海豹是一种生活在海洋中的哺乳动物,是一种具有呼吸肺和出水换气的呼吸方式的物种。了解海豹的呼吸方式和调节机制,对于保护它们、维护水环境和推动人类科学技术进步都具有重要的意义。
一、海豹的呼吸方式
海豹有两种呼吸方式:肺呼吸和出水换气。肺呼吸是通过肺吸入氧气,将氧气通过血液循环运送到体内各个组织细胞,同时将合成代谢产物二氧化碳排出体外的呼吸方式。与其他哺乳动物不同的是,海豹的呼吸机构和方式都适应了它们的生活环境和饮食特点。海豹肺结构比较特殊,它们的肺泡非常亲密地贴合在一起,形成了一种“海绵骨架”的结构,这种结构可以增强海豹在水中的浮力,有利于其泳行。海豹的呼吸道也比较特殊,没有喉咙,声音是通过鼻子发出来的。
除了肺呼吸,海豹还有一种特殊的呼吸方式——出水换气。当海豹潜入水中时,只有在表面呼吸氧气。当海豹潜入水中时,肺中的空气仍然被保持着,海豹透过皮肤进行气体交换,将氧气从血液中释放出来,将二氧化碳从组织细胞中收集起来,随着肺中的空气一起排出体外。换气的时候,海豹会将头部探出水面,呈45度左右的角度高高抬起,张开口,仰头向上吐出呼出口的空气和水。这样的呼吸方式使得海豹在潜入水中时可以避免过多地耗费氧气,更有效地利用肺中残留的空气和水中的氧气,从而延长潜水时间。
二、海豹的呼吸调节机制
海豹在潜水时需要保证身体有足够的氧气供应,同时避免氧中毒,它们有相应的呼吸调节机制来保证这一点。当海豹潜水时,呼吸速率和心率会降低,有的海豹能够憋氧长达30分钟,但这并不代表它们身体里的氧气完全消耗光。海豹的血液中有一种特殊的血红蛋白:罗氏血红蛋白,它能够更加高效地将氧气转运到身体需要它的地方。海豹同时也会自由调节呼气含氧量,调节出水换气的频率和量,以调节血液中氧气和二氧化碳的浓度。
三、定期出水换气的必要性
出水换气是海豹独特的呼吸方式之一,它有利于海豹在潜水过程中更有效地利用氧气,但也具有一定的风险。常年生活在水中的海豹很容易因为呼吸道喉头坚硬而长居内皮炎、气管炎、支气管炎等疾病的困扰。长期伴随许多疾病造成的炎症后遗症就是噎住牠们并丧失排出体内呕吐物的能力,从而可能导致创伤、失血或口腔内后体腔感染发生。所以定期出水换气有助于预防一些疾病,维护海豹的健康。
四、专家答疑
Q1: 海豹的肺结构如何提高浮力?
A: 海豹的肺泡非常亲密地贴合在一起,形成了一种“海绵骨架”的结构,这种结构可以增强海豹在水中的浮力,有利于其泳行。
Q2: 海豹出水换气的好处是什么?
A: 海豹在潜水时需要保证身体有足够的氧气供应,同时避免氧中毒,它们有相应的呼吸调节机制来保证这一点。出水换气是海豹独特的呼吸方式之一,它有利于海豹在潜水过程中更有效地利用氧气。
Q3: 海豹长期伴随的疾病有哪些?
A: 常年生活在水中的海豹很容易因为呼吸道喉头坚硬而长居内皮炎、气管炎、支气管炎等疾病的困扰。