鲸鱼需要氧气吗（氧气利用率达90的鲸类）

人们每当提到世界上的最大的哺乳动物，相信很多人第一时间会想到大象。其实，他们还忘记了在蔚蓝深邃的海洋中还有一类哺乳动物，那就是海洋中的鲸豚类。

而事实的确就是这样，有些鲸豚类生物的体型要比大象大出很多，虽然它们的外形像鱼，但是鲸豚类其实是名副其实的哺乳动物。

在1亿2000万年之前，已经在陆地上生活的诸如猪、骆驼相近的偶蹄类动物，不明原因又重新回到了海洋中生活，并演化为如今鲸豚类的始祖：古鲸亚目。

而其中最有力的证据就是在20年前，巴基斯坦出土了距今生活在5500万年前的巴基斯坦古鲸，从它的骨骼化石上来看，它就像一只爬行的大蜥蜴，但是头骨已经可以初步判断具有古鲸的特征了，所以它又被称为陆地鲸或者游走鲸。

游走鲸

游走鲸

所以直到今天，鲸豚类还是在海洋中最特殊的一类动物，甚至鲸的死亡，都充满着浪漫的意味：鲸落。一头鲸的遗体可以断断续续为海底生物提供近百年的给养，是海底生态系统必不可少的一环。

作为哺乳动物的鲸，也经常被科学家拍到哺乳的画面，鲸鱼的乳汁和陆地上动物乳汁差别很大，为了适应海中哺乳，它们的乳汁也类似于半固体，就像像奶酪一样。

除此之外，鲸鱼还进行了其他进化，它们开始慢慢改变自己的四肢的外形，变成了鳍状肢；为了让自己游得更快，而进化出更加流线的体型；身体的毛发逐渐脱落，增厚了脂肪层而便于在深海中保暖。但是鲸鱼却始终保持着陆地动物中的肺，这意味着它们永远不能用鳃呼吸。

鲸鱼只能用肺呼吸，它们在清醒的时候，通常过一段时间就会游到海面之上，进行换气，换好气之后又下潜到海中，那么就产生了一个非常让人好奇的问题，身为哺乳动物的鲸鱼在海里到底是怎么睡觉的？

难道它们不会因为在海里休憩而憋死吗？总不能睡一会再游回海面换气，然后再下潜接着睡吧？解答这些问题，就要看下鲸鱼是如何换气的。从巴基斯坦古鲸的头骨和如今鲸类的头骨比较中就可以看到，鲸豚类是经过一系列的进化，才形成如今的外貌。

许多史前古鲸的鼻孔还像现在的哺乳动物一样，长在脸部的前方。但是，随着时间的推移，鲸的鼻孔却慢慢后移转向头顶上方。鲸的鼻孔叫做气口，当它们放松地游弋时，它的气孔就会被类似人类眼睑的肌皮瓣膜所掩盖，保证憋气的状态。

这样鲸就可以完成在海洋中的下潜活动，当浮出水面换气时，它就会打开肌皮瓣膜，将吸收完氧气的废气排出，再吸进新鲜的空气。

鲸类的气孔

鲸类的气孔

鲸类喷出水雾

鲸豚类和陆上生物一样，它们无法用鳃呼吸，要靠空气中的氧气存活。所以也有极少数的时候，在鲸鱼非常慌张急迫时，肌皮瓣膜会突然打开造成呛水，或者氧气耗尽的时候没有及时浮出水面换气，它们也会窒息憋死。

经常有人在海面上看到鲸鱼喷出水柱，出现一道水雾或者彩虹，其实这就是鲸鱼在换气，它们喷出体内的空气排出后遇冷就会形成水雾，其实和自然界的海浩现象或者烧开水出现水雾的原理都是一样的。

换气的鲸

鲸类中的齿鲸和须鲸的气孔数量也是不一样的，所以喷出的水雾形状也是不同的，所以生物学家也是可以通过喷出水雾的形状来区分鲸类的品种。

人类游泳时换气的速度非常快，鲸豚类也是如此，体型较小的鲸豚类，在一瞬间就可以完成换气，而体型最大的蓝鲸则需要5秒钟左右。

自由潜水是非常危险的

鲸群

不要小看这短短的一次换气，一次换气就能使鲸在深海憋气活动达近两个多小时，抹香鲸可以在深海2100米处捕食大王酸浆鱿，而鹅嘴鲸，可以在水下接近3000米的深度活动。反观人类在水下最长时间纪录，才还没有超过20分钟和170米，所以鲸类才是哺乳动物中的潜水之王。

鲸类之所以能如此深的海底活动并且憋气达几个小时，是因为鲸类非比寻常的肌红蛋白和血红蛋白的浓度要比其他生物高得多。在生物体内，血红蛋白和肌红蛋白是负责运送和储存氧气的重要物质。

血红蛋白

鲸类的鼻子

血红蛋白可以在血液内运送氧气到身体的各个器官。在煎牛排时切出的血水中就有非常多的肌红蛋白，肌肉中的肌红蛋白浓度越高就可以储存越多的氧气。当身体需要氧气的时候，肌红蛋白就提供氧气。肌红蛋白和血红蛋白就是相当于氧气的仓库及运输氧气的道路。

以灵长类动物为例，一般情况下，每呼吸一次大约可以利用空气中氧气含量的四分之一。而鲸类对空气中的氧气利用率非常高，可以达到90%左右。

鲸类还进化出一种超强的特异功能，陆地上动物的肌红蛋白浓度越高越容易聚集在一起，那么储氧能力也大大降低。但是鲸类的肌红蛋白表面却含有同种电荷。这样每当浓度过高时肌红蛋白相互远离，并不会聚集，这样就增加了鲸类储氧能力。

肌红蛋白

强悍的肌红蛋白和血红蛋白成就了鲸鱼可以长时间的憋气和下潜至几千米的深海，那么在海中的憋气的两个多小时内，鲸鱼能不能睡个好觉呢？

鲸鱼和其他哺乳类动物一样也是需要休息和睡眠的。包括日本与英国的许多科学家在内早就已经观察到鲸类是如何睡觉的，它们一般会采用两种休息方式，被科学界称之为“悬浮的木头”。有的鲸类会成群地在水中保持垂直的浮游状态，进行睡眠，还有一些鲸类是在同伴的周围慢速游泳，边游边睡。

在它们深度睡眠的时候就算人类在它们的旁边，它们都不会发现。

睡觉的鲸

睡觉的鲸

睡觉的鲸

但科学家发现鲸类每天的休息时间只有不到两个小时，并且这两个小时的睡眠时间是碎片化的，每次它们可以睡9~14分钟左右。

这种睡眠方式，也是它们逐渐进化而来的。所以生物学家们一致认为，鲸类进化出如此强大的氧气利用功能，不是为了更好的睡眠，而是方便能更深地下潜寻找丰富的食物资源。

其实鲸豚类也有不善于憋气的成员，就像和人类关系最为密切的宽吻海豚，它们每天有三分之一的时间都在睡觉，只不过它们已经进化出更独特的睡眠方式：半球慢波睡眠。就是它们的大脑可以一边工作，一边休息。

睡眠时间

宽吻海豚

许多人都认为睡眠分为深睡眠和浅睡眠，而事实确实如此，深度睡眠也叫做慢波睡眠，眼球转动比较缓慢，身体能够得到足够的休息；而浅睡眠，眼球转动比较快，大脑活动比较频繁。

深度深眠对于生物来说非常重要的，海豚这种独特的单半球慢波睡眠，既能使它们保持精神充沛，又能使它们得到充足的睡眠。每侧大脑轮流保持清醒，可以让它们察觉周围的危险，不断地进行自主换气，这是一种高级睡眠方式。

海豚脑电波

海豚

看来对于与哺乳动物同源的鲸豚类，它们的睡眠也是弥足珍贵和至关重要的，身处的危险海洋当中，如何睡好觉的确是一门高深的学问。你们说呢？图片来自网络侵联必删。

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