作者:Kelsey Gil 来源:《当代生物学》 发布时间:2022/1/21 16:14:18
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须鲸如何大口“吃饭”不溺水

 

当须鲸进食时,它们会张大嘴巴跃入水中,一口吞下大量水和小猎物。在这个过程中,它们的口部会感受到巨大的物理力量。

现在,研究人员发现了须鲸是如何做到大口“吃饭”但不会窒息的。1月21日,相关论文刊登于细胞出版社(Cell Press)旗下期刊Current Biology(《当代生物学》)上。

“我们在须鲸身上发现了一种结构,这种结构可能存在于所有猛冲进食的鲸鱼身上。” 加拿大英属哥伦比亚大学的Kelsey Gil说,“我们将这种结构称为‘口塞’,并发现它能堵塞鲸的口和咽之间的通道。这意味着当猛扑时,它的咽入口和呼吸道得到了保护。”

因为在猛扑过程中,几乎所有进入须鲸嘴里的水在猎物被吞下之前都被过滤掉了。她补充说,“口塞”也能让猎物和水混合,防止猎物在须鲸猛扑过程中被迫进入咽部和食道。

一直以来,科学家对于鲸鱼猛冲进食后是如何吞咽磷虾等猎物的知之甚少。科学家们对鲸鱼喉头如何发声的也有了一些了解,但对它们的咽部等其他部分知之甚少。咽部是呼吸系统和消化道之间的关键连接处。

“在活着的鲸鱼身上研究这个是不可能的,所以我们使用了死去鲸鱼的组织,并使用功能形态学来评估结构和功能之间的关系。” Gil说。研究人员仔细检查了鲸鱼的解剖结构,并操纵各种结构,看它们如何移动,以及观察了肌肉纤维的方向,了解肌肉收缩时这些结构是如何运动的。

“‘口塞’是鲸鱼软腭的一部分,通常它应该只向一个方向移动。当‘口塞’向后和向上移动堵塞鼻腔时,意味着在鼻腔下方的同一位置没有其他结构。于是我们检查了须鲸喉部。”她解释说,喉部位于咽部的底部,在这里,喉软骨能靠近以保护喉部。他们发现,连接在喉部底部的肌肉囊被强迫向上进入喉腔,以完全阻塞下呼吸道。

研究结果还表明,长须鲸(可能包括所有的鲸科)的咽部在同一时间只能被呼吸道或消化道使用。但研究人员表示,在其他动物中还没有发现类似“口塞”的结构。 “‘口塞’可能是一种特殊的保护结构,对须鲸冲刺进食是必要的。” Gil说。

这些发现表明,人们关于鲸鱼还有许多未知之处。Gil团队计划继续研究鲸的咽部,以及与咽部相连的呼吸和消化道分支。(来源:科学网)

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2021.12.040

 
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