クジラはどれくらい息を止められるのでしょうか?

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クジラは空気を得るために浮上しなければならない哺乳類です。彼らにはえらがないので、水中で呼吸することができません。
クジラは息を吸い込むときに肺に水が入らないようにするために、噴気孔から非常に勢いよく空気を吹き出します。
クジラが息を止められる時間は種類によって異なります。平均すると90分くらいです。シャチの平均所要時間は約 15 分です。アカボウクジラは3時間の記録保持者です。
クジラは溺れることはありませんが、空気を求めて浮上できなくなると窒息する可能性があります。

クジラは、その巨体に似合わず優雅さと素早さで、突進したり、飛び跳ねたり、遊んだりしながら海中を移動します。彼らの驚くべきライフスタイルの秘密は、よく適応した骨格と筋肉の構造に加えて、深海ダイビングに特化した非常にユニークな呼吸器系にあります。この呼吸器系は、進化の過程で哺乳類の解剖学的課題を克服する必要がありました。他の哺乳類と同様に、クジラも生き残るために酸素を含んだ空気が必要です。彼らは、生き続けるために常に新鮮な酸素を二酸化炭素と交換する一連の大きくて複雑な肺を持っています。クジラにはえらがないため、水から直接酸素を取り込むことができません。そのため、時間内に地上に戻らなかった場合、窒息死する可能性があります。幸いなことに、クジラ類は、水面下の長く困難な旅を生き抜くために、いくつかの極端な適応を進化させてきました。クジラがどのくらいの時間息を止められるかについて学びましょう。

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クジラはどのように呼吸するのでしょうか?

鯨類の呼吸器系 ( マッコウクジラ、ザトウクジラ、など) の最も重要な特徴は、頭のてっぺんにある噴気孔です。本体への水の侵入を防ぐため、ブローホールはデフォルトで閉じたままになっています。水面に戻った後、クジラは小さな筋肉の皮弁を収縮させて噴気孔を開きます。その後、高圧空気のそびえ立つ突風として体からよどんだ空気を吐き出します。噴気孔から出ている水の噴出は肺から出ているものではありません。その代わりに、噴気孔からの呼気は非常に強力で、周囲の水を体の表面から上向きに空中に微細な霧として送り出します。これにより噴気孔から水を取り除き、肺に水が入らずに空気を取り込めるようにします。

古い空気が体から排出されると、クジラは酸素を補充するために一連の素早い呼吸をします。ほとんどの種は数分間だけ浮上し、その後再び噴気孔周囲の筋肉を弛緩させてから水面下に戻ります。食事中に肺に水が入らないようにするために、クジラ類は通常、口で呼吸しません。しかし、科学者らは、噴気孔が損傷した一部のイルカが最後の手段として口呼吸を学習できることを発見しました。

クジラはどれくらい息を止められるのでしょうか?

その質問に対する答えは、間違いなく種（そして個体）によって異なります。鯨類ダイバーの中で最も印象的なものの 1 つはマッコウクジラ (大きな長方形の頭を持つ種) です。大好物のダイオウイカを食べるために水深 3,000 フィート以上に潜りながら、約 90 分間息を止めることができます。

しかし、印象的な鯨類ダイバーはマッコウクジラだけではありません。シロナガスクジラ（史上最大の動物）は最長 90 分間息を止めることができ、通常は約 30 分後に再び浮上します。これまでに記録されたシロナガスクジラの最も深い潜水は、水面下約 1,000 フィートでした。

ザトウクジラ (背中の大きなこぶが最大の特徴) は一度に最大 1 時間息を止めることができますが、通常の採餌旅行は平均して約 4 ～ 7 分続きます。水面に上がって6～8回素早く呼吸し、その後再び潜ります。これまでに記録されたザトウクジラの最も深い潜水は600フィート以上でした。

対照的に、狩りの多くを水面近くで行います。これはその呼吸能力に反映されており、平均して約 15 分間しか息を止めることができません。しかし、水面近くで獲物を見つけるのが簡単ではない場合、シャチは適切な獲物を探して水面下数百フィートまで潜る能力を持っています。長距離を移動している間、約 3 ～ 5 分ごとに浮上します。

それに比べて、人間の呼吸能力ははるかに弱いです。平均的な人は一度に数分間しか息を止めることができません。人類史上最長の潜水記録は、何年にもわたる広範な訓練を経て、2021年にクロアチアのダイバー、ブディミール・ソバット氏によって樹立された。彼は驚くべきことに24分37秒間息を止めていた。

クジラの最長潜水記録は何ですか?

アカボウクジラは深海に生息する種で、体長は最大23フィート、体重は最大6,800ポンドに達し、鯨類の史上最長潜水記録を保持している。深さ約 10,000 フィートまで到達できるこのアカボウクジラは、(人間が観測した) 新たな記録を更新し続けています。 2014年、タグを付けられたクジラは、最終的に浮上するまで約138分間水中に留まったと考えられていた。この記録は、2020年に別のクジラが3時間以上の潜水を完了するのが観察されるまで、約6年間続いた。

キュビエアカボウクジラは、海洋生物学者にとって研究対象となる興味深い種です。彼らは時間の約 90% を地表の下で過ごしていると推定されており、これはおそらく他の哺乳類よりも長い時間です。これはクジラの耐えられる限界を押し上げているようだが、その理由は完全には明らかになっていない。

クジラはどのようにして息を止めているのでしょうか？

クジラの呼吸能力の秘密は、呼吸器系全体の効率にあります。これは最初の呼吸の瞬間から始まります。人間は呼吸ごとに約 5 パーセントの酸素しか吸収できませんが、クジラは最大 90 パーセントの酸素を容易に吸収できるため、呼吸するたびにより多くの力を引き出すことができます。

一部の人々が信じていることに反して、クジラの肺は（少なくとも全身のサイズと比較して）大きくありません。その代わりに、彼らは深い水中に潜って生き残るために、他のいくつかの驚くべき適応に依存しています。たとえば、彼らの静脈を流れる血液の量は膨大で、おそらく同じ大きさの陸生哺乳類と比較して 3 ～ 4 倍の血液量となります。彼らの血液には、他の哺乳類の 2 倍のレベルの酸素を運ぶヘモグロビンも含まれています。これは、空腹の細胞に供給するために、血液が特に酸素が豊富であることを意味します。

クジラが水に飛び込むと、クジラの体は自動的に血流を脳や筋肉などの重要な中枢器官に向け、腎臓や肝臓など、現在使用していない器官から遠ざけます。クジラは、最も重要な臓器だけがまだ機能しているため、心拍数を 1 分間に約 4 ～ 8 拍まで下げることができ、これは生き続けるのに十分な水準です。シロナガスクジラは、その特に極端な例です。心拍数を1分あたり約2拍まで下げることができるようです。

最後に、他のすべてがうまくいかず、酸素貯蔵量が不足した場合、クジラはいつでも嫌気呼吸に切り替えることができます。これにより貴重な酸素が節約されますが、乳酸が急速に蓄積して筋肉が疲労します。これは通常、最後の手段のオプションです。ほとんどのクジラは、嫌気呼吸に切り替わる前に、すでに潜水の 90% 以上を完了しています。注目すべき例外の 1 つが (やはり) アカボウクジラです。無酸素呼吸が始まった後、明らかな筋肉疲労をあまり経験することなく、少なくともさらに1時間は水中にいることができるようです。これは、科学者たちがまだ理解していない、アカボウクジラの代謝内で何か異常なことが起こっていることを示唆している可能性がある。

深海ダイバーが対処しなければならない重要な問題の 1 つは (人間であれ、クジラであれ、その他のものであれ)、組織の損傷です。体内のガスで満たされた気腔 (肺や内耳など) と周囲の水との間のわずかな圧力差により、組織が破裂する可能性があります。これは通常、科学用語では圧外傷として知られています。深い潜水の圧力に耐えるために、一部のクジラはガスで満たされた空洞の内側に余分な静脈を備えていると考えられています。クジラが非常に深い深さに達すると、静脈が外側に拡張して空洞内の余分な空間を埋めます。同時に、肺は損傷を防ぐために潰れます。血液には大量の酸素が流れているため、再び地表に到達するまで肺を使う必要はありません。

クジラはどうやって窒息せずに眠ることができるのでしょうか？

クジラ類は通常、睡眠に関して 2 つの異なる戦略を持っています。彼らは水中で水平または垂直に休むか、別の個体の隣で泳ぎながら少し眠ります。これらの方法はどちらも、昼寝に近い睡眠状態を伴います。彼らの脳の大部分は常に警戒していて活動的です。呼吸自体は不随意的な動作ですが、クジラは自発的な筋肉の動きを必要とするため、噴気孔を制御するのに十分な意識を維持する必要があります。これは、彼らが人間のような睡眠をまったくとらないことを示唆しています。

クジラは溺れることができますか?

クジラは実際には溺れませんが（肺が水で満たされることがほとんどないため）、酸素不足により窒息する可能性があります。これは、クジラが漁網に絡まり、パニックになってさらに深く潜ろうとしたり、その場で動けなくなったときに発生することがあります。新生児は水面に到達するのに苦労することもあります。場合によっては、最初の呼吸をする前に窒息してしまうこともあります。

クジラがダイバーによって網から救出されたという話は数多くあります。クジラは解放された後もダイバーと交流し、感謝するためにそこに留まることがよくあります。彼らはまた、深海の強力なさえずりで長距離でもコミュニケーションをとることができます。残念なことに、主に網に絡まれたり乱獲したりすることにより、クジラの数は減少しています。

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