虎鲸在两次潜水之间只需要呼吸一次

虎鲸是地球上最厉害的顶级捕食者之一，它们可以独自对付大白鲨，攻击船只，并且有紧密的母系家庭关系。现在，一项新研究结合了标记数据、生理学、无人机镜头和统计分析，证实了一个长期存在的假设。虎鲸在潜水之间只呼吸一次。这项研究于 5 月 15 日发表在《PLOS ONE》杂志上，可能具有重要的保护意义。

这项研究观察了加拿大不列颠哥伦比亚省沿海的 11 头北部和南部定居型虎鲸。定居型虎鲸是一种生态型，专门捕食鲑鱼，尤其是体型较大、脂肪较多且营养丰富的奇努克鲑。相比之下，过境型或比格斯型虎鲸会捕食体型更大的猎物，包括其他海洋哺乳动物，如海狮、海豚和其他鲸鱼。

“这项研究的真正目的是试图更好地了解不列颠哥伦比亚省的定居虎鲸的能量需求，”研究合著者、不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 硕士候选人 Tess McRae 告诉PopSci 。“我们的北方定居虎鲸受到威胁，我们的南方定居虎鲸濒临灭绝。所以，对我们来说，了解这些鲸鱼消耗了多少能量，以及另一方面，这些鲸鱼需要多少食物才能生存，真的很重要。”

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与人类一样，虎鲸在从事能量消耗较高的活动（如觅食或长途旅行）时需要呼吸更多空气，以便让更多氧气进入体内。为了监测野生虎鲸，研究小组使用吸盘式标签收集数据，包括潜水深度、声学和生物数据。

“这基本上就像给动物戴上 Fitbit 一样，”研究合著者兼 UBC 博士后研究员 Beth Volpov 博士告诉PopSci 。“但由于它们在野外移动，我们无法直接测量。研究使用了无人机或数据记录器，但我们将它们结合起来，并将其与确切的鲸鱼同步。如果鲸鱼被标记，我们会从上方观察这只鲸鱼，精确到秒。”

经过一段时间后，吸盘被释放，浮到水面，由研究人员收集。这些数据与无人机飞行员 Keith Holmes 和 Hakai 研究所拍摄的无人机镜头一起使用。McRae 可以研究这些无人机镜头，评估鲸鱼的行为，并计算它们在不同行为过程中的呼吸次数。

“无人机拍摄的画面非常吸引人，但对科学家来说，挑战在于从几段视频中获取有意义的数字和数据分析，”沃尔波夫说。“我们与统计部门的合作帮了大忙，将视频转化为有意义的数字，以了解到底发生了什么。”

研究团队使用了这项研究的合著者、UBC 统计系博士候选人 Evan Sidrow 的深入统计分析，以更准确地分析虎鲸的呼吸频率。研究小组发现，虎鲸大部分时间都在浅水区潜水。大多数潜水时间不到一分钟。一头成年雄性虎鲸最长的潜水时间约为 8.5 分钟。研究中的鲸鱼在休息时每分钟呼吸 1.2 到 1.3 次，在旅行或狩猎时每分钟呼吸 1.5 到 1.8 次。相比之下，人类在休息时每分钟呼吸约 15 次，在运动时每分钟呼吸 40 到 60 次。

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这项研究的共同作者、不列颠哥伦比亚大学 (UBC) 教授安德鲁·特里特斯博士在一份声明中说：“虎鲸就像短跑运动员，但它们没有蓝鲸和座头鲸那样的马拉松耐力，无法进行深度和长时间的潜水。”

这种水上和水下数据以及统计分析的结合使团队对虎鲸的活动有了更好的了解。

由于各种原因，美国和加拿大西海岸的定居虎鲸受到威胁或濒临灭绝。鲑鱼供应量减少、船只撞击、化学污染和噪音污染都对这些鲸鱼造成了影响。截至 2023 年 12 月，估计还有 74 头南方定居虎鲸。北方定居虎鲸仍然受到威胁，但情况好一些，大约有 300 头鲸鱼。

“一旦我们了解了它们的呼吸频率，我们就可以计算出它们的能量，然后计算出它们的食物需求，”麦克雷说。“所以，这是了解这些鲸鱼生存所需的食物量的第一步，这对它们的保护很重要。”