鲸鱼和海豚如何在不溺水的情况下睡觉？

鲸鱼和海豚等海洋哺乳动物一生都在海里度过。那么，它们如何睡觉而不会溺水呢？对水族馆和动物园里的宽吻海豚，以及野外的鲸鱼和海豚的观察显示，它们有两种基本的睡眠方式：要么在水中安静地休息，垂直或水平，要么在游泳时缓慢地紧靠着另一只动物睡觉。单独的海豚也会进入更深度的睡眠，主要在晚上。这种状态被称为“原木漂浮”，因为在这种状态下，海豚就像漂浮在水面上的原木。

当海洋哺乳动物同时睡觉和游泳时，它们处于类似于小睡的状态。幼年鲸鱼和海豚实际上是在母亲游泳时休息、进食和睡觉，母亲会把它们拖在自己的尾流中——这种位置被称为梯队游泳。在这些时候，母亲也会在移动中睡觉。事实上，在新生儿出生的最初几周，她不能停止游泳。如果她停下来一段时间，幼崽就会开始下沉；它出生时没有足够的脂肪或鲸脂来轻松漂浮。

大量的游泳会让幼崽感到疲倦，导致它们身体虚弱，容易感染或受到攻击。成年雄性海豚通常成对旅行，它们通常在睡觉时并排缓慢游泳。雌性和幼崽则成群结队地旅行。它们可能在同一区域休息，或者友好的动物可能会在游泳时结对睡觉。

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在睡觉时，宽吻海豚只关闭一半的大脑，以及对侧的眼睛。另一半大脑则保持在较低的警觉水平。这个保持警觉的一侧用于观察捕食者、障碍物和其他动物。它还会在需要浮出水面呼吸新鲜空气时发出信号。大约两个小时后，动物会逆转这个过程，让活跃的大脑休息，唤醒休息的一半。这种模式通常被称为“打盹”。

海豚通常在晚上睡觉，但每次只睡几个小时；它们经常在深夜活动，可能将这个警觉时期与捕食鱼类或鱿鱼相匹配，因为它们会从深处升起。根据脑电图（EEG）读数，宽吻海豚平均每天有 33.4% 的时间在睡觉。目前尚不清楚鲸目动物是否会进行梦境睡眠。快速眼动（REM）——深度睡眠的特征——很难辨别。但据记载，一条领航鲸在一个晚上有 6 分钟的快速眼动。

为了避免在睡觉时溺水，海洋哺乳动物必须保持对其喷水孔的控制至关重要。喷水孔是一层皮肤瓣，人们认为它在动物的自主控制下打开和关闭。尽管仍有争议，但大多数研究人员认为，为了呼吸，海豚或鲸鱼必须有意识和警觉地意识到其喷水孔在水面上。

当然，人类可以在意识清醒时睡觉时呼吸；我们的潜意识机制控制着这种非自主系统。但是，配备了自主呼吸系统的鲸鱼和海豚必须保持一部分大脑警觉，以触发每一次呼吸。

其他方法可以帮助海洋哺乳动物比其他类型的哺乳动物屏住呼吸更长时间。海洋哺乳动物每次呼吸可以吸入更多的空气，因为它们的肺部比例比人类的更大。此外，它们每次吸气和呼气都会交换更多的空气。它们的红细胞也携带更多的氧气。当潜水时，海洋哺乳动物的血液只会流向需要氧气的身体部位——心脏、大脑和游泳肌肉。消化和任何其他过程都必须等待。

最后，这些动物对二氧化碳（CO₂）的耐受性更高。它们的大脑不会触发呼吸反应，直到 CO₂ 的水平远高于人类所能忍受的水平。这些机制是海洋哺乳动物潜水反应的一部分，是适应水生环境的生活方式，并在睡觉过程中提供帮助。鲸目动物在休息期间会减少呼吸次数；海豚在相当活跃时平均每分钟呼吸 8 到 12 次，而在休息时，呼吸频率会降至每分钟 3 到 7 次。

实际上，海洋哺乳动物“溺水”的情况很少见，因为它们不会在水下吸气；但它们确实会因缺氧而窒息。在水下出生可能会给新生鲸鱼和海豚幼崽带来问题。是空气接触皮肤触发了第一次至关重要的呼吸。尸检有时会显示，动物从未到达水面进行第一次呼吸。当动物被困在渔网中时，也会出现同样的问题。如果无法到达水面，或者处于恐慌状态，动物可能会潜入更深处，在那里它将无法呼吸并窒息。

显然，在海上安全睡觉可能会带来问题，但海洋哺乳动物系统已经解决了这些问题。