鯨是怎樣呼吸的?

2020-12-21 騰訊網

鯨是海洋中最大的哺乳動物。我們都知道哺乳動物是靠肺呼吸的,而鯨生活在海洋中又是怎樣呼吸的呢?

雖然鯨生活在海洋中,靠鰭遊泳,但它不像魚那樣用鰓呼吸,而是和其他哺乳動物一樣用肺呼吸。鯨在潛水前並不是先吸氣,而是要先呼出肺內的氣體。

有些人認為鯨很大,所以它的肺也會很大,這樣鯨就可以依靠自己龐大的肺貯藏氧氣用來在水下呼吸。但事實上,鯨呼吸並不靠肺貯藏空氣,並且在肺內很少甚至不進行氣體交換。

鯨在深潛時肺會受到很大的壓力,肺泡會被壓縮,把餘氣壓入大的氣管,當肺泡的交換面被完全壓縮時,鯨的肺部很少或不進行氣體交換。若鯨在潛水時從肺內得不到氧,不僅可以降低氮擴散入血液的風險,在上升時也會降低血液中小氣泡形成的危險,所以鯨潛水時肺很少或不進行氣體交換。

雖然鯨是哺乳動物,但是其身體構造和生理與其他哺乳動物並不完全相同。鯨的血量和血液氧容量比較高,這是因為鯨在換氣時的潮氣量比其他哺乳動物大得多,一般哺乳動物的潮氣量只有肺容量的15%,而鯨的潮氣量可以達到肺容量的90%。鯨換氣的時候血液可以吸收很多氧,大量的氧就會貯存在肌肉組織的肌紅蛋白中。

由於潛水時肺很少或不進行氣體交換,鯨血液中二氧化碳含量可升高到平時水平的2.5倍,動脈血液中氧的飽和量則可下降到15%,等到貯存在體內的氧耗盡以後,鯨才重新上升到水面進行通常的氣體交換,此時鯨在呼氣時會產生霧狀水柱。

鯨的分娩過程非常不易,剛出生的幼崽根本不會遊泳。如果小鯨出生時是頭部先出來,會在離開母體後第一次呼吸時被海水淹死。如果小鯨是尾部先出來,等小鯨安全降生,雄性鯨會立即衝過去將幼崽託出水面,帶幼鯨完成第一次呼吸。

同時,鯨也需要睡眠,但與人類睡眠過程不同的是,鯨睡覺時身體要麼以垂直或水平狀態靜靜地停留在水中,要麼一邊睡覺一邊在同類身旁緩慢地遊動。

雖然鯨的分布非常廣泛,但是受環境等因素影響,人們對鯨的研究非常有限。希望在未來,人們可以發現更多鯨及海洋的秘密,揭開海洋的神秘面紗。

本文由江西省九江市柴桑區二中高級教師黃少華進行科學性把關。

本作品為「科普中國-科學原理一點通」原創,轉載時務請註明出處。

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