Loài thú biển thở bằng phổi, tại sao có thể dừng được ở dưới nước trong một thời gian dài?

Thú biển bao gồm rái cá biển, báo biển, sư tử biển, cá heo và cá voi v.v.. Chúng cũng thở bằng phổi giống như bò, ngựa, dê sống trên cạn vậy. Tuy nhiên, chúng phải thường xuyên nhô lên khỏi mặt nước, nhưng chúng cũng có thể ở dưới nước một thời gian tương đối dài. Ví dụ thời gian lặn dài nhất của rái cá biển có thể được 20 ~ 30 phút, của báo biển Wader có thể lặn được ở dưới nước sâu hơn 600 m, duy trì lâu được 43 phút, của loại cá voi cỡ lớn thậm chí có thể lặn được 1 ~ 2 tiếng dưới nước.

Thú biển đã thở bằng phổi, tại sao ở dưới nước một thời gian dài như vậy mà không bị chết ngạt nhỉ? Các nhà khoa học phát hiện thấy trong cơ thể của thú biển có “kho” tích trữ oxy đặc biệt. Đó chính là máu và cơ thịt của chúng rất đặc biệt.

Chúng ta biết rằng, trong máu có thể chứa một lượng lớn oxy và khí đioxit cacbon, còn tỉ lệ máu chiếm trong thể trọng của thú biển thông thường nhiều hơn so với động vật sống trên cạn. Ví dụ máu của người, thông thường chiếm khoảng 7% thể trọng, còn máu của cá heo lại chiếm khoảng 10% ~ 11% thể trọng, còn thú biển chiếm khoảng 18%.

Ngoài máu ra, cơ thịt cũng có thể tích trữ oxy. Trong cơ thịt của thú biển có một loại protein cơ hồng, rất dễ kết hợp với oxy. Khi chúng nhô lên khỏi mặt nước thay đổi không khí, oxy được hít vào có một phần với protein cơ hồng hình thành trạng thái kết hợp hoá học, tích trữ trong cơ thịt, cung cấp cho hoạt động cơ thịt bị tiêu hao. Protein cơ hồng này càng nhiều, thì oxi được tích trữ cũng càng nhiều. Protein cơ hồng mà được chứa trong cơ thịt của thú biển này phải cao hơn nhiều so với động vật sống trên cạn, oxy dự trữ có thể chiếm 50% lượng dự trữ oxy toàn thân chúng. Chính vì protein cơ hồng trong cơ thịt tương đối nhiều, nên màu sắc của thịt cá voi và thịt thú biển đều có màu tím thẫm.

Ngoài ra, tần số thở bình thường của thú biển tuy rất thấp, nhưng khả năng hít khí oxy và nén khí đioxit cacbon lại rất cao. Điều này cũng có lợi đối với cuộc sống dưới nước của chúng. Người bình thường một lần thở chỉ có thể thay đổi 15% – 20% khí trong phổi của họ. Còn loài cá voi lại có thể thay đổi trên 80%. Đa số động vật sống trên cạn, kể cả người, rất nhạy cảm với điôxít cacbon trong máu. Nếu hàm lượng đioxit cacbon trong máu tăng lên, thì tần suất thở của người sẽ tăng lên gấp 5 lần bình thường. Nhưng thú biển lại không như vậy, mặc dù đioxit cacbon trong máu tăng lên cũng sẽ không xảy ra sự cưỡng chế thở. Có người đã từng thử nghiệm, đeo cho thú biển một mặt nạ hô hấp đặc biệt, để chúng hô hấp khí có giới hạn. Người ta đã phát hiện thấy khi hàm lượng đioxit cacbon trong đó cao đến 10% thì hoạt động thở của thú biển vẫn giữ được bình thường. Điều này đã giúp cho chúng sống được dưới nước một thời gian tương đối dài.