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破纪录的潜水员正在突破人类的极限,重塑科学家对我们物种的看法

2025-07-27 23:03:20

人类从海底潜水觅食的历史由来已久,如今,精英自由潜水员正在到达比以往任何时候都更深的深度。一些研究人员认为人类属于海洋。


自由潜水是一项极限运动,与许多健康风险有关,包括浅水停电,这可能导致减压病、肺部和大脑受伤、溺水和死亡。自由潜水只能由训练有素的个人进行,而不能单独进行。


一旦深入海面足够远,下降到海洋深处感觉更像是自由落体


公元前 350 年左右,潜水海绵渔民使用铅重物到达海底。自由潜水渔民已经捕捞贝类和海藻已有 2,000 多年的历史。


数千年来,海女一直在海底采集海胆、鲍鱼和其他海鲜,并且经常在整个怀孕期间潜水。潜入水中会引发大多数人的血管收缩,导致血压升高,这在怀孕期间可能很危险。研究人员认为,海女的遗传特征可能是为了保护他们未出生的孩子的安全而进化的。


虽然这些精英和传统自由潜水员的能力对我们大多数人来说似乎是超人的,但一些专家认为,人类实际上可能是类似于水獭的天然浅海觅食者。


在我们所知道的哺乳动物的所有潜水物种中,大多数都属于浅潜类别,“浅水潜水员——如海狸、水獭和麝香鼠——在水下觅食。人类正好属于浅潜哺乳动物类别。


与其他潜水哺乳动物一样,人类也有潜水反应,这是由进入水中和呼吸暂停引起的。他们的心率减慢以节省耗氧量;血管变窄,特别是在四肢,选择性地将血流重新分配到大脑和心脏等关键器官。脾脏也会收缩,将含氧红细胞注入动物的循环系统。


比较了各种水生、半水生和陆生物种的潜水能力——查看它们潜水的深度和持续时间,以及重复潜水期间在水下花费的时间比例。


三个不同的潜水哺乳动物群体。抹香鲸和象海豹等“深潜者”定期潜入 200 米的深度,每次潜水超过 20 分钟。


海狮、宽吻海豚、长鳍领航鲸等“中度潜水员”以及大多数其他鳍足类动物和鲸类动物定期潜水 10-20 分钟,深度可达 100 米。


这就是人类与水獭、海狸和河马并驾齐驱的地方。浅潜水员的潜水将持续长达两分钟,通常在水深 50 米的上游范围内。


人类的“最大潜水能力完全在近岸浅水觅食者的典型能力范围内”,人类可以反复潜水到 20 米,并有多达 60% 的时间在水下度过——就像浅潜水组中的其他物种一样。


在一小时的潜水中,有 50-60% 的时间都在水下度过。如果你以海獭为例,潜水模式几乎是相同的:一半时间在水面下,一半时间在水面上。它们的深度不超过 20 米 ,它们停留在浅滩中。


将某些种类的海豹与人类一起归入浅水潜水员群体。然而,海豹拥有许多区别于人类的特征


对我们来说,当我们的大脑检测到二氧化碳 (CO2) 水平上升引起的血液 pH 值的轻微变化时,就会触发呼吸的冲动。这会引起一种恐慌感,告诉潜水员他们应该立即返回水面——在他们昏迷和溺水之前。


但海豹不像我们那样对二氧化碳的变化敏感,除了能够有效地储存氧气外,海豹还具有认知感知血液中氧气水平的独特能力。这意味着它们可以感觉到氧气储存量何时不足并返回地表呼吸。


海豹在心率调节方面是“令人难以置信的”。“一旦开始潜水,他们的心率就会突然下降。灰海豹可以在短短几秒钟内从每分钟 120 次跳动到每分钟 4 次。在整个潜水过程中,心率都会保持不变,直到他们再次到达水面。


海豹还可以将它们的心血管反应与它们预计潜水的时间相匹配。心率可能会改变从每分钟 120 次到每分钟 60 次,或每分钟 40 次。这种变化与潜水的时间密切相关。这个过程是由什么驱动的,仍然是个谜。这远远超出了人类的能力。


海洋哺乳动物并不是真正来自我们的世界。他们一生的大部分时间都在水下度过。所以,它们确实是水下动物,只是偶尔来到我们的世界呼吸。这就像潜水的反面。


那么,我们是否对自己所处的进化状态无能为力?或者人类可以训练像海豹一样潜水吗?


自竞技自由潜水诞生以来,关于人类呼吸暂停表现的最终极限就一直存在争论。然而,迄今为止,潜水员在深度和时间上已经超过了生理学家之前的所有预测


人们发现他们在最深的潜水中大脑的氧气水平低于海豹——这种水平通常会导致人类失去知觉。它们的心率下降到潜水海豹、鲸鱼和海豚的心率一样低。我们的研究表明,这至少部分是训练的结果


自由潜水是一项极限运动,尽管存在危险,但仍需要完全冷静


研究确实表明,我们在传统自由潜水员身上看到的一些特征可能是为了应对环境压力而发展起来的,而不是进化的结果。









源:BBC


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