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一下比一下深

2022-05-24 11:23:23 作者:admin
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如何一下比一下深潜入2000米以上:如果一袋钱掉进海里,你会潜水多深?您没有SCUBA装备或任何末端带有钩子的长杆。你所拥有的只是一下比一下深。但这是一大笔钱。

就个人而言,我一下比一下深到达的最深大约是10m。鉴于我目前的银行余额,我可能会将其推到15m。如果您是威廉·特鲁布里奇(WilliamTrubridge),那么在122m处仍然可以赚到这笔钱。如果你是一只海象,你已经在考虑把钱花在什么地方了。

尽管是呼吸空气的哺乳动物,但和我们一样,象海豹的深度可达2388米。为了深入到如此深的地方并活着回来,他们必须克服许多严峻的挑战。

你会一下比一下深?

挑战#1:压力

在2000米处,压力大约是地表压力的200倍。对于骨骼和肌肉等坚固的身体部位,这不是问题。但对于充满空气的空间,情况就不同了。在这些压力下,我们的耳朵和鼻窦会被破坏,我们的肺会完全塌陷,像树枝一样折断我们的肋骨。

那么为什么象海豹不会发生这种情况呢?首先,他们没有任何充满空气的耳朵或鼻窦。至于它们的肺,它们不像我们的肋骨那样具有刚性结构,并且是完全可压缩的。象海豹在潜水前呼气,肺部几乎没有空气。这具有防止“弯曲”的额外好处,这是由于在深度呼吸空气而导致的。

但是,如果他们在潜水前呼出所有空气,他们如何屏住呼吸足够长的时间才能下到这么远?

挑战#2:氧气

这可以说是最大的挑战。要深入到这些深度,您必须花费大量精力并长时间屏住呼吸。不幸的是,我们只是没有这样的机构。我们可以训练自己大幅降低心率以节省氧气,就像象海豹那样。但是有些东西是学不会的。

象海豹每单位体重携带的氧气是人类的三倍。虽然我们的大部分氧气来自我们的肺,但他们的氧气在血液和肌肉组织中。氧气通过一种叫做肌红蛋白的分子储存在肌肉中。象海豹肌肉的肌红蛋白是人类肌肉的8倍,因此可以储存更多的氧气。

说到珠蛋白,象海豹血液中的血红蛋白含量高出33%,因此能够携带更大的氧气。他们也有更多的血液。事实上,在任何哺乳动物中,象海豹的血液单位重量为22%(人类的血液含量为7%)。

象海豹不仅可以携带更多的氧气,它们还可以使用更多的氧气。在潜水结束时,他们静脉中的氧气浓度会下降到最大值的5%以下。对我们来说,如此低的浓度会对我们的细胞造成广泛的损害。虽然尚不完全了解象海豹如何应对这种情况,但一氧化碳可能是答案。一氧化碳在高浓度下是一种杀手,但在较低剂量下可能是救命稻草。在低水平下,它实际上可以保护组织免受持续缺氧的影响。碰巧的是,象海豹血液中一氧化碳的浓度自然是人类的10倍。

巨大的鼻子,巨大的潜水能力。图片来源:通过Flickr的红手记录。

挑战#3:温度

当你深入时,压力会上升,但温度会下降。直到你到达大约1000m。在这个深度以下,温度保持相对恒定,大约为4°C。对于温血哺乳动物来说,在这种寒冷的水中存活时间通常非常短。如果没有防护服,人会在20分钟内失去知觉。

当象海豹到达这些极端深度时,它们不会立即上升。也许不出所料,他们在那里是有原因的:寻找食物。为了在这些深度有效捕猎,象海豹必须能够抵御寒冷。

鲸脂是它们最重要的热保护。这层厚厚的脂肪组织在皮肤下提供了一个绝缘层,以最大限度地减少热量流失到海洋中。虽然所有海豹都有一层脂肪,但象海豹的脂肪最厚(占其体重的50%)。

他们还有另一个技巧可以最大限度地减少热量损失。在他们身体的暴露部位,他们的动脉与静脉连接在一起。因此,当动脉中的热血流向四肢时,热量会转移到返回静脉的较冷的血液中,而不是这些四肢周围的水。这被称为逆流热交换。

记录是用来打破的

当2010年在2,388m的深度记录到象海豹(使用所有这些适应性)时,它成为人类已知的潜水最深的哺乳动物。2014年,一种难以捉摸的鲸鱼偷走了它的风头。居维叶喙鲸打破了海豹的记录,达到了2,992米。