知道吗?海龟可以用屁股“呼吸”,凭此绝招憋气10个小时

你能屏住呼吸多长时间?

老粥试了试,大约2分32秒就已经是极限,脸憋得通红,头昏眼花,不得不大口喘气了。相信你也与大多数人一样,坚持屏气两分钟上下的样子。

西班牙巴塞罗那的自由潜水者阿莱克斯·塞古拉·文德雷尔(Aleix Segura Vendrell)在2016年曾创下一项吉尼斯世界纪录,他在水箱里屏住呼吸超过24分钟。这是极疯狂而且危险的举动,建议你轻易不要尝试。

人类使用肺呼吸空气,不能像某些动物那样长时间憋气,因为我们的身体并不是为了屏气而设计的。人从降生时起就拥有屏息的能力,大多数的婴儿在脸浸入水中时会反射性地屏住呼吸,以保护呼吸道,同时,孩子的心率和呼吸减慢,由于四肢及外周血管收缩,血液流向体内重要器官以供应氧气。尽管小宝宝们还不会游泳,但他们确实拥有屏息潜水的能力。然而仅仅几个月后,孩子们就会失去潜水反射,变得容易呛水甚至窒息。

初生婴儿具有潜水反射能力

潜水反射

潜水反射是经常需要潜水的动物(如鲸、海豚、海豹、企鹅等)经常使用的反应,在开始潜水时,身体各部分会开展一系列的调节活动:关闭呼吸道、降低代谢、四肢和腹部内脏动脉血管强烈收缩、心率降低,这一切都是为了保留血液中的氧气,以供应大脑和心脏这两个最重要的器官。

海豚屏息潜水觅食,它们需要到水面呼吸

海狸也是用肺呼吸的动物,它主要以鱼类为食,为了生存,海狸经常需要屏息15分钟潜入水下捕鱼。抹香鲸可以憋气90分钟,北象海豹可以屏住呼吸119分钟。哺乳动物中屏气时间最长的可能是一种被称为居维叶喙鲸的喙鲸,它常常生活在1000米深的水域,有时候需要下潜到3000米深的地方捕食鱿鱼,科学家记录到它们最长的一次潜水达到2小时零17分钟!

潜水“冠军”居维叶喙鲸与潜水员的比例

我们知道鱼类以鳃呼吸,某些两栖动物比如蛙类以皮肤呼吸,它们可以长久地呆在水下而不会被憋死。为什么有些以肺呼吸的动物有如此出色的憋气能力?除了它们拥有杰出的潜水反射外,这些动物体内还有比人类更强大的血管网络和多得多的血红蛋白及肌红蛋白,血红蛋白运输氧气,而肌红蛋白的功能是存储氧气。鲸和海豹等潜水哺乳动物的肌肉中肌红蛋白含量特别高,因此它们也拥有了出色的憋气和潜水能力。

剑走偏锋的海龟

海龟不是哺乳动物,它是冷血动物,依靠外界的热量来加热自己,同时它也主要依赖肺呼吸。

海龟生命中的大部分时间都生活在海里,它们以海藻、水母、海绵、软体动物或贝类为食,这意味着它们需要长时间潜水。海龟不像前节提到的那些海洋哺乳动物一样拥有强大的肌红蛋白,但它们潜入水底的时间经常长达45分钟至1小时;睡觉时海龟可以7个小时不出水呼吸;而在寒冷的海水里冬眠时,它的憋气时间甚至长达10个小时!

正在海底吃草的海龟

到底是什么使海龟成为如此强大的“忍者”呢?除了为生存需要主动调慢身体代谢节奏外,海龟还有一件“秘密武器”,这件“秘密武器”就藏在它的屁股里。

我们知道海龟是产蛋的生物,它可以一次产下很多枚卵,因此海龟有一个大的泄殖腔。泄殖腔连接有两个气囊(法氏囊),气囊的内表面有密集的纤毛,这些纤毛富含毛细血管,可以用作气体交换。

海龟的泄殖腔呼吸

在需要时,海龟通过收缩腹股沟袋中的肌肉将水泵入泄殖腔孔(标记为1)。然后水流到泄殖腔法氏囊(标记为2),这是一对内部的袋状结构。泄殖腔囊内衬有长纤毛(标记为3),这是气体交换的部位。海龟这种利用屁股呼吸的办法被称为泄殖腔呼吸法,其实它与鱼鳃从水流中过滤空气的原理类似,只不过海龟的呼吸是通过屁股来完成的。

泄殖腔呼吸的效率并不高,因此只能在海龟平静且有准备的情况下进行。它们通常会潜水4-5分钟,并且在两次潜水之间会浮出水面呼吸几秒钟。如果海龟不小心被渔网缠住,或是在其它压力下不能及时浮出水面呼吸,它会迅速耗光体内储存的氧,并且在几分钟之内淹死。

黑头海龟能憋气10小时,也可以几分钟就淹死

总结:

人类天生就具备屏息潜水的能力,但由于我们的生存并不依赖于长时间在水下寻找食物,所以在漫长的进化过程中,这种能力渐渐消失了。

有些人经过长时间特殊训练,在体内生成更多的血红蛋白和肌红蛋白,同时也拥有更强大的潜水反射能力,他们能够屏气比较长的时间。

与海象和鲸等水生哺乳动物相比,人类的屏气潜水能力不值一提;而海龟的憋气时间更胜一筹,它们可以在水下安稳地睡上7~10个小时。海龟通过将海水吸入屁股,在它连接泄殖腔的气囊里过滤出氧气来呼吸,这种能力其它动物不具备,你我更是无法学习,这一绝招使得海龟成为当仁不让的“忍者”。

由于泄殖腔呼吸的效率不高,所以海龟在惊慌失措时往往来不及使出绝招,于是它也会在几分钟之内淹死。

学海龟的难度太大,或许我们可以学习一下树懒。它可以通过放慢节奏,同时将心率降到正常状态的三分之一,这样,树懒可以很轻易地屏住呼吸长达40分钟!嘿嘿,是不是很棒?

很棒吧?要不要学?