一项新的研究发现，当海豚潜入水面以下深处时，它们能够避免患上减压病或“减压症”，这可能是因为这些巨大的海洋生物拥有可伸缩的肺部。这些肺部使海豚的吸气和呼气速度比人类快两到三倍。
研究人员表示，了解海豚如何在巨大压力下快速呼吸并保持肺功能，可能有助于科学家在人类处于类似的极端情况（例如手术麻醉期间）时保障人类安全。
与人类不同，海豚不需要绑在氧气罐上就能完成令人印象深刻的潜水壮举。这是因为海豚拥有可压缩的肺部，可以帮助它们承受深海中的高压。[深潜者：海豚图集]
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德克萨斯州 A&M 大学科珀斯克里斯蒂分校的生物学教授、研究主要作者安德烈亚斯·法尔曼说：“[海豚]潜入海洋越深，肺部中的气体或空气体积就越小。”法尔曼发现，海豚一次呼吸就能替换掉肺部中高达 95% 的空气。相比之下，人类只能替换掉高达 65% 的空气。海豚在潜回水下之前，会在水面上呼气然后吸气，充满空气的肺部——每次呼吸都会消耗和释放一定量的氧气，为动物在海洋中游泳提供能量。
研究人员在夏威夷海豚探索瓦胡岛（一个向公众开放的海豚训练机构）研究了六只雄性宽吻海豚。法尔曼说，海豚可以自由地游离研究人员，尽管这些动物经过训练可以静坐并对着一个叫做肺活量计的面罩呼吸。法尔曼说，这种装置实际上就像一个“肺部速度计”。面罩覆盖了海豚颈后部的喷水孔。
当训练员让海豚尽可能用力呼吸时，研究人员称之为“喷气”呼吸，这些动物可以在一秒钟内吸入 8 加仑（30 升）的空气，并在每秒钟呼出 34 加仑（130 升）的空气。人类最强烈的呼气速度为每秒 4 加仑（15 升），而人类咳嗽的速度约为每秒 10 到 16 加仑（40 到 60 升）。法尔曼说，换句话说，海豚移动空气的速度比人类快两到三倍。
临床应用
海豚是潜水专家的部分原因是它们可以收缩肺泡，即肺部上监测气流的小囊，然后再将它们打开，“但人类做不到这一点，”法尔曼说。
这对处于类似极端条件下的人类（例如接受急诊手术的患者）具有重要意义。
法尔曼说：“[如果]您在医院接受手术，他们通常会做的是在您的喉咙里插入一根管子并施加正压，以防止[肺]塌陷发生。”
他补充说，对肺部施加正压可以保持肺部张开，但也可能很危险。“对于急诊护理人员、接受手术的人来说，这是一个临床相关的问题，因为我们无法像海豚那样容易地打开肺泡。”[地球上最神奇的 10 种动物能力]
法尔曼说，海豚的肺部可能与人类的肺部完全不同，或者海豚的肺部具有非常不同的生化成分，这可以解释它们令人印象深刻的呼气能力。肺部通常含有一种叫做表面活性剂的化合物，或肺表面活性剂，它有助于呼吸。之前的研究发现，一些海豹和海狮的表面活性剂可以使肺泡更润滑，从而更容易打开。
法尔曼说，所有哺乳动物在呼吸时都使用表面活性剂；这是一种“试图减少吸气和呼气所消耗卡路里数量的方法”，他补充说，动物在表面活性剂方面产生了差异，以适应它们的环境。
法尔曼说，早产婴儿受益于奶牛制造的表面活性剂，因为婴儿在这么小的年纪无法产生足够的这种物质。
他补充说，来自海豚和其他海洋哺乳动物的表面活性剂在不同的情况下可能是有益的。“我们可以了解[动物]拥有的表面活性剂的结构，并为人类复制它，”法尔曼说。
展望未来
法尔曼说，研究动物的呼吸节律和能力还可以帮助科学家更好地了解海洋动物的呼吸系统疾病，这是野生和人工饲养的海洋动物发病和死亡的主要原因。
人类会接触到花粉、碎屑和其他空气污染物，许多海豚和其他哺乳动物无法从它们的喷水孔中清除这些污染物。这会使一些动物容易患上某些疾病，如肺病。
法尔曼说，他计划扩大他的研究范围，将白鲸和鼠海豚纳入研究，以调查它们的呼吸模式。他说，人们尤其关注生活在石油钻井平台附近水域的哺乳动物。研究人员计划前往阿拉斯加和北极地区研究这些哺乳动物，以便在当地的石油储备被开发之前建立动物健康的基线，他补充说。
石油泄漏，例如 2010 年墨西哥湾的深水地平线灾难，可能会严重损害海豚的健康，尽管在不了解动物在泄漏前的健康状况的情况下，石油泄漏的直接影响可能很难衡量。
法尔曼说：“下次这种情况发生时，我们将了解该地区动物的健康状况，我们可以说，‘好吧，这是之前的健康状况，这是之后的健康状况。’”
该研究于 7 月 8 日发表在《实验生物学杂志》上。
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