一半食物一半海水,鲸鱼用餐时不被“淹死”的秘密找到了

海中“大胃王”鲸鱼一天能吃数吨磷虾等小型动物,它们进食时常常张开大嘴“一口吞”,因此也会同时摄入大量的海水。问题来了,为啥鲸鱼一口气喝那么多水却不会被淹死呢?近日科学家们终于找到了答案。



原来,须鲸类鲸鱼的口腔内有一个独特的“口塞(oral plug)”结构,能够防止水进入肺部。这是一颗肌肉和脂肪组成的球状物,属于软腭的一部分。在进食过程中,“口塞”移动封闭住上呼吸道,喉部则会闭合关上下呼吸道。


该论文第一作者、来自加拿大不列颠哥伦比亚大学(University of British Columbia)的Kelsey Gil博士解释道,这有点像当人类进食时,悬雍垂(uvula,俗称“小舌”,悬挂于口腔内软腭处)会向上收缩,堵住食物从鼻腔进入气管的通道;我们的气管在吞咽食物时也会通过会厌(咽喉中舌头下方的组织瓣)关闭,让食物乖乖进入食道,避免我们被呛到。


蓝鲸、座头鲸等须鲸类鲸鱼采用弓步进食(Lunge-feeding)的方式吃东西,指的是它们高速水平或垂直加速猛扑向猎物,借助冲力张嘴“一口兜”大量食物和海水,再合上巨口,慢慢将海水通过须状物排出。


研究小组通过解剖、从商业捕鲸站回收组织、将可生物降解小摄像机扔进吃奶鲸鱼嘴里等方式,专门研究了采用弓步进食的长须鲸(fin whale)。



他们发现,当吞食时,长须鲸的“口塞”需要朝后脑勺的方向往上移动,堵住它们的鼻腔;与此同时,它们喉部入口处的软骨关闭,喉囊肌肉也向上移动以封闭下呼吸道,防止食物或水进入气管。


Gil博士表示:“我们在其他动物中都没有观察到这种保护机制。过去我们对鲸鱼、海豚的很多了解都来自齿鲸类,而它们的呼吸道是完全分开的。”


但如前文所述,人类有一个类似的系统。我们的喉咙和口腔中分别有会厌和软腭、软骨‘盖’和肌肉皮瓣的结构,可以让食物在不进入肺部的情况下吞咽进食。


▲会厌所处的位置(图片来源:Pearson Scott Foresman, , via Wikimedia Commons)


因此,Gil博士推断,人类很可能也可以在水下进食,“但这就像在水里朝着一个汉堡高速游去,并在接近目标时张大嘴吞咽,很难不让我们的肺部充血。”研究人员指出,鲸鱼的“口塞”和闭合的喉部是演化出弓步进食的核心,也是支持这些生物巨大体型的关键基石。

该论文通讯作者、Robert Shadwick教授评论道:“这种大规模过滤进食法对于磷虾群为食的鲸鱼来说十分高效,也是提供如此庞大体型所需大量能量的唯一途径。如果没有我们发现的这种特殊解剖学特征,是不可能做到的。”


研究团队还将继续探索与鲸鱼咽部有关的机制,比如它们是如何在不到一分钟的时间内,将数百公斤磷虾快速运送到胃部小食道的。通过了解鲸鱼具体的进食机制与摄入食物量,将有助于保护这些“庞然大物”及相关生态系统。


来源:新浪科技