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     时间:2021-04-07 20:05:16  来源:

    跳水较深的鲸鱼和其他海洋哺乳动物可能会弯腰-同样令人痛苦且可能威胁生命的减压病会打击浮潜速度过快的潜水员。一项新的研究提出了一个假设,即海洋哺乳动物通常如何避免弯腰以及如何在压力条件下屈服。

    Woods Hole Oceanographic Institution(WHOI)和Fundacion的研究人员说,关键是鲸,海豚和海豚(以及其他可能屏气潜水的脊椎动物)的异常肺部结构,在深海压力下会形成两个不同的肺部区域。在西班牙的海洋移植。他们的研究结果于2018年4月25日发表在皇家学会B会议录上。

    该研究的合著者,WHOI海洋哺乳动物中心主任迈克尔·摩尔说:“长时间以来,某些海洋哺乳动物和海龟如何能够反复潜水至深处,这使科学家感到困惑。”“本文打开了一个窗口,通过它我们可以对这个问题采取新的看法。”

    当呼吸哺乳动物潜水至高压深度时,它们的肺部会压缩。这会使它们的肺泡塌陷-发生气体交换的气道末端的小囊。氮气气泡在动物的血液和组织中累积。如果它们缓慢上升,则氮可以返回肺部并被呼出。但是,如果它们上升得太快,则氮气气泡没有时间扩散回肺部。在较浅的深度处压力较小时,氮气气泡会在血液和组织中膨胀,从而引起疼痛和损害。

    海洋哺乳动物的胸部结构使其肺部受压。科学家们认为,这种被动压缩是海洋哺乳动物的主要适应方式,可以避免在深处吸收过多的氮而导致弯曲。

    在他们的研究中,研究人员为已故的海豚,海豹和在高压舱中加压的家猪拍摄了CT图像。研究小组能够看到海洋哺乳动物的肺部结构是如何形成两个肺部区域的:一个充满空气,另一个塌陷。研究人员认为,血液主要流经肺的塌陷区域。这会导致所谓的通气-灌注不匹配,从而使动物体内的血液吸收一些氧气和二氧化碳,同时使氮的交换最小化或阻止氮的交换。这是可能的,因为每种气体在血液中的溶解度都不同。陆生猪没有显示出这种结构上的适应性。

    Fundacion Oceanografic的主要作者丹尼尔·加尔卡·帕拉加(Daniel Garc ?? a-Parraga)说,这种机制可以防止鲸类吸收过多的氮,从而将弯曲的风险降至最低。

    但是,他说:“在暴露于人造声音期间可能会产生过大的压力,这可能导致系统故障并增加血液流向充满空气的区域。这将增强气体交换,并且随着上升过程中压力的降低,血液和组织中的氮将增加。”

    科学家曾经认为,潜水的海洋哺乳动物可以免受减压病的困扰,但是2002年与海军声纳演习相关的搁浅事件显示,在加那利群岛附近滩涂后死亡的14条鲸鱼的组织中都带有气泡,这是弯曲的迹象。研究人员说,该论文的发现可能支持减压病在与海军声纳练习有关的一些鲸类大规模搁浅中的先前含义。

    研究小组说,进一步的研究将需要开发工具来分析潜水期间各种压力源下肺血流量和通气方式的变化。

     

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