鲸在六千四百米的深海会怎样?

活的鲸到不了这个深度,死亡的鲸形成鲸落也很难到达在这个深度。

目前已知鲸类潜水最深纪录是在2992米,连6400米的一半都不到。

创造这个纪录的是柯氏喙鲸(Ziphius cavirostris),这是人类了解较多的一种喙鲸,它们分布在全球的温带和热带海域,是分布范围最广的喙鲸。柯氏喙鲸的体色非常多样,幼鲸背部通常是黑色或深蓝色,腹部是白色。成年雄性通常为深灰色,头部颜色较浅,甚至为白色,雌性的颜色从深灰色到红棕色不等。它们身上附着藻类之后会呈明亮的黄色,犹如一根酸黄瓜。柯氏喙鲸出生时约2米,重230公斤,成年后长5-7米,重2至3.5吨,雌雄体型相当。

柯氏喙鲸最为人称道的,是它们的深潜能力。2014年,一个科研团队使用追踪器测得一头柯氏喙鲸潜到了2992米深处,这是哺乳动物潜水深度纪录,连抹香鲸都望尘莫及。抹香鲸最大潜水深度2250米,在哺乳动物里排第三。南象海豹最大潜水深度2388米,在哺乳动物里排第二。另一项发表于2020年的研究称,一头柯氏喙鲸的潜水持续了222分钟,是哺乳动物的最长潜水时间。柯氏喙鲸创下了潜水深度最大和潜水时间最长这两大纪录,是当之无愧的哺乳动物潜水冠军。

柯氏喙鲸面临的最大威胁是人类活动导致它们搁浅,以及海洋污染导致它们误食塑料垃圾死亡。2019年3月一头柯氏喙鲸在菲律宾南部海岸搁浅死亡,在它的胃里发现了40公斤的塑料垃圾。

因此,活的鲸根本到达不了6400米深处,死亡的鲸形成的鲸落也很难到达这个深度。

鲸在六千四百米的深海会怎样?

目前来说,没有任何证据表明有哪种鲸可以到达如此深的水域,甚至其他的海洋哺乳动物也没有。

和鱼类不同,鲸要潜入深海,需要解决呼吸问题,简单地说就是要憋气。人类憋气普遍只有一两分钟,经过专业训练的可以达到四五分钟,世界纪录是22分钟(由Stig Severinsen保持),不过这个时间是在水下一动不动以减少氧气消耗才能达到的,这与鲸在水中正常移动、捕食是不同的。此外,鲸在水下,还需要解决水压压力、深水区低温、上浮时的潜水病等问题。

长期以来,人们一直认为抹香鲸是潜深最深的海洋哺乳动物。根据研究发现,大多数抹香鲸可以沉入水中300-800米觅食,而潜深最深的一头曾经创造了潜深2250米的纪录。

抹香鲸

鲸潜入深海之后,需要面临一个减压的问题。就是说,它没有办法马上快速的浮出水面,不然的话,体内组织内的氮气在血管中阻塞血液循环,会导致其因为减压病而危及生命安全,所以无论是下潜还是上升,都要有一个缓慢的过程。以潜深2250的纪录来说,这头抹香鲸用了2个小时才完成了这次深潜。

当然后来抹香鲸的潜深宝座让贤了,现在的纪录保持着是柯氏喙鲸,这种鲸的潜深纪录达到了2292米,时间长达137分钟。

柯氏喙鲸是现在的海洋哺乳动物潜深纪录保持着,但距离6400米差距很大

除这两者外,很少有鲸会进行深水潜水。而即便是这两者,也距离6400米相距甚远。这种深度的差距,已经不是它们努力一下、坚持一下就可以克服的了,要达到这种潜深,需要这种鲸有更大的肺活量,更强健的肌肉以抵御水压,更厚的脂肪层以维持体温。很遗憾,目前还没有发现同时具备这几种优势的鲸。

那么其他的海洋哺乳动物能不能在6400米水深下正常生活呢?

很抱歉,答案也是否定的。海牛和儒艮很少到深水水域活动,而鳍足类的潜深冠军是威德尔海豹,它也只能潜深到600米左右。

所以题目的这个假设在现实环境下无法成立,即便你把一头鲸瞬间传送到6400米水深,它的脏器也会被水压压垮,它无法维持体温,也无法及时游回水面,死亡是必然的结果。

鲸在六千四百米的深海会怎样?

在海洋中,谁是“潜水之王”?就目前观测的情况看,柯氏喙鲸在2014年刷新了一直由南象海豹保持的世界纪录。早在2014年以前,南象海豹以最长屏息时间64分钟,下潜深度2388米成为了现存下潜深度最大的动物,紧随其后的是抹香鲸,它以最长屏息时间126分钟,下潜深度2250米摘得了第二名。第三名才是柯氏喙鲸,它的成绩是最长屏息时间95分钟,最大下潜深度1888米。直到2014年,科学家们在美国加州海岸通过卫星追踪了8头柯氏喙鲸发现,其中一头柯氏喙鲸竟然下潜到了2992米的深海,屏息时间最长达到了137分钟,打破了一直又南象海豹保持的2388米,成为了当之无愧的“深潜王”。

当然,上面我们说到的是下潜,也就是从浅海层到深海的一个过程,但其实,海洋生物的生存的海水深度远不止2992米,比如科学家们在世界上最深的马里亚纳海沟的约8000米处,发现一种海洋脊椎动物,它们就是著名的“马里亚纳狮子鱼”。既然,马里亚纳狮子鱼能够在深度8000米的深海中生存,作为已经在海洋中生活了超过4000万年的鲸如果在6400米的深海会发生什么呢?我们一起来聊一下这个问题。

鲸不会出现在6400米的深海

从目前的研究看,鲸类的下潜之王是柯氏喙鲸,它的极限是2992米,离6400米的深度还差了三千多米。那么,为什么柯氏喙鲸无法再向更深下潜了呢?有两个主要的原因:

第一:氧气。鲸虽然生活在海洋之中,但是它们还属于哺乳动物。虽然鲸早在4200万年就已经下海生活了,但是几千万年过去了,它们依然没有改变呼吸器官,与陆地哺乳动物一样,它们也是只能借助肺来呼吸,无法从水中直接获取氧气。因此,鲸都是在海面上深吸一口气,将氧气充满这个肺部和身体后下潜,由于它们呼吸是让身体细胞先氧饱和,所以大多数的鲸在水下都能待几十分钟,甚至是一两个小时。但是,下潜是一件耗费体力和氧气的活动,随着下潜市场的增加,体内的氧气逐渐的消耗殆尽,这就决定了鲸的下潜深度是有极限的。从目前对鲸的研究看,时长2个小时17分钟,深度2992米就已经是极限了。

第二:对抗压强。众所周知,在海水密度不变的情况下,深度每增加10米,就相当于增加一个大气压,当水深到了3000米左右时,就相当于处于300个大气压的压力环境中。此时物体表面每平方厘米要承受310公斤左右的压力。正是因为这样,到目前为止,人类制造的潜艇(不包括潜水器)最深也只能下潜到1300米左右(前苏联的685型潜艇,几乎全部用钛合金打造),再深了就会随时面对“艇毁人亡”的危险。

但是,柯氏喙鲸和抹香鲸等鲸类的下潜深度就明显地超过了钛合金的潜艇,这是为啥呢?最主要的原因出在内外压平衡上,人之所以无法潜入深海中,是因为我们肺中有大量的空气,随着深度的增加,压强的变大,人的肺会被压扁,从而缺氧而死。但是,鲸选择了一种不对抗压强的方法:将肺部完全地塌陷。这样就不用去对抗海水的压力了。而且这样做还有一个好处,那就是身体的比重会变得比海水重(类似于一个实心的球了),从而不费力气的沉入自己想要到达的深度,此时的氧气消耗也非常的低,为自己再次回到水面提供了足够的氧气储备。

即便如此,鲸也要考虑自己的体力消耗以及氧气消耗来计算自己可以安全回到海面的距离,此时一个相对极限的下潜深度就形成了。

鲸如果出现在6400米的深海会怎么样?

上面我们说过,鲸类下潜的深度取决于自己对氧气的溶解能力(主要是储存在肌肉和血液中,因为它们在下潜到一定深度时,随着对氧气的消耗以及压力的增加,肺部逐渐扁平,到了一定深度后肺部几乎没有氧气了)以及上升时对能量和氧气的消耗,这才有了柯氏喙鲸的极限下潜深度2992米。

如果鲸出现在6400米的深海中,它只有两个可能:第一就是鲸落。毕竟只有死后形成鲸落的鲸才可能到达这个深度;

第二也是死亡,但是死亡的原因不一定,可能会冻死,因为水深越深,其温度越低,到了6000多米,水温也就在2℃左右,作为一种哺乳动物,进入到如此低温的环境下,就需要更多的热量来维持体温,这势必会加速身体能量的消耗,从而没有机会再回到海面了。也有可能缺氧而死,毕竟到达了6400米,鲸需要上浮,而上浮同样需要耗费大量的氧气和能量,以目前鲸类的储氧量来说,不足以支撑它们安然的回到海面呼吸;也有可能被压死。虽然鲸可以通过让肺部干瘪来抵消一部分海水压力,但是随着深度的增加,压强可是实实在在的压在身体上的,到了6000多米,鲸体表每平方厘米的皮肤就要承受600多公斤的压力,这已经超过了鲸能负荷的极限。

因此,如果鲸出现在了6400米的深海,结果必然是死亡,可能冷死、可能缺氧而死,也可能被压死,或者压根就是一头已经死亡在鲸落的鲸。

为何马里亚纳狮子鱼能在8000米的深海生活?

既然生物承受压力的能力有限,为了体长只有10厘米左右的狮子鱼能够出现在8000米的深海呢?有两个主要原因:

第一:氧气。鱼类可以直接从海水中获取氧气,虽然深海的溶氧量很低,但是为了生存,狮子鱼已经适应了低氧的环境,而且它们在8000米的深海中,就像我们人类在陆地上一样,不需要“浮到海面”去适应压力的变化。这是因素之一。

第二:抗压能力。鲸类之所以在2992米就戛然而止,一方面是身体中溶解的氧气不允许,一方面是压力过大超过身体负荷。狮子鱼解决了氧气的问题,就剩下海水压强的问题了。根据发表在《自然》子刊《自然-生态与进化》上的一篇关于马里亚纳狮子鱼的研究表示:马里亚纳狮子鱼为了适应高压的环境,导致了一个控制骨骼钙化的关键基因发生了假基因化,使其骨骼变得非常薄且具有弯曲能力,而且其骨骼内没有一个空腔。这个变化非常的重要,因为弯曲的骨骼有利于抵消压力,而且骨骼中没有空腔,也就代表了它几乎是“实心”的,其身体的内外压力差很小。

总结

目前鲸类的“深潜之王”是柯氏喙鲸,它的记录为2992米,显然这个数据已经接近了柯氏喙鲸的极限,毕竟在之前的研究中,柯氏喙鲸下潜的深度通常都在2000米左右。这主要是由其身体的抗压能力和溶氧能力决定的。如果非常把鲸放到6400米深海中,它只有死路一条。

鲸在六千四百米的深海会怎样?

柯氏喙鲸是目前发现潜的最深和最久的鲸类,比抹香鲸潜水能力更强。成年雄性柯氏喙鲸可达7.5米,成年雌性为7米,重量可达近3000公斤。它们以深海鱿鱼和鱼类为食,在捕食过程中,它们可以屏住呼吸潜水超过2小时17分钟。它们的栖息地多种多样,它们可以在大多数海洋中生存。记录的最深潜水深度为2992米。

在这个深度,几乎没有光可以穿透水(完全是漆黑一片),而且压力非常大,但柯氏喙鲸和抹香鲸可以在水下2000米的地方捕食,并承受巨大的压力和黑暗。 可见目前还没有深潜达6400米的鲸鱼。如果有的话,只能说“鲸落”的鲸鱼尸体。

柯氏喙鲸像抹香鲸一样,有完全灵活可以缩小的胸腔。 在潜水之前,柯氏喙鲸呼出几乎所有的肺部空气。这有助于它们快速下降到预定深度。肺部空间的缩小使柯氏喙鲸的身体更能抵抗深潜压力的挤压作用,同时也减少了肺部对氮气的吸收,氮气会破坏脑细胞。它们还能够将血液从鳍部转移到大脑和心脏等重要器官。当它们潜水时,它们的消化、肾脏和肝脏功能完全关闭,以保存氧气。

像抹香鲸一样,柯氏喙鲸也在这样的深度潜水寻找鱿鱼和深海鱼类。人类很难研究柯氏喙鲸,因为它们通常呆在海洋深处,当浮出水面换气时,它们会避开船只。哺乳动物在这种潜水中面临的挑战是储存氧气和承受狩猎时的压力。居住在深海的鲸鱼已经发展了适应这些环境的能力。柯氏喙鲸可以在血液和肌肉中储存氧气,并具有高水平的肌红蛋白和血红蛋白,这是一种在血液和肌肉中储存氧气的蛋白质。这也使它们的血液和肌肉呈现深红色,几乎呈现黑色。柯氏喙鲸可以在潜水时缩小它们的胸腔来减少浮力和肺水肿。

世界上最大的食肉动物抹香鲸,有记录以来最深的潜水深度为2250米,这使它们成为潜水第二深的海洋哺乳动物。抹香鲸是海洋中已知最大的齿鲸。抹香鲸成群游泳和进食。它们利用回声定位和发声在又深又暗的深处寻找巨型鱿鱼。一些抹香鲸发现它们的皮肤上有巨大的乌贼吸盘痕迹,表明这些抹香鲸已经与它们的巨大猎物搏斗过了。

寻找巨型鱿鱼的研究人员通常会追踪抹香鲸,因为抹香鲸是唯一知道在哪里可以找到巨鱿的动物。抹香鲸也以章鱼和大鱼为食,但没有什么能阻止它们对巨型鱿鱼的渴望。抹香鲸体内含有大量的肌红蛋白(在肌肉组织中储存氧气的蛋白质)和血红蛋白(在红细胞中携带氧气的蛋白质),使它们能够参与深海潜水。抹香鲸也有灵活缩小的胸腔,使它们能够缩小肺部,减少氮的吸收。

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