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海豚世界的自由潛水冠軍

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-10瀏覽次數:1919

研究人員首次探索了生理適應性,使不同類型海豚的潛水能力差異達到近1000米。該研究發表在生理學前沿的兩項補充研究中,比較了不同狩獵深度下寬吻海豚種群的肺力學和代謝率。利用氣體管理的理論估計,結果支持一個新的假設,即肺結構和血流管理允許海豚與氧接觸,同時防止氮的吸收,從而避免減壓病。

在狹窄的沿海環境中,寬吻海豚群通常位于陸地附近,距離獵物很近,深度不到10米。然而,有些人 - 例如本研究中的百慕大人口 - 經常潛入深達400米的深度,有時深達1000米,在水下13分鐘,一次尋找食物。

“一個物種如何才能擁有如此極端不同的生活方式?”這個問題激發了西班牙瓦倫西亞FundaciónOceanográfic的Andreas Fahlman博士,他與他的國際團隊一起領導了兩項研究。 “我們想衡量造成這些巨大變化的差異。這使我們能夠確定生理學在一個物種中的變化程度,并了解這些深潛海豚的壓力因素的威脅。“

任何潛水的人都會知道減壓病,通常被稱為“彎腰”。這種痛苦且可能危及生命的狀況是由于潛水結束時水迅速出現造成的。在潛水期間在血液和組織中形成的氮氣泡的快速膨脹 - 在上升期間沒有足夠的時間自然地從身體擴散。

在深海潛水時,海豚也會冒同樣的風險。該團隊測量了幾只瓶頸海豚的肺部生理和能量消耗情況,這些海豚已經深入了解了如何避免這些問題。

在第一項研究中,作者將他們的結果與佛羅里達寬吻海豚的短淺潛水人群的現有數據進行了比較。深潛海豚具有更大的儲氧能力,可以讓它們潛水更長時間。然而,作者發現淺水和深水潛水之間的肺力學或代謝率沒有差異。

“這是出乎意料的,因為過去的研究表明,壓縮肺部是主要的適應措施,以避免吸收過多的氮氣并進行深度彎曲,”Fahlman說。 “淺水和深水潛水員之間缺乏肺部差異表明海豚可能會使用其他方法來避免與潛水相關的問題。”

這導致研究人員進行他們的第二項研究,該研究估計了不同種群如何管理淺水和深水潛水生活方式中的氣體交換。他們使用已知的物種特定參數來構建理論模型,以確定深潛海豚需要適應哪些適應深度而不會產生負面的健康影響。該模型顯示,當比較已知參數與需要多少氧氣時,深潛海豚將超過其計算的潛水限制。

“結果表明潛水員需要保持高心率,不僅在表面分離期間,而且在深潛之間的淺潛水期間,以允許充分恢復氧氣儲存,”Fahlman說。 “在深度覓食潛水之間保持血液流動有助于減少在地面上花費的時間并增加恢復時間。另一方面,在深潛期間,海豚需要將血液引導通過肺部的塌陷區域,允許一些人交換氧氣和碳,同時防止氮氣交換。因此,海豚可能有辦法控制它們吸收的氮水平,以防止彎曲。“

“這一假設提供了新的令人興奮的研究機會,以了解哺乳動物如何潛入充滿肺部的充滿肺部的極端呼吸,而沒有任何與人類相關的問題,”Fahlman說。 “但是,我們的數據集是有限的,應該對其他深潛海豚進行進一步的研究,以確定深潛是否有類似的生理要求。”

這些出版物中提供的結果可能提供重要信息,以便更好地了解與海洋哺乳動物潛水相關的風險以及人類對其作為物種的物種的影響。

環境變化可能會改變獵物的分布和可用性,導致海豚搜尋超出其正常深度范圍的獵物。此外,人為壓力,如增加的海洋噪音,聲納暴露或漁網捕獲可能會干擾正常的潛水條件。這可能會影響用于確保深潛后表面安全的海豚的生理機能,并增加潛水相關問題(如減壓病)的風險。

“如果我們能夠更好地了解我們的影響如何影響這些物種,我們最終可能會改善對這些海豚和所有海洋哺乳動物的保護,”Fahlman希望。

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