長(zhǎng)潛之謎
南極威德爾海豹還是優(yōu)秀的潛水者,它可以潛入600米的深海,歷時(shí)1小時(shí)之久。這種深潛和長(zhǎng)潛的奧秘在哪里?科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)潛水時(shí)威德爾海豹的生理功能發(fā)生很大的變化,以適應(yīng)下潛的需要。
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善于潛游的海豹(張坤誠(chéng)) |
下潛時(shí),威德爾海豹的心臟跳動(dòng)立即從每分鐘55次下降到15次,心臟的血流量,從每分鐘40升降到6升。其他大多數(shù)器官只能得到正常血量的5~10%,但血壓正常,依然保持160毫米汞柱。
下潛時(shí)血糖大量下降,上浮后開始的5~10分鐘仍然繼續(xù)下降,但此時(shí)心功能卻大幅度提高。下潛時(shí)由于不能進(jìn)行呼吸,體內(nèi)貯存的氧氣不久就近乎枯竭,葡萄糖的代謝只能通過無(wú)氧酵解的途徑變成乳酸,因此,血液中乳酸的濃度很高,達(dá)正常值的3倍。上浮后乳酸濃度迅速下降。下潛時(shí)所需要的能量是由乳酸供應(yīng)的。
肺的代謝延緩,并能吸收乳酸,這與平時(shí)不同,平時(shí)海豹的肺是利用葡萄糖而進(jìn)行代謝的。
下潛時(shí)腦的代謝還不太清楚,如果也是利用乳酸,那么腦中葡萄糖的代謝要比原來(lái)高8倍,才能滿足需要;如果不是這樣,那就是說,沒有氧也能滿足腦對(duì)能量的需要。實(shí)際上,下潛70分鐘后,腦消耗的糖僅占總量的33%。
令人奇怪的是,那么多乳酸是從哪里來(lái)的呢?腦和肺不可能制造乳酸,它一定是從海豹身體的其他部位來(lái)的。實(shí)驗(yàn)表明,乳酸來(lái)自肌肉和皮膚,因?yàn)檫@些部位的血流量很低,僅占15%。由于血少缺氧,這些器官只能進(jìn)行無(wú)氧代謝,產(chǎn)生乳酸。然而,無(wú)氧代謝產(chǎn)生的能量是很少的,怪不得自流量很少的那些器官會(huì)消耗那么多葡萄糖,去產(chǎn)生乳酸。
威德爾海豹腦對(duì)氧的消耗量極低,這對(duì)潛水是很有利的。威德爾海豹血液中含有1000毫克分子的氧,腦在70分鐘僅用去血氧的3~4%,而人腦在同樣時(shí)間內(nèi)要用去血氧的90%。威德爾海豹心臟在70分鐘內(nèi)用去14%的氧,而人心臟卻是57%。僅從威德爾海豹腦和心臟的耗氧量來(lái)看,它還有延長(zhǎng)潛水時(shí)間的潛力。
與人相反,威德爾海豹的腦袋小得可憐,只有人腦的5%左右。那么一個(gè)龐然大物,長(zhǎng)著一個(gè)不到體重1/1000的小腦袋,并非沒有道理,這可能是威德爾海豹能適于深潛和長(zhǎng)潛的奧秘之一。
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