虎鲸尾爪

适应

游泳的

虎鲸是游得最快的海洋哺乳动物之一。

  • 虎鲸能够以高达45公里每小时(28英里)的速度游泳,但可能仅在几秒钟时间。
  • 虎鲸的巡航速度通常要慢得多,不到每小时13公里(每小时8英里)。它们可以在很长一段时间内缓慢航行。

虎鲸是灵活和可操作性在水中。

当表面,一个杀手邻近游泳鲸通常低于水停留30秒或更少。

水下虎鲸

能量学游泳。

  • 鲸脂使虎鲸的轮廓光滑,并有助于形成其特有的纺锤状形状,这对于游泳来说是相当节能的。与其他体型相比,这种体型产生的阻力更小(物体在水中运动时产生的反作用力)。

虎鲸正在做弓背动作

  • 虎鲸和许多其他齿鲸有时在水面上“海豚”:它们游得很快,足以挣脱水面,在一个连续的运动中短暂地上升、上升,然后又回到水下,它们通常都是这样重复的。海豚比在水面快速游动消耗的能量要少。乘浪运动也节省能源。虎鲸和许多其他齿鲸有时会乘风破浪,或驶过船头的波浪或船尾的尾迹。
  • 骑波或之后,虎鲸可以去几乎快一倍使用相同的能源成本。
  • 有一只小虎鲸游接近其母亲和可母亲的“滑流”,一类水动力醒,开发作为母亲在网游中进行。这有助于使用更少的能源小腿游泳,使母亲和小腿跟上吊舱。

虎鲸和小海豚潜水

潜水

潜水深度。

  • 尽管一般不深潜水员,觅食虎鲸可以下潜到至少100米(328英尺)或更大。
  • 对于虎鲸,实验条件下进行的公知的最深潜水,为259米(850英尺)。
  • 一项对北太平洋南部居住的虎鲸的研究记录了一种动物潜到264米(866英尺)的高度。
  • 根据2002年的一项研究,研究人员推测一些虎鲸的最大潜水深度可能在258米到452米之间(846英尺到1483英尺)。

虎鲸在水面俯冲

潜水时间。

  • 在北太平洋东部,当地的虎鲸通常会进行3到4次15秒的潜水,然后持续3到4分钟,重复这种模式。
  • 为驻地逆戟鲸潜水的平均持续时间约为23分钟。
  • 在北太平洋瞬态虎鲸已被记录潜水长达11.2分钟。在北太平洋东部的鲸鱼瞬态经常熬夜淹没超过5分钟,偶尔在单个下潜超过15分钟。
  • 居住在北太平洋以鱼类为食的成年雄性虎鲸比成年雌性更经常潜水,而且更深。

所有海洋哺乳动物有潜水的生理反应。这些反应使在水下杀手鲸,以节省氧气。

  • 虎鲸,像其他哺乳动物一样,有一个较慢的心脏速率,同时跳水。一项研究表明,虎鲸的心脏率在水面大约是每分钟60次,但在跳水率下降到每分钟30次。
  • 潜水时,血液从组织分流,宽容低氧水平朝心脏,肺和大脑,是最需要氧气。
  • 某些蛋白质分子——血红蛋白和肌红蛋白——在身体组织中储存氧气。血红蛋白存在于红细胞中。海洋哺乳动物比相对大小的陆地哺乳动物有更高的血容量和更多的血红蛋白。肌红蛋白存在于肌肉组织中。鲸鱼肌肉的肌红蛋白浓度比陆地哺乳动物的肌红蛋白浓度高。

人类和鲸类可以体验从潜水的负面影响生理。

  • 与深度压力的增加,气体的进入溶液在潜水员的血液和身体组织中的量也增加。在约2个大气压的压力(约60英尺),组织是饱和的。如果人类潜水员返回到表面太快,气体,特别是氮气,来溶液和形成气泡在肌肉和血液的进行。这种痛苦,有时甚至是致命的条件被称为“弯曲”。
  • 这种病在戴水肺的潜水员中最常见,但憋气的潜水员也可以在深潜水中患上这种病。人类屏气潜水员在完全充气的肺部潜水。在压力下,人的细支气管会塌陷。肺中的空气被强迫进入肺泡:肺中气体交换发生的许多微小区域。这里气体在压力下被吸收。
  • 不像人类潜水员,鲸鱼不会在压力下呼吸的空气。它仅在表面吸入,只是潜水前呼气。此外,在潜水哺乳动物,在约3个大气压的压力肺泡塌,迫使空气进入其中的气体不交换该刚性外周气道。

洞穴潜水员

呼吸

虎鲸通过头顶上的一个气孔呼吸。

  • 气孔在闭合位置放松。为了打开气孔,虎鲸会收缩覆盖在气孔上的肌肉瓣。
  • 鲸鱼在水下屏住呼吸。虎鲸在到达水面之前打开它的喷水孔并开始呼气。
  • 在表面上,鲸鱼迅速吸入并关闭肌瓣。

从虎鲸的喷水孔上升的水可见嘴不从肺,这(像我们)不会容忍水来了。

  • 水是在强大的呼气开始时,气孔的顶部被向上与呼出的呼吸气体。
  • 特别是在凉爽的空气中,可能会形成雾;它是随着呼吸气体在空气中膨胀而凝结的水蒸气。

相较于人类,杀人鲸可以保持其呼吸时间更长,每一次呼吸交换更多肺气。

海洋世界虎鲸的静息呼吸频率为约每5分钟3至7次呼吸。

野生虎鲸荚

体温调节

和所有哺乳动物一样,虎鲸也是温血动物。虎鲸的核心体温是36.4º38ºC(97.5º100.4ºF) -接近人类。生活在海里对海洋哺乳动物来说是一个特别的挑战,因为水的导热速度是同温度空气的25倍。

虎鲸的大尺寸有助于最大限度地减少热损失。

  • 一般来说,当动物体型增大时,它的表面积相对于体积减小。鲸鱼梭状的体型和缩小的肢体尺寸进一步降低了这种体表体积比。
  • 低的表面 - 体积比有助于动物保持身体热量:大体芯产生代谢热。仅通过暴露于外部环境(皮肤)的相对较小的表面面积是热丢失。

在虎鲸的皮下有一层厚厚的鲸脂,由脂肪细胞和纤维结缔组织组成。鲸脂帮助鲸鱼避免热量流失。从身体核心,通过脂肪,到皮肤有一个热量梯度。

虎鲸的新陈代谢率似乎与同等大小的陆地哺乳动物相当。这表明逆戟鲸可能只吃先前模型中一半的食物。

哺乳动物在呼气时失去体温。由于虎鲸呼吸频率比陆地哺乳动物低,所以它们能保存相当多的热量。

虎鲸的循环系统有助于维持体温;它调整以保存或散发体温。

  • 鳍肢、鳍片和背鳍的一些动脉被静脉所包围。因此,通过动脉流动的血液中的一些热量被传递到静脉血而不是环境中。这种现象称为反向热交换。
  • 当虎鲸潜水时,皮肤的血液循环减少,将血液分流到绝缘的身体核心。
  • 在长时间运动或在温水中,鲸鱼可能需要散热。在这种情况下,鳍、鳍和背鳍表面附近的循环增加,多余的热量被释放到外部环境中。
  • 在雄性虎鲸体内,一个逆流的热交换系统冷却了流向睾丸的动脉血液。另一种反向热交换系统在怀孕的雌性体内调节发育中的胎儿的温度。

水下幼年虎鲸

睡觉

一些种类的鲸类,包括宽吻海豚和白鲸,已经被证明参与unihemispheric慢波睡眠(usw)期间的一半大脑进入睡眠状态,而另一方保持视觉和听觉感知环境,并允许动物浮上水面呼吸。这种能力可以帮助躲避捕食者,同时也可以保持与同伴/后代的视觉接触。海豚在USWS期间会闭上一只眼睛。

观察人员注意到,虎鲸通常会在白天和晚上的不同时间短暂地休息、不动,或者连续8个小时。在休息时,虎鲸可能会游得很慢,或者在进行长达三分钟的长距离潜水之前,会进行三到七次不到一分钟的短潜水。当地的虎鲸经常成群结队地休息,彼此排成一排。

在圣地亚哥海洋世界,睡眠研究人员对两头刚出生的小虎鲸和它们的母亲进行了研究,他们发现,在小虎鲸出生的第一个月里,母亲和小虎鲸似乎根本没有睡觉或休息。在接下来的几个月里,鲸鱼们逐渐将休息时间增加到正常的成年水平。四对宽吻海豚幼崽和母海豚表现出相同的睡眠行为模式。在出生后保持活跃和反应,可能是为了适应躲避捕食者和保持体温,而幼崽正在积累一层脂肪。