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灰海豹的神秘第六感:感知血氧水平的生存技能

灰海豹可能擁有一種神秘的感知能力,幫助牠們在海洋中生存。根據一項最新研究,這些海洋哺乳動物能夠感知自己的血氧水平,並根據此調整潛水時間,避免在長達一小時的潛水中溺水。

研究人員在3月21日的《科學》期刊中報告,灰海豹(學名:Halichoerus grypus)在潛水前會根據吸入空氣中的氧氣含量來調整潛水時間。這項發現表明,灰海豹能夠感知自己的血氧水平,這是一種防止牠們在潛水中失去意識的能力。

哺乳動物需要氧氣來維持生命,但通常無法直接檢測血液中的氧氣含量。大多數哺乳動物依賴二氧化碳的升高來間接判斷氧氣不足。在人類中,頸動脈中的感測器官會監測到二氧化碳的增加,導致呼吸急促、渴望空氣和恐慌,最終可能導致昏迷。

然而,灰海豹等海洋哺乳動物大部分時間都在水下度過,無法承受氧氣水平下降到失去意識的程度。蘇格蘭聖安德魯斯大學的生態學家克里斯·麥克奈特表示:「在進化過程中,必然存在強大的壓力,促使牠們發展出某種適應性或特徵,以防止這種情況發生,或至少將風險降到最低。」

為了找出這種適應性,麥克奈特和同事們從附近的野生族群中收集了六隻幼年灰海豹。這些海豹在一個水池中游泳,往返於一個水下餵食站和一個控制氣體濃度的呼吸室之間,每次往返60米。研究人員使用了四種不同的氣體組合:一種模擬環境空氣(21%氧氣和0.04%二氧化碳),一種氧氣濃度約為環境空氣兩倍的氣體,一種氧氣濃度約為環境空氣一半的氣體,以及一種氧氣濃度標準但二氧化碳濃度為環境空氣200倍的氣體。研究人員記錄了所有海豹的510次潛水。

結果顯示,海豹在呼吸環境空氣後,平均在水下停留約四分鐘。氧氣越多,海豹每次潛水的時間越長,反之亦然。然而,與環境空氣相比,提高二氧化碳濃度對潛水時間沒有影響。

麥克奈特認為,由於海豹能夠自主決定潛水時間,並且在短時間的潛水中從未處於危險的低氧狀態,因此牠們很可能能夠感知自己的血氧水平,並根據此調整潛水時間。灰海豹可能已經進化出一種對二氧化碳的鈍化反應,因為二氧化碳在連續潛水中會在牠們體內積累。

麥克奈特推測,灰海豹可能使用與人類和其他哺乳動物相同的「硬體」來檢測二氧化碳,但差異可能在於牠們的大腦如何處理血液成分的資訊。這種獨特的能力使灰海豹能夠在海洋中生存,並成為高效的潛水高手。