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海象的体重可以超过8000磅，在海滩上看起来并不特别敏捷。但在海洋中，这些令人难以置信的运动员拥有世界级的游泳和潜水能力。这种呼吸空气的哺乳动物可以不顾黑暗和巨大的水压下潜到一英里以上的深处，为了做到这一点，它们可以屏住呼吸近两个小时。
这些惊人的能力帮助海豹找到鱼类和其他食物，避免成为逆戟鲸等捕食者的食物。但幼鱼第一次独自出海时是如何发展自己的潜水技能的呢?科学家们已经了解到，这取决于海豹生活在地球的哪一端。加州大学圣克鲁兹分校的生理生态学家罗克珊·贝尔特兰说:“我们发现，北象海豹的潜水能力似乎比南象海豹发展得更快，这使得它们在第一次海洋迁徙时能够到达更深的深处。”
根据最近发表在《皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)上的一项研究，在出海的第一天，幼年的北方象海豹可以潜水长达11分钟，而它们的南方亲戚在125天内都无法做到这一点。它们也能更快地潜得更深。在海上只呆了30天，北方象海豹就到达了85 0多英尺的深度，而南方象海豹花了五倍多的时间，160天，才开始到达同样的深度。
加州州立理工大学的生物学家希瑟·利瓦纳格(Heather Liwanag)没有参与这项研究，他说:“这是一项令人着迷的研究，它与我的预期相反，因为众所周知，与北方象海豹相比，南方象海豹成年后能潜到更深的深度。”
这两个近亲物种的成虫在生殖系统和行为上相对相似。但它们生活在不同的环境:东北太平洋和南大洋。这些栖息地的不同，从洋流到猎物的可用性，可能会影响海象发展潜水技能的不同方式，而潜水技能对它们的生存至关重要。
在这项研究中，研究人员使用跟踪技术来观察每个半球的年轻海象在海上是如何发展潜水能力的。从2018年开始，科学家们在加州A?o新自然保护区给24只幼象海豹注射了镇静剂，并在它们的背上固定了小型记录标签，用来测量它们第一次出海的时间、深度和光线。平均230天后，当这些动物返回陆地时，其中四个设备的数据完好无损。研究人员同样在法国亚南极领地的凯尔盖朗群岛上标记了20只幼年南象海豹。当这些动物从第一次海洋迁徙中返回陆地时，他们发现了9个设备，平均在海上航行约175天。
一些象海豹没有带标签就回来了，而另一些根本没有回来。在海上，海豹覆盖了很多领土。在第一次觅食时，它们游了大约5000英里，有时甚至更远。据了解，一些海象在迁徙季节的航程超过13000英里。南非大学的动物学家特雷弗·麦金太尔(Trevor McIntyre)没有参与这项研究，他说:“在没有任何经验或从成年人那里学习的情况下，通过获得足够的食物、躲避捕食者和导航回到出生地来生存下来，这是非常了不起的。”“
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最终，我们不知道他们是如何做到的。”
他们中的许多人都没有成功。
该研究的资深作者贝尔特兰说:“幼鱼的存活率比成年鱼要低得多，可能是因为它们缺乏经验，体型小，屏气能力有限。”
加州大学圣克鲁斯分校的博士后研究员Joffrey Jouma ' a与一个法国团队合作，领导了这项研究，揭示了海豹第一次迁徙到海上时潜水行为的差异。这趟旅行可能会持续6到12个月，非常关键，但往往不会有好结果;大约有30%到40%的幼鲸活不过第一年。贝尔特兰和研究小组不知道为什么北方象海豹在这个时候开始潜得更深、更久、更早。然而，他们确实有一些有趣的想法。
北方海象和南方海象之间的一个关键区别是，北方海象要多花几天时间吃妈妈的奶来增肥。北方象海豹的哺乳期为24至28天，而南方象海豹的哺乳期为22至23天。这意味着海豹妈妈会为幼崽提供更多富含脂肪的奶，这样幼崽就会积累更多的储备，为它们提供能量和温暖。这种疯狂的喂养之后是一段重要的禁食期，在这段时间里，妈妈们停止喂养它们的幼崽。北方象海豹的禁食时间更长，约为56天，而南方象海豹的禁食时间为37天。
更大的脂肪储备可以让北方象海豹享受更长的禁食期。在这段时间里，它们与其他幼崽建立了社交技能，最重要的是，它们练习了潜水时需要的屏气循环。贝尔特兰解释说，随着禁食期的进行，海豹通过降低新陈代谢率来练习憋气的时间越来越长。她说:“这类似于人类为马拉松训练——在更多的训练后，我们的身体会调整自己的能力，用更少的氧气进行肌肉运动，并储存更多的氧气。”“我们认为 ，北象海豹较长的禁食期使它们能够比南象海豹更快地发展氧气储存和潜水代谢率，并在第一次出海时获得潜水能力的领先优势。”
贝尔特兰说，科学家们可能会进行一项未来的研究，测量氧气储存和潜水代谢，以验证这一想法。
为什么南方象海豹比北方象海豹更快地出海，这是一个悬而未决的问题。地球两端的环境可能起着一定的作用。在陆地上，天气可能会影响行为。雌性海豹的数量和密度以及吵闹的雄性海豹的距离可能是一个因素——拥挤，不太理想的地点可能会导致海豹花更少的时间觅食。在海上，东北太平洋和南大洋的洋流和漩涡的差异可能会影响海豹的运动，以及不同猎物的位置和可用性。
然而，麦金太尔指出，这项研究只追踪了少数海豹，其他因素可能在它们的潜水行为中起作用。他说:“例如，克尔格伦的南象海豹幼崽经常花很多时间在克尔格伦高原上觅食。”“无论生理能力如何，这个浅水区域也可能导致通常进行更短、更浅的潜水。”
Liwanag还想知道，在19世纪80年代，当北方象海豹被捕杀到濒临灭绝的边缘时，这种潜水行为的差异是否与令人难以置信的遗传瓶颈有关。由于美国和墨西哥的保护措施，该物种在保护方面取得了惊人的成功。
研究表明，北方象海豹并不总是比它们的南方亲戚潜得更深，或者在水下停留的时间更长。事实上，北方动物似乎经常在与南象海豹相似的深度觅食。这是海豹用来休息或从一个地方到另一个地方的潜水，在北方象海豹中是更长更深的。
麦金太尔说，深潜可能会让
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海象避开逆戟鲸和大白鲨等捕食者。“如果你想象一下，一种动物90%以上的时间都在海上潜水，而且大部分时间都在逆戟鲸已知的潜水深度以下，这似乎是避开它们的好策略。”
每个物种似乎都以一种适合其生活的方式发展了潜水技能——即使我们人类并不完全理解其中的原因。“不同物种的死亡率是相似的，”贝尔特兰说，“所以似乎并不是一个物种更成功。”
海象有很多令人难以置信的适应能力，使它们能够生活在深海。它们的血液中含有丰富的一氧化碳，含量是普通人的十倍。这种气体对我们是危险的，因为它减缓了氧气在全身的输送。但对海象来说，同样的特性使它们在水下停留的时间更长，氧气量相同，呼吸频率也更低。研究人员最近还报告了一项令人难以置信的发现，即北方象海豹在海上度过的几个月里，每晚只睡两个小时，而且是在水下小睡10分钟。
随着技术的应用，研究人员继续了解海象惊人的能力，以及它们是如何在公海上茁壮成长的。通过比较生活在地球两端的类似海豹的行为和适应能力，科学家们可以发现很多关于这种动物和它们称之为家的不同海洋环境的信息。
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