鲸为什么不患潜水病？(图)

鲸的潜水本领确实令人羡慕。因为人类也经常遇到潜水作业问题，如发掘海底资源、排除航海故障、建设水下设施、打捞海底遗物或进行科学实验等。但人要潜到几百米深，就像攀登珠穆朗冯峰那样困难。因为潜水越深，人体所受海水的压力越大。为了和这种压力相平衡，必须供应与水压相等的加压空气，而这种气体的压力过高，人体便吃不消，所以潜水不能太深。而且在水下作业的时间不能太长，工作结束后上浮的速度更不能太快，需要极缓慢地上浮，让压力逐渐降低。如在百米水下工作几个小时，需要减压十几个小时才行。若很快浮上来，突然减压，就容易患潜水病，所谓潜水病也叫减压病，就是在高压下作业的人员，若突然减压，吸人体內的氮气就在血液中形成许多气泡，这些气泡能破坏组织，压迫神经，并引起麻痹，造成血管闭塞，严重的使人窒息而死。若极缓慢地上浮，或进入潜水舱经过减压后，溶解于血液中的氮气复经肺部放出，就可避免发生不幸。

　　鲸何以能从数百米甚至千米水底骤然浮出而无潜水病之患呢？对这个问题的解释，过去有很多学说。大致可分为两种，一是所谓脱氮说，二是鲸深潜水吋肺泡中停止气体交换说。

　　主张脱氮说的认为鲸的血液中有一种微生物，可吸收过剩的氮气；另有些人认为，鲸的气管中有油状泡沫可吸收氮气等。但刚死的鲸血中没有这种微生物，说明它是鲸死很久以后才侵入的，所以前一种说法不能成立。至于后一种说法更不为多数人所接受。

　　鲸深潜水吋肺泡中停止气体交换的学说是一个假说。简单地说，由于鲸的肋骨与胸骨、脊椎骨的连接很松弛，胸廓不完全，胸部较柔软，潜水中随外界压力的增大而收缩，肺也随之收缩，水深约到100米以下肺泡就完全收缩起来，不再进行气体交换。气管、支气管中因有骨骼支持，比较坚固，不收缩。肺中的空气就被压回气管、支气管中。这样，氮气也不可能溶解到血液中去，所以鲸不会患潜水病。相反，人在潜水作业吋，需不停的呼吸，肺泡不收缩，一直不断地进行气体交换，结果氧被消耗，氮气就逐渐饱和，若突然浮出水面，血液中的氮气就形成气泡放出来，引起潜水病。

　　从前有人曾作了一个实验。把一根电缆从船上放到海里，电缆下端装一发声的警标，其下方有一开关，一按开关声就消失。再在实验船旁、水下半米深处倒置一漏斗，用以收集海豚呼出的气体。训练一头长2．25米、重138公斤的宽吻海豚作三个表演，一是听到命令后潜水下去，按一下警标的开关，待声音消失后返回海面，把肺里的气呼到漏斗里。  由于海水压力的作用，这些气体就经由漏斗和相连的管道，进入船上的收集气体的装置。潜水深度可通过伸缩电缆长度进行控制。二是命令海豚在水面屏气4分钟，也到漏斗处呼气。三是让海豚在20米深处作前后往返快速游泳，呼出的气体也被收集起来。然后分析这些气体样品，比较其中所含的氧气和二氧化碳的量。如果所含的氧气量都相同，说明无论在深水、浅水或水面上，肺泡中都一样地进行气体交换。结果发现，海豚深潜水吋肺里所剩的氧气，比在水面屏气相同时间后所剩的氧气数量多得多，说明在深水中肺泡里确实停止气体交换。而在水下20米深处快速游泳后所剩的氧气量，远比它潜到200米时(所需时间几乎相同)所剩氧气量要少得多，说明在浅水里，肺泡中的气体交换还是正常进行的。潜水100到300米之间，肺里的二氧化碳的量几乎无变化(见图)。照理潜水越深，压力越大；溶解到血液里的氢气应该更多。但从上述实验分析中看出，潜水越深，肺里所剩的氧气反而更多，这就意味着在深水处肺泡里确实停止气体交换。这样，氮气也不会溶解到血液里，所以就不会患潜水病。

　　那么，肺里那么多的气体，被压回气管、支气管里，能容得下么？回答是容得下的。如上述实验用的那头海豚，所呼出的气体总量为5—6升，如果这些量为其肺的总容积的80%，那么，可以推算出，其肺的总容积约为7升。在300米水深处的压力下，按照波义尔法则，这些气体就被压缩成200—260毫升，这比气管，支气管的容积还要小。至于海豚深潜水时胸部发生收缩的问题，潜水员或用水下摄影可以看的很清楚。它潜到10米深吋，胸部开始出现凹陷，至60米更明显，到300米时，鳍肢后部凹陷特别显著。