深海王者柯氏喙鯨何以患上潛水病
氏喙鯨是深海的王者。為了尋找獵物,它們能夠下潛到水下2000米的深度,柯氏喙鯨也因此成為哺乳動物中的潛水冠軍。然而讓科學家無法解釋的是,作為對海軍聲呐試驗的響應,這些冠軍有時竟會死於一些讓人類潛水員痛苦不堪的減壓疾病。一個新的數學模型推測,聲呐通過複製另一種天敵發出的聲音,迫使柯氏喙鯨采用了一種危險的潛水模式。

  最近20年來,研究人員一直懷疑鯨的死亡與人類的聲呐試驗有關。2000年,美國海軍曾宣布,它們的聲呐試驗導致6隻柯氏喙鯨在巴哈馬群島的海灘上擱淺。從那時開始,至少有5次鯨在聲呐測試點附近的海灘上擱淺而亡的記錄。研究人員至今尚未搞清聲呐如何使動物失去方向感,並最終導致擱淺,但一些海洋生物學家推測,聲呐發出的強烈聲波會迫使鯨浮出水麵。研究人員同時找到證據,在鯨體組織中發現了小氮泡,它們損害了鯨的器官。相同的情況也出現在那些過快上浮的潛水者當中,即人們常說的氣栓症。但是為了防止氮在體內積聚,鯨在潛水時通常都會屏住呼吸,因此氣栓症的假設似乎難以自圓其說。由美國馬薩諸塞州Woods Hole海洋學研究所的海洋生物學家Peter Tyack領導的一個研究小組推測,鯨可能以某種方式改變了自己的潛水行為。

  為了規避天敵,柯氏喙鯨會重複進行一些較淺的下潛。研究人員尋思,是否正是這種行為導致了潛水冠軍的死亡,尤其因為海軍聲呐――其頻率與柯氏喙鯨最害怕的敵人逆戟鯨發出的聲音幾乎相同――能夠迫使鯨采用一種類似的淺層下潛模式。因此,研究人員用數學方法分析了柯氏喙鯨和海豚的潛水方式,旨在測試在這種重複的淺層潛水過程中,氮泡是否會在鯨的組織中膨脹。研究人員將已知的生理學數據引入這一數學模型,從而繪製了3小時內,鯨在30米到80米的海底重複下潛時,氮泡體積在循環係統、大腦、肌肉和脂肪組織中增長的情況。

  科學家相信,在正常的潛水模式下,當海洋哺乳動物的下潛深度超過72米時,它們的肺會塌陷。Tyack認為,這是一種“聰明的機製”,它能夠防止氮滲透到血液中。研究小組的數學模型顯示,如果鯨的肺在一係列的淺層潛水中沒有收縮,那麽增加的壓力將使氮泡向組織中擴散,從而增加形成氣栓的危險。限製長時間的聲呐測試將防止海洋哺乳動物以這種有害的方式潛水。研究小組在最新一期的《海洋哺乳動物科學》雜誌上報告了這一研究成果。

  美國加利福尼亞大學聖克魯斯分校的海洋生物學家Terrie Williams認為,研究活體海洋哺乳動物的潛水模式是非常困難的,因此這一模型“真的很實用”。一些新的研究彌補了模型假設存在的疏漏,例如用實際觀測來證實這種躲避天敵的行為,這些都將幫助科學家最終確認聲呐試驗的安全距離和規模,澄清圍繞這一問題的種種猜測。Williams表示:“下一步需要搞清的問題是鯨究竟多快就能患上減壓疾病。”
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