为什么抹香鲸睡觉时要吹泡泡？一项新研究揭开浮力控制机制

如果你对抹香鲸的印象还停留在“深海巨物”“巨型乌贼杀手”，那你可能错过了最近海洋生物学界最有趣的一个发现：这些庞然大物，可能拥有一套属于自己的‘字母表’，甚至在交流中会像人类一样使用元音。而顺着这条“抹香鲸越来越像人”的线索，科学家们最近又盯上了它们另一个极其熟悉的行为——睡觉。

抹香鲸睡觉的姿势本身就挺反常识的。它们不是像海豚那样一边大脑休息一边缓慢游动，也不是像海豹那样趴在礁石上打盹。研究人员发现，抹香鲸在水下小憩时，会把身体立起来，头朝上、尾朝下，以一种近乎垂直的姿态漂浮在海中，一次睡上10到15分钟。这种姿势让它们能远离波涛汹涌的海面，同时又保持在相对浅的水层，等到需要换气时，浮出水面也不过是一瞬间的事。

但这里有一个让物理学家和生物学家同时挠头的问题。抹香鲸的脑袋实在太大了——不仅大，而且充满了鲸脑油，浮力极强。按理说，这么一颗巨大的“浮球”顶着身体，它们在打盹的时候很难稳住深度，很容易不受控制地往上漂。那它们是怎么在睡梦中管住自己，不让自己漂回海面的呢？

一篇发表在《实验生物学期刊》（Journal of Experimental Biology）上的研究给出了一个看似简单、但从未被证明过的答案：抹香鲸在睡觉时会吹泡泡。

这个解释的源头，要追溯到论文共同作者之一、英国圣安德鲁斯大学生物学院的帕特里克·米勒（Patrick Miller）早年的观察。米勒是最早详细描述抹香鲸休息行为的研究者之一，他在长期的野外记录中注意到，抹香鲸在睡觉时会从气孔中释放出一串串气泡。这种行为被记录了下来，但始终没有一个明确的“为什么”。正如研究第一作者诺埃米·弗雷蒙（Noémie Freymond）所说的那样：“他观察到抹香鲸在睡觉时会释放气泡，但一直没有人证明它们为什么要这么做。”

弗雷蒙在硕士期间就专门研究抹香鲸的休息行为，如今在瑞士纳沙泰尔大学攻读博士，方向转到了黑猩猩的睡眠。正是她带着这个童年的“为什么”，和团队一起在挪威罗弗敦群岛，对42头抹香鲸进行了一次细致的追踪。

研究团队使用了一种可以吸附在鲸身上的记录设备。这些设备并不侵入体内，而是通过吸盘贴在抹香鲸的皮肤上，能够持续采集鲸的游动深度、身体朝向，以及周围水域中的气泡声。等到设备在一段时间后自动脱落、漂浮到海面，研究人员再划着小艇去把它们捞回来，带回实验室逐一分析。设备记录下的每一个气泡脉冲，都像是一个小小的“鼾声信号”，告诉研究者：这会儿，这头鲸正在水下打盹。

在正式分析气泡与睡觉的关系之前，团队先系统地梳理了抹香鲸的三种休息模式。第一种是“尾先式”：抹香鲸会尾部朝下，头朝上，缓慢地下沉到大约8米（约26英尺）的深度，像一根缓慢下沉的标枪。第二种是“短潜式”：它们以头先入水的方式下潜，不过潜得不深，很快浮力十足的大脑袋就会把身体重新带上水面，它们就在这个过程中短暂打个盹。第三种则是“深潜浮升式”：抹香鲸一口气潜到超过200米（原文提到超过656英尺，约合200米）的深处，然后停止划水，依靠身体本身的浮力像一根懒洋洋的浮标一样慢慢上浮——整个上浮的过程，就是它们的午睡时间。

三种休息模式，对应的是三个不同的水层，以及三种截然不同的物理环境。而正是在这种对比里，气泡的秘密才真正浮出水面。

研究人员发现，气泡的多少和抹香鲸睡觉时所处的水深有非常直接的关系。那些就在海面附近、深度较浅的地方小睡的抹香鲸，几乎每次小睡都会吹出大约11次气泡，频率相当规律。而反过来，那些从200米深水处慢悠悠浮上来的抹香鲸，在整个上升过程中只吹出3到4次气泡。一个清晰的反差出现了：离海面越近，睡觉时吹的泡泡就越多；离深海越近，泡泡反而越少。

初看上去，这个现象似乎有点反直觉。深潜水需要更多的氧气储备，按理说鲸应该把肺里的空气攥得更紧才对，怎么还要吹出更多气来呢？但团队顺着物理逻辑往下推，画出了一条完全自洽的链条。

抹香鲸控制自己在水中的浮力，靠的主要就是肺里的空气。生活在陆地上的我们可能不太容易意识到，空气在水下就是天然的“浮力包”。一头浮在水面上的抹香鲸，如果它的肺里装满了空气，那么巨大的胸廓就成了一个巨大的救生圈，推着它往水面上走。要想在浅水区保持稳定的深度，它就必须主动“泄气”——在睡觉的过程中，通过间断地吹出一些小气泡，稍稍排掉肺里的一部分空气，浮力就会减小，身体就不会不受控制地往上冒。

而深潜的情况就完全不同了。水压是这里的关键变量。深度每增加10米，水压大约增加一个大气压。在200米的深处，水压是海平面的20倍左右。这种压力会把肺里的空气体积大幅度压缩，泡泡被压得扁扁的、体积变小，浮力也就自然减弱了。所以即使深潜的抹香鲸肺里还留着不少的空气，这些空气在水压下已经没办法提供像浅水区那么强的上浮推力。换句话说，深水区的抹香鲸不需要再通过拼命吐泡泡来消除多余的浮力，因为水压已经替它们把这份“浮力包”压缩得差不多了。

于是，整件事就可以用一句话概括：靠近水面睡觉的抹香鲸，通过吹出更多气泡来主动降低浮力，以免自己漂上去；而从深海慢慢浮上来的抹香鲸，因为水压已经大幅削减了浮力，所以用不着吹那么多泡泡，只需要偶尔呼出几次就足够稳住姿态。这不仅解释了“为什么抹香鲸睡觉要吹泡泡”，还顺带解释了“为什么有的鲸吹得多，有的吹得少”。

这个发现带来的趣味，恰恰在于它并没有动用任何高深莫测的新理论，而是把一个日常的物理原理——深度、水压和浮力的关系——搬到了鲸的睡眠场景里。我们小时候在游泳池里可能都玩过类似的游戏：深吸一口气，蜷起身体，慢慢吐出一串泡泡，身体就会稳稳地沉向池底。只是抹香鲸把这个动作搬到了黑暗而辽阔的北大西洋水域，并且把它变成了一种精妙的节能策略——睡觉时不需要任何肌肉用力去对抗浮力，仅仅是让身体和水中环境自动达成一种物理平衡，就可以完成一段垂直的安睡。

当然，研究团队也很坦诚地指出，要捕捉到这些细节并不容易。弗雷蒙提到，团队的幸运之处在于拥有了一个相当庞大的标记数据集，因为这类观察最大的挑战在于，每一次部署设备都充满不确定性——设备能不能恰好贴附在鲸的合适位置、能不能记录到完整的休息周期、能不能在脱落后被成功找回，每一个环节都有概率脱落。正是靠着一个又一个挪威峡湾里的夏日观测、一次又一次与冰冷海水的交锋，这些气泡的声音才从深蓝色的水下世界被捞了出来，化为图表上一个个清晰的数据点。

关于抹香鲸的睡眠，人们的好奇还远没有结束。比如，这些气泡除了调节浮力，会不会也承担着某种交流的功能？毕竟我们已经知道抹香鲸在清醒时通过复杂的咔嗒声和脉冲进行沟通，那么在睡梦中流出的气泡，是否可能携带着某种无意识的信号？又或者，这些气泡本身会不会改变鲸群休息时的空间排列？这些问题在当前的论文中并没有答案，但它确实给下一阶段的抹香鲸行为学研究留下了一串小小的气泡——轻轻一戳，就可能冒出一连串新的故事。

从“抹香鲸可能有自己的字母表”，到“它们睡觉时靠吹泡泡稳住身体”，每一次发现都在提醒我们，这些生活在深海中的哺乳动物，和人类的相似之处或许比我们想象的要多得多。它们不是沉默的、迟钝的巨型生物，而是一群拥有精妙生理调节能力、甚至拥有一整个我们尚未破译的社交语言体系的海洋邻居。下一次，当你在动画片里看到一头立在水里打盹、头顶还慢慢冒出一串气泡的卡通鲸鱼时，你大概可以笑着想：这可不是什么夸张的想象，这就是它们在北大西洋里真实发生的日常。