经常浮出水面呼吸的鲸鱼,却在海里睡觉,为什么它不会被憋死?
你见过鲸鱼换气的样子吗?
鲸鱼的气孔与进化
从海底翻越而起喷出水柱,看起来十分壮观。但是,我们传统印象中的鲸鱼换气方式,其实是座头鲸专属的。
今天地球上的所有鲸类可以分为齿鲸和须鲸。但不管是哪种鲸鱼,都是在大约5000万年前,由陆地上的某种哺乳动物演化成这样的。
现在的主流观点认为,现代鲸鱼的共同祖先,是一种名为巴基斯坦鲸的哺乳动物。看起来像一条狗,有正常哺乳动物一样的四肢。不过,还有一批学者对这个观点表示不认同,因为它存在一个致命的问题,鼻孔。
在美国2009年的一档《国家地理》中,有一名生物学家提出了这个问题。现如今不管是鲸类还是海豚,它们的鼻孔都是长在头顶上的。而学术界主流的认为的鲸类祖先巴基鲸,它的鼻孔却长在嘴巴上方。
不过,根据原鲸和龙王鲸的复原图我们可以看到,鲸鱼的进化过程就像进化论所描述的一样。原始鲸鱼从陆地慢慢地进入海洋生活,除了四肢进化成鳍状肢以外,它们的鼻孔位置也在不断上移动。这一切都是为了更方便换气。
科学家们推测,大约在3000万年前左右,鲸鱼就已经基本适应了海洋生活,但直到1000万年前,鲸鱼的鼻孔才正式演化成现在我们看到的样子。也就是说,光是鼻孔与嘴巴的位置,鲸鱼就花费了2000万年的时间。
但是,鲸类将鼻孔从嘴巴前端移动到头顶并不是我们想象的那么简单。不知道大家喝水时有没有呛到过?这是因为现如今所有陆生哺乳动物的食道和气管都是联通的。这可以让我们在鼻子不通气的时候,用嘴巴也能呼吸。
鲸鱼吃东西不会被呛到吗?
其实这个我们前面说过了。鲸鱼在漫长的进化中,将鼻子从嘴巴上面移动到脑袋顶上,以至于它们的气管和食管是分开的。
这样一来,鲸鱼在进食的时候,就不需要考虑喝下一大口水会不会呛到鼻子里,可以尽情地张大嘴吃饭。这种构造的鳄鱼就没有。
在我们的印象里,鳄鱼基本上一整天都呆在水里等待猎物,只露出来眼睛和鼻孔。只要有猎物靠近,鳄鱼就会把猎物拖到水里溺死。
其实,鳄鱼这样做也是有一定风险的。鳄鱼和我们人类一样,食道连接着气管。在水里张嘴也有呛水的风险。因此,鳄鱼的嘴里就进化出了瓣膜,让他们在张嘴的时候能隔绝空气。
鲸鱼的呼吸
鲸鱼的鼻子也称为气孔。平时放松时,气孔会被一种肌皮瓣膜所覆盖,就和鳄鱼嘴里的那种瓣膜一样,起到隔绝水的作用。当它们浮出水面时,气孔就会打开,喷出高高的水柱。
但是,这些水柱并不是鲸鱼体内的水,而是鼻孔外残留的水被高速呼吸的气流,冲到空中形成的水汽。
抛开这点来看,其实鲸鱼和我们人类的呼吸方式一样,都是深吸一口气然后憋到水里。这也就意味着,鲸鱼和人类一样,都不会因为忘记呼吸而死亡。不过,在陷入惊慌、危险、恐惧的情况下,它们倒是会因为无法及时换气而导致窒息。
注意看眼前这幅场景,一群抹香鲸垂直地立在海里,就像一群诡异的棺材阵,看起来十分惊悚。不过大家不要害怕,这其实是抹香鲸睡觉时的样子。
抹香鲸只要吸一大口气,就能下潜至2000多米的深海,一呆就是两个小时。抹香鲸在睡觉的时候,会成群地飘在水面附近,就连渔船经过它们身边都毫无反应。
根据人们观察,抹香鲸每天睡觉只会花费7%的时间,并且每次大约10到15分钟,这与他们的憋气时间也几乎相当。比起我们一睡一晚上,而且还雷打不动的这种状态,抹香鲸这种睡觉的确不容易引起窒息。
除了抹香鲸以外,有的鲸鱼会飘在水面上睡觉,睡觉时把鼻孔露出来,边睡边呼吸。
而一部分齿鲸则会采用一种名为USWS的睡眠方式,具体表现就是在水面缓慢地游动。在这种呼吸方式下,鲸鱼会在睡眠的同时,留有一部分意识进行呼吸,也会有部分意识进行憋气。
动物的睡眠
事实上,自然界里的大多数动物的睡眠时间都挺严格的。比如长颈鹿每天只能用碎片化的时间享受30分钟的深度睡眠。
海豚每次的憋气时间只有10分钟,但有一种宽吻海豚,每天的睡眠时间就要占到一天的三分之一。
为了保证自己睡觉时不会被憋死,海豚一般会采用左右脑轮流休息的方式,先让一边的大脑进入深度睡眠,另一边的大脑则保持清醒。这种睡眠方式被称为“单半球慢波睡眠”。
另外,这种奇特的睡眠方式鸟类也会使用。当你看到有只鸟睁一只眼闭一只眼看着你,那他可能就是正在睡觉了。传说中雨燕从不降落,一直在天上飞行,这也是因为雨燕掌握了这种神奇的技能,能够在长途飞行中边睡边飞行。
总之,大部分野生动物都无法像我们一样安稳地睡觉,它们都是一群想睡而又不能睡的瞌睡虫。
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