超强血液帮助一些海豚潜水1000米

在百慕大群岛附近，一只宽吻海豚的鳍上装有特殊的传感器，它潜得越来越深……越来越深。十三分钟后，它终于在 1000 米深的大西洋深处浮出水面，这个距离比世界上最高的建筑物还要深，它在那里寻找食物。

这次深潜让生理学家安德烈亚斯·法尔曼大吃一惊。该物种在佛罗里达州的沿海近亲通常只在短距离和浅水区进行购物，通常潜水不超过 10 米。1965 年，美国海军训练“塔菲”海豚潜水 300 米，但法尔曼表示，沿海海豚无法像同物种的近海海豚那样潜水 1,000 米。

“问题是，你能将同一物种的生理机能延伸到何种程度，以适应完全不同的生活方式？”法尔曼想要找到答案。

最初，他假设运动能力强的近海海豚与沿海“沙发土豆”海豚相比，肺结构不同或代谢率较低（这将有助于为这些大胆的下潜保存能量）。但他的研究结果表明，情况并非如此：两种海豚种群似乎完全相同。

感到困惑的是，他进行了一项后续研究——这两项研究本周发表在《生理学前沿》杂志上——并提出了一个新的假设：差异在于他们的血液。

法尔曼和他的团队发现，深海潜水员的红细胞比浅水游泳者多 25%。红细胞含有一种叫做血红蛋白的蛋白质，它可以帮助细胞将氧气输送到全身——红细胞越多，携带的氧气就越多。

法尔曼说：“这就像是带着更大的燃料箱潜水，深海潜水的物种会装得更满。”

海豚也可能像鲸鱼一样通过肌红蛋白（一种存在于肌肉细胞中的携氧蛋白）在肌肉中储存氧气。百慕大海豚不仅拥有更多的红细胞，而且法尔曼认为它们还可以在深海潜水时控制血流以保护自己。法尔曼说，沿海海豚可能拥有同样的能力，但生活在浅水区意味着它们没有理由经常这样做。

和水肺潜水员一样，海豚也面临减压病的风险，俗称“减压病”。当你用压缩空气潜水时，氮气会扩散到血液中。慢慢游回来很重要，这样气体才能自然溶解。如果你浮出水面太快，压力突然下降会导致血液中形成氮气泡，这会导致关节疼痛、头晕、行走困难，在极端情况下，还会导致昏迷或死亡。

过去的研究表明，海豚独特的肺结构使它们免于生病。这些聪明的海洋生物拥有可收缩的肺；当受到巨大压力（例如从 1,000 米深的深水中跳入水中）时，其中一个肺腔会收缩，而另一个肺腔会保持打开状态以进行气体交换。法尔曼的理论是，海豚能够将血液流向收缩的肺腔，从而限制氮气泡的积聚。

“我们认为它们使用完全不同的方法来管理气体，而不仅仅是像之前所说的那样依靠肺部塌陷，”法尔曼说。“与陆地哺乳动物不同，它们可以将血液输送到肺部不交换气体的区域。”

研究人员尚未弄清楚为什么近海海豚会踏上如此极端的深海之旅，但法尔曼表示，这可能与全球变暖导致猎物栖息地发生变化有关。至少在深海，海豚仍然可以找到潜伏在水面深处的食物，比如鱿鱼。

然而，法尔曼表示，这种俯冲的力量可能会让海豚在气候变化中占据上风——这与其他面临灭绝、生存环境不断消失的海洋动物不同。

“海豚为了生存可以做很多事情，”他说。“无论我们对环境造成多大的破坏，它们都能适应很多事情并继续生存下去。”