抹香鲸垂直睡眠的浮力调节机制被揭示

以下是基于已发表论文及多家媒体报道的、关于该研究的核实摘要。

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研究概述

论文标题为 《休息中的抹香鲸（Physeter macrocephalus Linnaeus）通过调节体内气体体积来控制浮力》，作者为诺埃米·弗雷蒙（瑞士纳沙泰尔大学）、亚历克·伯斯勒姆和帕特里克·J·O·米勒（英国圣安德鲁斯大学）。该论文于 2026年7月23日 发表在《实验生物学杂志》上（DOI: 10.1242/jeb.251920）。

研究方法

• 标记追踪：研究团队使用吸盘式标签，记录了 42头雄性抹香鲸 在挪威 罗弗敦群岛 附近海域的深度、三维运动和声音数据，数据采集跨越了 八个夏季 。
• 数据记录：标签捕捉了气泡释放的声音、垂直位置变化，以及鲸鱼头部是朝上还是朝下 。
• 计算机模拟：研究人员建立了一个模拟模型，包含了组织密度、阻力和鲸鱼体内气体体积等参数，用以验证气泡释放是否能解释观察到的浮力控制现象 。

关键发现

• 气泡释放普遍存在：在 61次休息时段 中，气泡释放出现在约 92% 的时段里，平均每次小睡释放 约8次 气泡。靠近海面休息的鲸鱼释放次数更多，可达 约11次；而从深潜（超过200米）上升的鲸鱼仅释放 3至4次 。
• 机制得到确认：模拟结果显示，释放气泡能减少鲸鱼的正浮力，抵消其体内膨胀的肺气本会导致的上浮趋势。这使得鲸鱼在垂直睡眠时能够实现 接近中性的浮力，恰好悬浮在海面下方 。
• 为什么是垂直姿势？ 抹香鲸头部拥有巨大的 鲸蜡油库，这种油比海水轻，使得抹香鲸天生具有正浮力。当它们不主动游动时，身体会自然旋转成头朝上的姿势 。
• 起始气体体积不同：鲸鱼开始休息潜水时，肺内的 气体体积 比进行深潜捕食时要少，这在休息开始时就降低了其初始浮力 。

未解之谜

• 什么触发了每次气泡释放？ 目前尚不清楚鲸鱼是否有意识地感知自身深度和上升趋势，并主动释放气泡，还是这种行为在睡眠中自动发生。如果它们处于双半球睡眠状态（米勒教授怀疑这一点 ），那么它们就可能在完全无意识的情况下管理浮力——这堪称一项非凡的能力 。
• 其他功能？ 作者指出，释放气泡还可能起到 排出组织中多余二氧化碳或氮气 的作用，这意味着这种行为可能在休息时同时承担代谢气体交换和浮力调节的双重功能 。

结论

这项研究提供了强有力的证据，证明 抹香鲸在垂直睡眠时通过释放气泡主动调节自身浮力，利用精细的微调来防止身体不受控制地浮向水面。野外标记、声学监测和计算机模拟的结合证实，气泡释放可以减缓上升速度并维持中性浮力，同时也留下了耐人寻味的问题：鲸鱼在过程中是否有意识？气泡是否兼具呼吸和浮力调节的双重作用？