適應-呼吸作用 (上) | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

適應-呼吸作用 (上)

2001年07月25日
編輯室彙編

鯨類必須在露出水面的極短時間內,呼吸潛水時所需的氧氣。鯨類呼吸的頻率較陸生哺乳類少,但呼吸較深,且獲得較多氧來補償,同時牠們在每次呼吸時,交換較多的肺部空氣。在潛水前吸進空氣,使得肺部脹大,但鯨如何能在水底待這麼久呢﹖

為回答此問題,我們首先要檢查牠們的呼吸系統。其呼吸系統有一些不尋常的外貌,為避免水進入呼吸道,鼻道是複雜的旋繞狀,其咽(呼吸道上端)延伸到鼻腔,而非開口於喉。

但鯨是否有較大的肺腔呢?就比例上,鯨的肺不明顯大於陸哺乳類,甚至肺的體積較小於陸生的哺乳類。更令人驚訝的是,最會潛水的鯨有較小的肺。明顯的,肺的體積並不能解釋為何鯨能在一次呼吸中,儲存足夠的氧,維持數小時的潛水。

鯨類為增加氧氣的儲存能力,並非由擴大肺的容積,而是改變循環系統及肌肉的化學成分。

鯨類的血液佔體重的10-15%,而人類則只有7%,更重要的是,負責運送氧的血球細胞──紅血球,也比較多。血中血紅素的濃度是高於陸生哺乳類,這增加了血液攜氧的量。

血紅素同時亦出現在肌肉,通常被稱為肌紅蛋白,其對氧的親和力大於血紅素,故血所帶的氧可迅速地移到肌肉。肌紅素在鯨類亦比陸生哺乳類多,且濃度較高,這也使肌肉顏色特別的深。

即使如此,我們把所有儲存在海豚的氧加起來,這包括肺內的氧,血中的氧及肌肉儲存,然後分解這些氧,以休息代謝率來計算,尚不夠維持其在水底的時間。顯然有其他機制在潛水時運作,或可能無氧時,動物能快速的運動。

本文轉載自:海的巨人與精靈 http://whale.zo.ntu.edu.tw/