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, cá voi và nhiều loài khác. Chúng thở bằng phổi giống như bò, ngựa, dê sống trên cạn. Tuy phải thường xuyên nhô lên mặt nước để lấy hơi, nhưng chúng vẫn có thể ở dưới nước trong một thời gian khá dài. Chẳng hạn, rái cá biển có thể lặn lâu nhất khoảng 20 đến 30 phút; báo biển Wader có thể lặn xuống độ sâu hơn 600 m và duy trì trong 43 phút; một số loài cá voi lớn thậm chí có thể lặn 1 đến 2 giờ dưới nước.

Thú biển thở bằng phổi, vậy vì sao chúng ở dưới nước lâu như thế mà không bị chết ngạt? Các nhà khoa học phát hiện trong cơ thể thú biển có một “kho” dự trữ oxy đặc biệt. Đó chính là máu và cơ thịt của chúng.

Ta biết rằng máu có thể chứa nhiều oxy và khí đioxit cacbon, còn tỷ lệ máu trong thể trọng của thú biển thường cao hơn so với động vật sống trên cạn. Ví dụ, máu của người thông thường chiếm khoảng 7% thể trọng, máu của cá heo chiếm khoảng 10% đến 11%, còn ở một số thú biển có thể chiếm khoảng 18%.

Ngoài máu, cơ thịt cũng có thể dự trữ oxy. Trong cơ thịt của thú biển có một loại protein cơ hồng rất dễ kết hợp với oxy. Khi chúng nhô lên mặt nước để đổi không khí, một phần oxy hít vào sẽ kết hợp với protein cơ hồng và được tích trữ trong cơ thịt, dùng để cung cấp cho hoạt động của cơ. Protein cơ hồng càng nhiều thì lượng oxy dự trữ càng lớn. Hàm lượng protein cơ hồng trong cơ thịt thú biển cao hơn nhiều so với động vật trên cạn, lượng oxy dự trữ trong cơ có thể chiếm tới 50% tổng lượng oxy dự trữ toàn thân. Chính vì có nhiều protein cơ hồng nên thịt cá voi và thịt thú biển thường có màu tím thẫm.

Ngoài ra, tuy tần suất thở bình thường của thú biển khá thấp, nhưng khả năng hít oxy và chịu đựng khí đioxit cacbon của chúng rất cao. Điều này cũng rất có lợi cho đời sống dưới nước. Người bình thường mỗi lần thở chỉ trao đổi được khoảng 15% đến 20% lượng khí trong phổi, còn cá voi có thể trao đổi trên 80%. Đa số động vật sống trên cạn, kể cả con người, rất nhạy cảm với đioxit cacbon trong máu. Khi hàm lượng đioxit cacbon tăng, tần suất thở của người có thể tăng gấp 5 lần bình thường. Nhưng thú biển thì khác; ngay cả khi đioxit cacbon trong máu tăng, chúng cũng không bị thúc ép phải thở ngay. Có người từng thử nghiệm bằng cách đeo cho thú biển một mặt nạ hô hấp đặc biệt để chúng hô hấp trong điều kiện khí hạn chế. Kết quả cho thấy khi hàm lượng đioxit cacbon trong đó lên đến 10%, hoạt động thở của thú biển vẫn giữ được bình thường. Nhờ vậy, chúng có thể sống dưới nước trong thời gian khá dài.