鯨魚和海豚如何在不溺水的情況下睡覺？

鯨魚和海豚等海洋哺乳動物一生都在海里度過。那麼，它們如何睡覺而不會溺水呢？對水族館和動物園裡的寬吻海豚，以及野外的鯨魚和海豚的觀察顯示，它們有兩種基本的睡眠方式：要麼在水中安靜地休息，垂直或水平，要麼在游泳時緩慢地緊靠著另一隻動物睡覺。單獨的海豚也會進入更深度的睡眠，主要在晚上。這種狀態被稱為“原木漂浮”，因為在這種狀態下，海豚就像漂浮在水面上的原木。

當海洋哺乳動物同時睡覺和游泳時，它們處於類似於小睡的狀態。幼年鯨魚和海豚實際上是在母親游泳時休息、進食和睡覺，母親會把它們拖在自己的尾流中——這種位置被稱為梯隊游泳。在這些時候，母親也會在移動中睡覺。事實上，在新生兒出生的最初幾周，她不能停止游泳。如果她停下來一段時間，幼崽就會開始下沉；它出生時沒有足夠的脂肪或鯨脂來輕鬆漂浮。

大量的游泳會讓幼崽感到疲倦，導致它們身體虛弱，容易感染或受到攻擊。成年雄性海豚通常成對旅行，它們通常在睡覺時並排緩慢遊泳。雌性和幼崽則成群結隊地旅行。它們可能在同一區域休息，或者友好的動物可能會在游泳時結對睡覺。

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在睡覺時，寬吻海豚只關閉一半的大腦，以及對側的眼睛。另一半大腦則保持在較低的警覺水平。這個保持警覺的一側用於觀察捕食者、障礙物和其他動物。它還會在需要浮出水面呼吸新鮮空氣時發出訊號。大約兩個小時後，動物會逆轉這個過程，讓活躍的大腦休息，喚醒休息的一半。這種模式通常被稱為“打盹”。

海豚通常在晚上睡覺，但每次只睡幾個小時；它們經常在深夜活動，可能將這個警覺時期與捕食魚類或魷魚相匹配，因為它們會從深處升起。根據腦電圖（EEG）讀數，寬吻海豚平均每天有 33.4% 的時間在睡覺。目前尚不清楚鯨目動物是否會進行夢境睡眠。快速眼動（REM）——深度睡眠的特徵——很難辨別。但據記載，一條領航鯨在一個晚上有 6 分鐘的快速眼動。

為了避免在睡覺時溺水，海洋哺乳動物必須保持對其噴水孔的控制至關重要。噴水孔是一層皮膚瓣，人們認為它在動物的自主控制下開啟和關閉。儘管仍有爭議，但大多數研究人員認為，為了呼吸，海豚或鯨魚必須有意識和警覺地意識到其噴水孔在水面上。

當然，人類可以在意識清醒時睡覺時呼吸；我們的潛意識機制控制著這種非自主系統。但是，配備了自主呼吸系統的鯨魚和海豚必須保持一部分大腦警覺，以觸發每一次呼吸。

其他方法可以幫助海洋哺乳動物比其他型別的哺乳動物屏住呼吸更長時間。海洋哺乳動物每次呼吸可以吸入更多的空氣，因為它們的肺部比例比人類的更大。此外，它們每次吸氣和呼氣都會交換更多的空氣。它們的紅細胞也攜帶更多的氧氣。當潛水時，海洋哺乳動物的血液只會流向需要氧氣的身體部位——心臟、大腦和游泳肌肉。消化和任何其他過程都必須等待。

最後，這些動物對二氧化碳（CO₂）的耐受性更高。它們的大腦不會觸發呼吸反應，直到 CO₂ 的水平遠高於人類所能忍受的水平。這些機制是海洋哺乳動物潛水反應的一部分，是適應水生環境的生活方式，並在睡覺過程中提供幫助。鯨目動物在休息期間會減少呼吸次數；海豚在相當活躍時平均每分鐘呼吸 8 到 12 次，而在休息時，呼吸頻率會降至每分鐘 3 到 7 次。

實際上，海洋哺乳動物“溺水”的情況很少見，因為它們不會在水下吸氣；但它們確實會因缺氧而窒息。在水下出生可能會給新生鯨魚和海豚幼崽帶來問題。是空氣接觸皮膚觸發了第一次至關重要的呼吸。屍檢有時會顯示，動物從未到達水面進行第一次呼吸。當動物被困在漁網中時，也會出現同樣的問題。如果無法到達水面，或者處於恐慌狀態，動物可能會潛入更深處，在那裡它將無法呼吸並窒息。

顯然，在海上安全睡覺可能會帶來問題，但海洋哺乳動物系統已經解決了這些問題。