经济学人的文章说,海豹可以根据自己的血氧水平来安排潜水时间,比人高明。
自由潜水是一项极其危险的运动。潜水者在不使用氧气瓶的情况下潜入水中,经常因缺氧而昏迷,面临溺水的风险。
相比之下,像海豹这样的海洋哺乳动物却能在水下度过大部分时间,而不在乎这种风险。一篇3月20日发表在《科学》期刊上的论文解释了原因:海豹似乎能够感知自己血液中剩余的氧气量,并据此规划行动。
当哺乳动物屏住呼吸时,体内氧气含量会开始下降,而二氧化碳含量则持续上升。对人类而言,单独的低氧水平并不会引发强烈反应——而是高浓度的二氧化碳最终会带来强烈的呼吸冲动。
由于海豹比人类潜得更频繁、时间更长,它们体内的二氧化碳浓度波动也更剧烈。这促使圣安德鲁斯大学的海洋生物学家克里斯·麦克奈特思考:这些动物是否也能感知氧气水平。
为了验证这个想法,他和团队将六只野生海豹放进一个水池中。水池一端设有一个水下喂食站,另一端设有一个“呼吸舱”,海豹可以浮出水面呼吸。
随后他们将呼吸舱中的空气设定为四种条件之一:正常空气(含21%氧气和0.04%二氧化碳,外加其他气体)、低氧空气(11%氧气)、高氧空气(50%氧气)和高二氧化碳空气(8%)。
如果海豹像人类一样更对二氧化碳敏感,那么除了高二氧化碳条件外,它们的行为应该不会有明显差别。
然而结果显示并非如此。在氧气浓度较高时,海豹的潜水时间平均延长了14秒;在氧气浓度较低时,潜水时间大约缩短了30秒。
相比之下,高二氧化碳条件下并未产生统计学上的显著影响。换句话说,海豹似乎能够感知自己还剩下多少氧气,并据此调整潜水时间。
麦克奈特认为,这种能力可能普遍存在于海洋哺乳动物和其他潜水物种中,并可能进化为防止溺水的重要机制。
此前的研究表明,簇绒鸭、鳄龟和尼罗鳄也可能具备类似的感知能力。
要弄清楚这种能力的普遍性,还需要更多研究。目前也尚不清楚潜水动物与生活在陆地上的动物在感知氧气方面有何不同,以及这种感知对它们来说是什么样的体验。
弗吉尼亚理工学院的生理学家安德鲁·宾克斯此前曾表明,经验丰富的潜水者可以通过即将昏厥的感觉来判断低氧并浮出水面。但海豹是如何完成这一行为的,仍然是个谜。