深潛的海狗在返回海岸後會出現心搏過緩。

水肺潛水使海洋哺乳動物面臨身體極限。長時間在水下的動物可以切換到肥厚的新陳代謝。心臟和大腦以外的器官處於「厭氧」狀態(沒有氧氣),這會導致乳酸積聚。儘管許多潛水物種已經開發出降低「彎曲」風險的方法,但血液中仍然會形成氮氣泡。長期以來,科學家一直認為,這些動物在潛水期間在海面漂浮或游泳時大部分時間都能恢復。

一項新研究發表於 生理界限 這表明,海狗離開水面後,恢復可能會持續很長時間。研究人員發現,開普海豹和澳洲海狗在返回海岸數小時後心率顯著增加。這可能是由於對海上覓食的強烈需求而緩慢恢復過程的一部分。

「在這裡,我們在開普敦和澳洲海狗身上發現,在海上覓食時的心率與在陸地上休息時的心率之間存在正相關關係。這意味著,海豹在陸地上覓食時的一些生理成本的回報會被延遲,並在稍後恢復,」第一作者梅麗莎·沃克博士說。來自澳洲迪肯大學的這項研究的合著者說。

追蹤海狗在海上和陸地上的心率。

研究小組使用心率作為氧氣使用和能量消耗的指標。他們監測兩個密切相關的物種:海角海狗(微小小頭鯨)發現於非洲南部和西南部。和澳洲海狗(A. 小多里費魯斯)居住在澳洲東南部以外的地區。海角海豹主要在開闊水域捕獵。而澳洲海狗則花更多時間在海底尋找食物。

2003 年至 2008 年間,科學家在南非 Kleinsee 對六隻雌性開普海豹進行了研究。以及澳洲卡諾納島附近的六隻雌性澳洲毛皮海豹。每隻動物都有防水心率監測器。潛水記錄器和無線電發射器 每 10 秒收集一次測量結果,持續時間長達 8.2 天。

數據顯示,澳洲海狗通常需要大約 5.5 天完成從海洋到陸地的循環,而澳洲海狗平均需要 3.8 天。在這些週期中,動物在海上度過 60.4 至 96.5 小時,其中大部分(60% 至 70%)在海面度過。

海狗的不同潛水策略

這兩個物種在水下也表現出不同的狩獵行為和心率模式。

大多數海角海豹(68.4%)在最深、最長的潛水過程中停留在水中,潛水時間超過 400 秒,深度達到 190 公尺。他們的心率迅速下降,但持續時間很短,在不到 60 秒的時間內達到每分鐘約 10 次。

相反,澳洲海狗大部分時間都在海底覓食(71.5%)。在大約 80 公尺深度持續超過 400 秒的潛水過程中,他們在長達 300 秒的時間內保持每分鐘 20 至 30 次的高且恆定的心率。

回到岸邊後,我的心率急遽上升。

先前的研究表明,在陸地上休息的海豹應該有相對恆定的心率。團隊注意到了一些意想不到的事情。

下船後大約六到八小時海豹的心率增加。有時高達每分鐘 84 次,在心率最終穩定在每分鐘 42 至 61 次之間之前可能會出現幾次峰值,這種模式與快速動眼睡眠有關。

研究人員還發現海上的整體心臟功能與返回岸上後的心臟活動之間有明顯的關聯。這種關係表明,海豹可能有助於償還潛水和狩獵旅行期間累積的氧氣債務。

研究人員認為海豹不僅生活在岸上。較高的心率可能有助於清除體內的乳酸並恢復在海上無法完全恢復的耗盡氧氣。研究也提到了一些額外的解釋。

「從氧氣債務中恢復的生理恢復是漫長、複雜的,而且發生的時間比以前理解的要長得多。陸地上較高的心率可能支持延遲恢復,」沃克總結道。

“陸地上高心率的主要好處可能是海豹能夠在海上優先尋找食物。它的重點是尋找食物並躲避捕食者。一旦能量返回地面,能量就會被分配用於處理和回收。”

科學家們仍有疑問。

研究人員表示,需要做更多的工作來了解導致這些延遲心率增加的原因。

「很可能有很多因素導致陸地上心率升高,例如潛水所需的努力。成功找到食物和消化條件在這種反應中發揮作用。這需要如何進一步研究?」沃克說。

“未來的研究可以追蹤這些變數以及地面心率模式,以闡明這種延遲恢復背後的機制。”

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