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海豚世界的自由潜水冠军

文章作者:优博时时彩平台开户发布时间:2019-10-10浏览次数:1919

研究人员首次探索了生理适应性,使不同类型海豚的潜水能力差异达到近1000米。该研究发表在生理学前沿的两项补充研究中,比较了不同狩猎深度下宽吻海豚种群的肺力学和代谢率。利用气体管理的理论估计,结果支持一个新的假设,即肺结构和血流管理允许海豚与氧接触,同时防止氮的吸收,从而避免减压病。

在狭窄的沿海环境中,宽吻海豚群通常位于陆地附近,距离猎物很近,深度不到10米。然而,有些人 - 例如本研究中的百慕大人口 - 经常潜入深达400米的深度,有时深达1000米,在水下13分钟,一次寻找食物。

“一个物种如何才能拥有如此极端不同的生活方式?”这个问题激发了西班牙瓦伦西亚FundaciónOceanográfic的Andreas Fahlman博士,他与他的国际团队一起领导了两项研究。 “我们想衡量造成这些巨大变化的差异。这使我们能够确定生理学在一个物种中的变化程度,并了解这些深潜海豚的压力因素的威胁。“

任何潜水的人都会知道减压病,通常被称为“弯腰”。这种痛苦且可能危及生命的状况是由于潜水结束时水迅速出现造成的。在潜水期间在血液和组织中形成的氮气泡的快速膨胀 - 在上升期间没有足够的时间自然地从身体扩散。

在深海潜水时,海豚也会冒同样的风险。该团队测量了几只瓶颈海豚的肺部生理和能量消耗情况,这些海豚已经深入了解了如何避免这些问题。

在第一项研究中,作者将他们的结果与佛罗里达宽吻海豚的短浅潜水人群的现有数据进行了比较。深潜海豚具有更大的储氧能力,可以让它们潜水更长时间。然而,作者发现浅水和深水潜水之间的肺力学或代谢率没有差异。

“这是出乎意料的,因为过去的研究表明,压缩肺部是主要的适应措施,以避免吸收过多的氮气并进行深度弯曲,”Fahlman说。 “浅水和深水潜水员之间缺乏肺部差异表明海豚可能会使用其他方法来避免与潜水相关的问题。”

这导致研究人员进行他们的第二项研究,该研究估计了不同种群如何管理浅水和深水潜水生活方式中的气体交换。他们使用已知的物种特定参数来构建理论模型,以确定深潜海豚需要适应哪些适应深度而不会产生负面的健康影响。该模型显示,当比较已知参数与需要多少氧气时,深潜海豚将超过其计算的潜水限制。

“结果表明潜水员需要保持高心率,不仅在表面分离期间,而且在深潜之间的浅潜水期间,以允许充分恢复氧气储存,”Fahlman说。 “在深度觅食潜水之间保持血液流动有助于减少在地面上花费的时间并增加恢复时间。另一方面,在深潜期间,海豚需要将血液引导通过肺部的塌陷区域,允许一些人交换氧气和碳,同时防止氮气交换。因此,海豚可能有办法控制它们吸收的氮水平,以防止弯曲。“

“这一假设提供了新的令人兴奋的研究机会,以了解哺乳动物如何潜入充满肺部的充满肺部的极端呼吸,而没有任何与人类相关的问题,”Fahlman说。 “但是,我们的数据集是有限的,应该对其他深潜海豚进行进一步的研究,以确定深潜是否有类似的生理要求。”

这些出版物中提供的结果可能提供重要信息,以便更好地了解与海洋哺乳动物潜水相关的风险以及人类对其作为物种的物种的影响。

环境变化可能会改变猎物的分布和可用性,导致海豚搜寻超出其正常深度范围的猎物。此外,人为压力,如增加的海洋噪音,声纳暴露或渔网捕获可能会干扰正常的潜水条件。这可能会影响用于确保深潜后表面安全的海豚的生理机能,并增加潜水相关问题(如减压病)的风险。

“如果我们能够更好地了解我们的影响如何影响这些物种,我们最终可能会改善对这些海豚和所有海洋哺乳动物的保护,”Fahlman希望。

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