一項新的研究發現，當海豚潛入水面以下深處時，它們能夠避免患上減壓病或“減壓症”，這可能是因為這些巨大的海洋生物擁有可伸縮的肺部。這些肺部使海豚的吸氣和呼氣速度比人類快兩到三倍。
研究人員表示，瞭解海豚如何在巨大壓力下快速呼吸並保持肺功能，可能有助於科學家在人類處於類似的極端情況（例如手術麻醉期間）時保障人類安全。
與人類不同，海豚不需要綁在氧氣罐上就能完成令人印象深刻的潛水壯舉。這是因為海豚擁有可壓縮的肺部，可以幫助它們承受深海中的高壓。[深潛者：海豚圖集]
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德克薩斯州 A&M 大學科珀斯克里斯蒂分校的生物學教授、研究主要作者安德烈亞斯·法爾曼說：“[海豚]潛入海洋越深，肺部中的氣體或空氣體積就越小。”法爾曼發現，海豚一次呼吸就能替換掉肺部中高達 95% 的空氣。相比之下，人類只能替換掉高達 65% 的空氣。海豚在潛回水下之前，會在水面上呼氣然後吸氣，充滿空氣的肺部——每次呼吸都會消耗和釋放一定量的氧氣，為動物在海洋中游泳提供能量。
研究人員在夏威夷海豚探索瓦胡島（一個向公眾開放的海豚訓練機構）研究了六隻雄性寬吻海豚。法爾曼說，海豚可以自由地遊離研究人員，儘管這些動物經過訓練可以靜坐並對著一個叫做肺活量計的面罩呼吸。法爾曼說，這種裝置實際上就像一個“肺部速度計”。面罩覆蓋了海豚頸後部的噴水孔。
當訓練員讓海豚儘可能用力呼吸時，研究人員稱之為“噴氣”呼吸，這些動物可以在一秒鐘內吸入 8 加侖（30 升）的空氣，並在每秒鐘撥出 34 加侖（130 升）的空氣。人類最強烈的呼氣速度為每秒 4 加侖（15 升），而人類咳嗽的速度約為每秒 10 到 16 加侖（40 到 60 升）。法爾曼說，換句話說，海豚移動空氣的速度比人類快兩到三倍。
臨床應用
海豚是潛水專家的部分原因是它們可以收縮肺泡，即肺部上監測氣流的小囊，然後再將它們開啟，“但人類做不到這一點，”法爾曼說。
這對處於類似極端條件下的人類（例如接受急診手術的患者）具有重要意義。
法爾曼說：“[如果]您在醫院接受手術，他們通常會做的是在您的喉嚨裡插入一根管子並施加正壓，以防止[肺]塌陷發生。”
他補充說，對肺部施加正壓可以保持肺部張開，但也可能很危險。“對於急診護理人員、接受手術的人來說，這是一個臨床相關的問題，因為我們無法像海豚那樣容易地開啟肺泡。”[地球上最神奇的 10 種動物能力]
法爾曼說，海豚的肺部可能與人類的肺部完全不同，或者海豚的肺部具有非常不同的生化成分，這可以解釋它們令人印象深刻的呼氣能力。肺部通常含有一種叫做表面活性劑的化合物，或肺表面活性劑，它有助於呼吸。之前的研究發現，一些海豹和海獅的表面活性劑可以使肺泡更潤滑，從而更容易開啟。
法爾曼說，所有哺乳動物在呼吸時都使用表面活性劑；這是一種“試圖減少吸氣和呼氣所消耗卡路里數量的方法”，他補充說，動物在表面活性劑方面產生了差異，以適應它們的環境。
法爾曼說，早產嬰兒受益於奶牛製造的表面活性劑，因為嬰兒在這麼小的年紀無法產生足夠的這種物質。
他補充說，來自海豚和其他海洋哺乳動物的表面活性劑在不同的情況下可能是有益的。“我們可以瞭解[動物]擁有的表面活性劑的結構，併為人類複製它，”法爾曼說。
展望未來
法爾曼說，研究動物的呼吸節律和能力還可以幫助科學家更好地瞭解海洋動物的呼吸系統疾病，這是野生和人工飼養的海洋動物發病和死亡的主要原因。
人類會接觸到花粉、碎屑和其他空氣汙染物，許多海豚和其他哺乳動物無法從它們的噴水孔中清除這些汙染物。這會使一些動物容易患上某些疾病，如肺病。
法爾曼說，他計劃擴大他的研究範圍，將白鯨和鼠海豚納入研究，以調查它們的呼吸模式。他說，人們尤其關注生活在石油鑽井平臺附近水域的哺乳動物。研究人員計劃前往阿拉斯加和北極地區研究這些哺乳動物，以便在當地的石油儲備被開發之前建立動物健康的基線，他補充說。
石油洩漏，例如 2010 年墨西哥灣的深水地平線災難，可能會嚴重損害海豚的健康，儘管在不瞭解動物在洩漏前的健康狀況的情況下，石油洩漏的直接影響可能很難衡量。
法爾曼說：“下次這種情況發生時，我們將瞭解該地區動物的健康狀況，我們可以說，‘好吧，這是之前的健康狀況，這是之後的健康狀況。’”
該研究於 7 月 8 日發表在《實驗生物學雜誌》上。
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