不管当今世界发生了多少可怕的事情,你都必须承认,我们有时还是很幸运的。例如,我们与地球上已知最大的动物——蓝鲸——共存于同一时代。
伦敦自然历史博物馆哺乳动物首席馆长理查德·萨宾告诉 IFLScience:“当你乘坐大海中的一艘小船,一头 25 米长的蓝鲸在距离你 10 米的地方浮出水面时,你会喘息并流下眼泪。”
他说:“它们美得令人窒息。”
蓝鲸有多大?
那么蓝鲸有什么特别之处呢?好吧,让我们从显而易见的开始:它们极其庞大。
霍普金斯海洋站联合主任、斯坦福大学生物学副教授杰里米·戈德博根在一篇陈述“须鲸从来没有这么大过。”
即使是须鲸——那些使用大片硬毛角蛋白用牙齿从海里过滤猎物,而不是用牙齿咀嚼——蓝鲸与众不同。它们可以到达长度为 33 米(108 英尺),使它们成为地球上唯一能够同时触及两个连续的棒球垒的生物。
换句话说,如果一头蓝鲸能够用尾鳍直立起来——但它做不到,因为它太大了,在陆地上几乎肯定会被自己的重量压垮——它的高度大约是腕龙的两倍半,长颈鹿的六倍,沙奎尔·奥尼尔的十五倍。
希望,悬挂在伦敦自然历史博物馆入口上方的蓝鲸骨架。图片来源:Tom Eversley/Shutterstock.com
就体重而言,它们更令人印象深刻。海洋中第二大的鲸鱼是长须鲸,它们的长度实际上可以与蓝鲸非常接近:它们从鼻子到尾巴可以长到 26 米(85 英尺),与体型更大、体色更蓝的表亲奥尼尔相比,它们差不多就是“普通美国公民”。
当比较它们的重量时,大小差异就更加明显了:一头长须鲸可重达约 73 吨(80 吨),而一头蓝鲸最多可重达约 200 吨(220 吨)——几乎是长须鲸的三倍。
蓝鲸的大脑有多大?
所有这些体积都需要一些超大型的肌肉和器官来推动。
让我们先从大脑开始。我们几乎立刻就发现了一个惊喜:蓝鲸虽然体型巨大,但实际上并不是地球上最大的大脑。
不过,别这么自大——我们也不是。一点儿也不。“我们人类以我们的大脑为傲,”神经科学家 R. Douglas Fields 在一篇博客文章中写道《科学美国人》早在 2008 年,他就曾表示:“事实上,人类的大脑并不是地球上最大的,无论是绝对大小还是与身体比例。鲸鱼,而不是人类,才是地球上所有动物中大脑最大的。”
拥有最大大脑的生物实际上是抹香鲸– 最大的齿鲸,因电影《白鲸钾。他们的大脑体积约为 8,000 立方厘米,比现在你头盖骨内的大脑要大六倍,或者“相当于 20 世纪 60 年代大众甲壳虫汽车和两辆半一级方程式赛车的发动机排量差异”,菲尔兹解释道。
蓝鲸的大脑稍小一些,大约 7 公斤(15 磅),而抹香鲸则为 9 公斤(20 磅)。然而,由于它们比其他动物大得多,所以这几公斤的差异在整体上产生了很大的差异。当你测量这两种动物的脑化商数(EQ)时——一种衡量大脑大小的指标,可以反映出身体大小——抹香鲸的最高值为 1.28 左右,而它巨大的蓝色表亲得分则相对较小,只有 0.19。
蓝鲸的大脑大小与腊肠犬相当,这并不是它巨大的神经系统最酷的地方。认知和计算神经学家布拉德利·沃伊泰克在《科学》杂志上写道:“鲸类大脑最有趣的一点是,它们的一些神经元需要多大才能将信息从身体传送到大脑,然后再传回来。”自然科学。
“最大的蓝鲸身长约 30 米。这意味着 DRG [背根神经节] 轴突至少有 25 米或 75 英尺长,”他解释道。
“这意味着,如果我甩动鲸鱼的尾巴(正如人们可能做的那样),可能需要三分之一秒(大脑时间的很长!)到六秒以上的时间才能到达鲸鱼的‘意识’感知。”
蓝鲸的心脏有多大?
这么说吧:如果你个子比较矮,那么你很可能可以很舒服地进入蓝鲸的心脏。它的心脏大约是1.5 x 1.2 米主动脉长约 5 英尺,宽约 4 英尺,直径为 23 厘米(9 英寸),宽度足以让你推搡幼儿如果你感兴趣的话,可以去里面看看。
心脏重达200 公斤(440 磅),大小与“一辆小型高尔夫球车或一辆马戏团碰碰车(可容纳两人)”相当。根据皇家安大略博物馆的哺乳动物学技术员杰奎琳·米勒。她应该知道:她领导了早在 2015 年,由于风琴尺寸巨大,这个项目就耗时数月。
它不仅体型巨大,而且功能强大,每次跳动可泵出约 220 升(58 加仑)血液。这相当于相当于两整间浴室的液体,一下子全部喷出。这在一定程度上弥补了蓝鲸心率低至每分钟两次(吸它,尤塞恩博尔特)。
即使对于那些习惯了蓝鲸怪异行为的人来说,这也是一件了不起的事情。2019 年,斯坦福大学的一组科学家成为有史以来第一个获取录音他们测量了蓝鲸的心跳,发现其心率变化很大:在潜水最深处时,心率最低为每分钟 2 次,而当鲸鱼浮出水面呼吸时,心率最高为每分钟 37 次。
这两种情况都令人惊讶,但原因不同。根据它们的大小,并按照哺乳动物身体的通常模式,蓝鲸的静息心率应该在 11 次/分左右——比它们的最低心率高得多,比最高心率低得多。但事实证明,鲸鱼——以及海豹等其他海洋动物——有更聪明的一面:它们有特别有弹性的主动脉弓。
主动脉弓是心脏的一部分,负责将血液输送到全身,在人类中,它是一个非常简单的开合瓣膜。然而,在鲸鱼中,它的弹性意味着它可以在心跳之间继续收缩,从而泵血——这就是这种庞大的生物能够以每分钟两次心跳生存的原因。
那么更快的表面心率又如何呢?嗯,这可能更有趣。
蓝鲸为何这么大?
负责鲸鱼记录项目的戈德博根告诉《大西洋月刊》,蓝鲸的心脏每分钟跳动 37 次,这是“它跳动的最大速度”。 “这是常规的觅食行为。它们整天都在这样做。”
这提出了一个有趣的可能性:还有比蓝鲸更大的生物存在吗?戈德博根认为没有:“它们正在接近身体的极限,”他说。
简单来说:当蓝鲸潜入水中觅食时,它们的心率会下降,并积累氧气债务。为了弥补氧气债务,当它们浮出水面时,它们的心率会加快——想想你屏住呼吸太久后自己的心跳有多快,你就能明白大概意思了。
然而,更大的动物的心脏也无法跳动得足够快来弥补这种缺陷,Goldbogen建议。这样一来,潜水捕捞磷虾就变得不可能了——而如果没有那么多磷虾,这头假想的超级鲸鱼就无法获得足够的热量来生存。
“在现存的所有须鲸(最大的须鲸种群)中,蓝鲸可以说是最特化的。它们吃磷虾,而且只吃磷虾,只有极少数例外,”埃里克·M·基恩在一篇文章中写道《科学美国人》在2020年。
“为了争夺磷虾,它们进化出了远距离效率,却以牺牲机动性为代价,”他解释道。“体型庞大是蓝鲸饮食的关键,但体型庞大也会增加鲸鱼的整体能量预算……蓝鲸陷入了专业化的循环中:它需要体型足够大才能吃得足够多,从而长得更大。”
每当蓝鲸吞下一口磷虾——我们应该提醒你,磷虾是基本上是微小的漂浮虫子– 它摄取大约五十万卡路里。当然,一口食物是远远不够的,一头蓝鲸一天可能会吃掉100倍的食物。
马修·萨沃卡告诉美国国家公共电台他是斯坦福大学的研究员,也是最近的一项研究这揭示了动物的食量——结果比科学家们意识到的要多得多。
“这相当于 7 万到 8 万个巨无霸汉堡。我们几十年的吃量可能就是他们一天吃的量,”他补充道。“这真是太了不起了。”
这可能是个好消息——对磷虾来说,信不信由你。正如科学告诉我们的,有进必有出,鲸鱼粪便越多,水中的营养物质就越多。水中的营养物质越多,浮游植物就越多,浮游植物越多,磷虾的美味零食就越多。
萨沃卡在一篇陈述这项研究还附带了一条信息。“这些动物体型与波音 737 相当,它们在远离陆地的地方进食和排泄,而这些地方的铁元素含量非常有限。这些鲸鱼在南大洋的开阔水域播下生产力的种子,而一旦鲸鱼消失,这些肥料就很难再循环利用。”
如果你曾经好奇过鲸鱼排便的样子,那就把它想象成海洋中的奇迹吧。图片来源:Elliott Hazen,NOAA/NMFS 许可证 16111
浮游植物也更多意味着更多的氧气地球上的微生物。这些微生物的作用不仅仅是支撑着每条海洋食物链,它们还产生与所有陆地植物总和相当的氧气,并在自然碳循环中发挥着至关重要的作用。没错:即使我们驱使它们濒临灭绝蓝鲸正在为对抗全球变暖做出自己的贡献。通过排便。
史密森尼国家自然历史博物馆海洋哺乳动物化石馆长、这项研究的共同作者尼古拉斯·皮恩森说:“就规模而言,鲸鱼对全球生产力和碳去除的贡献可能曾与整个大陆的森林生态系统相当。”
“该系统仍然存在,”他补充道。“帮助鲸鱼恢复可以恢复失去的生态系统功能并提供自然的气候解决方案。”