率。

這項研究背後的生物學家之一斯考特·米爾西塔說道:“我們的研究表明在具有高濃度肌紅蛋白的哺乳動物體內,肌紅蛋白增加的電量會引起電拒斥,類似於兩塊磁鐵相同電極之間的排斥。”

  “這就阻止了蛋白質堆積在一起,並使得這些潛水哺乳動物肌肉裡儲存氧的肌紅蛋白的濃度繼續升高。” 肌紅蛋白是肉以及血液呈現紅色的原因,在深海獵捕的哺乳動物肌肉裡往往能夠發現異常高濃度的肌紅蛋白。這導致他們的肌肉顏色看起來幾乎是黑色。

  這項發表在期刊《科學》上的研究還可以幫助提高對人類疾病,主要是蛋白質堆積造成的疾病的理解,例如阿耳茨海默氏病。它還可能幫助研發人工血液替代品。

科普驛站:認識海洋·座頭鯨

  座頭鯨以超長的前翅與復雜的叫聲而聞名,是頗有音樂天賦的鯨類。座頭鯨的名字源於它們後背上看起來像琵琶弦一樣的肉棱。“ 座頭” 在日文當中就是琵琶的意思。

座頭鯨活動方式

  座頭鯨的身體一般有十幾米長。它們喜歡潛水,浮出水面換氣的時候會從鼻孔裡噴出短粗而灼熱的氣體,連帶著身邊的海水一起衝上天空,就像噴泉一樣。人們把座頭鯨噴出的水柱稱為“噴潮”或“霧柱”。它們在海面上飛躍時身姿非常優美,就像跳水運動員一樣。座頭鯨龐大的身軀經常成為很多海洋生物的“班車”,藤壺、 䲟魚等動物附著在座頭鯨的身上,跟著一起環游海洋。雖然這些動物黏附在身上很重,但好脾氣的座頭鯨從來不會生氣。

座頭鯨進食方式

  座頭鯨進食的方式很奇妙。它們有時用衝刺式進食法,將下頜張得很大,側著或仰著身子吞進大量的水和獵物,然後把嘴閉上,張開下頜下邊的褶皺,最後將水排出去,把獵物吞食掉;有時採用轟趕式進食法,將尾巴向前彈,把獵物趕向張開的大嘴;有時從海面下大約15 米深處以螺旋形姿勢向上游動,並吐出許多大小不等的氣泡,使最後吐出的氣泡與第一個吐出的氣泡同時上升到水面,形成一種圓柱形或管形的氣泡網,把獵物緊緊地包圍起來並逼向網的中心,然後在氣泡圈內張開大嘴吞下獵物。

座頭鯨覓食

  當獵物稀少時,座頭鯨常常單獨或兩三頭在一起覓食;當獵物數量很多時,它們便形成8 頭左右的較大群體。有時不同群體之間還會互相爭食。因此,食物的多少、分佈和種類會直接影響座頭鯨的數量。

座頭鯨洄游

  每年夏季,座頭鯨會成群結隊地游到寒冷的海域尋找食物補充能量。到了冬天,它們又會一起遊回溫暖的海域繁殖、過冬。科學家們將這種行為稱作“洄游”。座頭鯨每年的遷徙路程長達2.5 萬千米,因而它們是哺乳動物中的長途旅行者。但是,生活在阿拉伯海的座頭鯨例外,長年生活在熱帶海域。

參考資料:

1.青島出版社:認識海洋《海洋生物》;

2.鳳凰科技。

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