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原来，须鲸类鲸鱼的口腔内有一个独特的“口塞（oral plug）”结构，能够防止水进入肺部。这是一颗肌肉和脂肪组成的球状物，属于软腭的一部分。在进食过程中，“口塞”移动封闭住上呼吸道，喉部则会闭合关上下呼吸道。

该论文第一作者、来自加拿大不列颠哥伦比亚大学（University of British Columbia）的Kelsey Gil博士解释道，这有点像当人类进食时，悬雍垂（uvula，俗称“小舌”，悬挂于口腔内软腭处）会向上收缩，堵住食物从鼻腔进入气管的通道；我们的气管在吞咽食物时也会通过会厌（咽喉中舌头下方的组织瓣）关闭，让食物乖乖进入食道，避免我们被呛到。

▲人类口腔示意图（图片来源：Lamiot， CC BY-SA 3.0， ， via Wikimedia Commons）

蓝鲸、座头鲸等须鲸类鲸鱼采用弓步进食（Lunge-feeding）的方式吃东西，指的是它们高速水平或垂直加速猛扑向猎物，借助冲力张嘴“一口兜”大量食物和海水，再合上巨口，慢慢将海水通过须状物排出。

研究小组通过解剖、从商业捕鲸站回收组织、将可生物降解小摄像机扔进吃奶鲸鱼嘴里等方式，专门研究了采用弓步进食的长须鲸（fin whale）。

他们发现，当吞食时，长须鲸的“口塞”需要朝后脑勺的方向往上移动，堵住它们的鼻腔；与此同时，它们喉部入口处的软骨关闭，喉囊肌肉也向上移动以封闭下呼吸道，防止食物或水进入气管。

Gil博士表示：“我们在其他动物中都没有观察到这种保护机制。过去我们对鲸鱼、海豚的很多了解都来自齿鲸类，而它们的呼吸道是完全分开的。”

但如前文所述，人类有一个类似的系统。我们的喉咙和口腔中分别有会厌和软腭、软骨‘盖’和肌肉皮瓣的结构，可以让食物在不进入肺部的情况下吞咽进食。

▲会厌所处的位置（图片来源：Pearson Scott Foresman， ， via Wikimedia Commons）

因此，Gil博士推断，人类很可能也可以在水下进食，“但这就像在水里朝着一个汉堡高速游去，并在接近目标时张大嘴吞咽，很难不让我们的肺部充血。”

研究人员指出，鲸鱼的“口塞”和闭合的喉部是演化出弓步进食的核心，也是支持这些生物巨大体型的关键基石。

该论文通讯作者、Robert Shadwick教授评论道：“这种大规模过滤进食法对于磷虾群为食的鲸鱼来说十分高效，也是提供如此庞大体型所需大量能量的唯一途径。如果没有我们发现的这种特殊解剖学特征，是不可能做到的。”

研究团队还将继续探索与鲸鱼咽部有关的机制，比如它们是如何在不到一分钟的时间内，将数百公斤磷虾快速运送到胃部小食道的。通过了解鲸鱼具体的进食机制与摄入食物量，将有助于保护这些“庞然大物”及相关生态系统。

题图来源：参考资料[2]；Credit：Ari Friedlaender

参考资料：

[1] Gil， K。 N。， et， al。 （2022）。 Anatomical mechanism for protecting the airway in the largest animals on earth。 Current Biology。 Doi：https：//doi.org/10.1016/j.cub.2021.12.040

[2] Here’s why whales don’t drown when they gulp down food underwater。 Retrieved January 20， 2022， from https：//news.ubc.ca/2022/01/20/heres-why-whales-dont-drown-when-they-gulp-down-food-underwater/

[3] Lunge-feeding baleen whales use ‘oral plug’ to eat without drowning。 Retrieved January 20， 2022， from https：//www.eurekalert.org/news-releases/940098

本文来自药明康德内容微信团队

关键词： 科学探索 一半食物一半海水，鲸鱼用餐时不被“淹死”的秘