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鲸鱼在海洋中穿梭，跳跃、跳跃和玩耍，优雅和敏捷掩盖了它们巨大的体型。它们令人难以置信的生活方式的秘密，除了它们适应性强的骨骼和肌肉结构，还有一种非常独特的深海潜水呼吸系统。在进化的过程中，这种呼吸系统必须克服哺乳动物解剖学上的挑战。和其他哺乳动物一样，鲸鱼需要含氧空气才能生存。它们有一组大而复杂的肺，可以不断地用新鲜氧气交换二氧化碳以维持生命。因为鲸鱼没有鳃，它们不能直接从水中吸取氧气。如果它们不及时回到水面，就很容易被窒息。幸运的是，鲸目动物已经进化出了几种极端的适应能力，以适应水下漫长而艰难的旅程。继续读下去，了解一下鲸鱼可以屏住呼吸多长时间。
鲸鱼是如何呼吸的?
任何鲸类动物(无论是抹香鲸、座头鲸、虎鲸等)呼吸系统最重要的特征是位于头部顶部的气孔。气孔默认保持关闭，以防止水进入身体。鲸回到水面后，收缩一小块肌肉瓣，打开它的喷水孔;然后，它将污浊的空气从身体中呼出，形成一股巨大的加压空气。你看到的从喷水孔喷出的水不是来自肺部。相反，从喷水孔呼出的气体非常强大，它把身体表面周围的水向上送入空气中形成细雾。
一旦污浊的空气被排出体外，鲸鱼会进行一系列快速呼吸来补充氧气。大多数物种只浮出水面几分钟，然后再一次放松喷水孔周围的肌肉，然后潜入水下。为了在吃东西的时候不让水进入肺里，鲸类通常不用嘴呼吸。然而，科学家发现，一些海豚的气孔受损，可以学会用嘴呼吸，这是最后的办法。
鲸鱼能屏住呼吸多长时间?
这个问题的答案当然取决于物种(以及个体)。在所有的鲸类潜水动物中，最令人印象深刻的是抹香鲸(大头呈长方形的物种)。它可以屏住呼吸约90分钟，潜入3000多英尺深的海底，享受最喜爱的美食——巨型鱿鱼。
然而，抹香鲸并不是唯一令人印象深刻的鲸类潜水者。蓝鲸(有史以来最大的动物)可以屏住呼吸长达90分钟，通常在30分钟后浮出水面;有记录以来，蓝鲸潜得最深的一次是在水下1000英尺左右。
座头鲸(其最明显的特征是背上的大驼峰)一次可以屏住呼吸长达一个小时，但典型的觅食旅程平均持续约4到7分钟。它浮上水面，快速呼吸6到8次，然后潜入水中。有记录以来，座头鲸潜到的最深深度超过600英尺。
相比之下，虎鲸的大部分捕猎活动都在海面附近进行。这反映在它的呼吸能力上:它平均只能屏住呼吸15分钟左右。然而，当猎物不那么容易在水面附近找到时，虎鲸确实有能力潜入水下几百英尺寻找合适的猎物。在长途旅行中，它大约每3到5分钟浮出水面一次。
相比之下，人类的呼吸能力要弱得多。一般人一次只能屏住呼吸几分钟。克罗地亚潜水员布底密尔·索巴特(Budimir Sobat)在2021年创造了人类潜水时间最长的记录，其中包括多年的大量训练。他屏住呼吸的时间达到了惊人的24分37秒。
这场比赛的记录是多少边上鲸鱼潜水吗?
居维叶喙鲸是一种深海物种，身长可达23英尺，体重可达6800磅，保持着鲸类动物潜水时间最长的记录。这种喙鲸能够到达近1万英尺的深度，不断创造新的(人类观察到的)记录。2014年，一头被贴上标签的鲸鱼被认为在水下停留了大约138分钟，最后才浮出水面。这个记录维持了大约六年，直到2020年，另一头鲸鱼被观察到，完成了三个多小时的潜水。
居维叶喙鲸是海洋生物学家研究的有趣物种。据估计，它们大约90%的时间都待在水下，可能比其他哺乳动物都要多。这似乎正在挑战鲸鱼生存能力的极限，原因还不完全清楚。
鲸鱼是如何屏住呼吸的?
鲸鱼呼吸能力的秘密在于整个呼吸系统的效率。这从他们第一次呼吸开始。人类每次呼吸只能吸收大约5%的氧气，而鲸鱼可以轻易地吸收高达90%的氧气，这使得它们每次呼吸都能获得更多的能量。
与一些人所认为的相反，鲸鱼没有更大的肺(至少相对于它们的整体体型而言)。相反，它们依靠其他一些令人难以置信的适应能力来在深海潜水中生存。例如，它们静脉里的血流量非常大:与同等体型的陆地哺乳动物相比，它的血流量可能是它们的三到四倍。它们血液中携带氧气的血红蛋白是其他哺乳动物的两倍。这意味着它们的血液中富含氧气，以供应饥饿的细胞。
当鲸鱼潜入水中时，它们的身体会自动将血液流向大脑和肌肉等重要的中心器官，而不是目前它们不使用的任何器官，包括肾脏和肝脏。由于只有最重要的器官仍可操作，鲸鱼可以将心率降至每分钟4到8次，仅够维持生命。蓝鲸就是一个特别极端的例子。它能明显地将心率降低到大约每分钟两次。
最后，如果所有方法都失败了，氧气储备耗尽，鲸鱼总是可以转换到无氧呼吸，这节省了宝贵的氧气，但确实会导致乳酸迅速积聚，使肌肉疲劳。这通常是最后的选择;大多数鲸鱼在转换为无氧呼吸之前已经完成了超过90%的潜水过程。一个明显的例外(又一次)是居维叶喙鲸。在开始无氧呼吸后，它显然可以在水下停留至少一个小时，而不会出现明显的肌肉疲劳。这可能表明喙鲸的新陈代谢中发生了一些不寻常的事情，而科学家们还不了解。
任何深海潜水员(无论是人类、鲸鱼还是其他任何东西)都必须应对的一个重要问题是组织损伤。人体内部(如肺部或内耳)充满气体的空气腔与周围水之间的微小压力差异会导致组织破裂。这在科学术语中通常被称为气压创伤。为了抵御深海潜水的压力，人们认为一些鲸鱼在这些充满气体的腔体内有额外的静脉。当鲸鱼到达特别深的地方时，静脉就会向外扩张，填补洞内的额外空间。与此同时，肺会塌陷，以防止对它们造成任何损伤。由于它们的血液中有大量的氧气，它们在再次到达水面之前不再需要使用肺部。
鲸鱼如何睡觉而不窒息?
鲸类通常有两种不同的睡眠策略。它们要么水平或垂直地在水中休息，要么在另一个人旁边游泳时睡一会儿。这两种方法的睡眠状态都更接近于小睡;他们的大部分大脑保持警觉和活跃。虽然呼吸本身是一种非自愿的行为，但鲸鱼必须保持足够的意识来控制气孔，因为这需要随意的肌肉运动。这表明它们并不完全像人类那样睡觉。
鲸鱼被淹死吗?
鲸鱼不会真的溺水(因为它们的肺几乎不会充满水)，但它们会因为缺氧而窒息。这可能发生在鲸鱼被渔网缠住时，在恐慌中，试图潜入更深的地方或被困在原地。新生儿也会挣扎着浮出水面。有时他们会在第一次呼吸前窒息。
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