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鲸类重返海洋，是进化史上最让人惊叹的事实之一。为了适应新环境，鲸类克服了诸多障碍，成了海洋中最特殊的“不速之客”。例如，流线型的身体、特化的鳍状肢、毛发退化和鲸脂层增厚等，都有利于减少水中阻力，让其在水下畅通无阻，活像一条鱼，但
鲸并不是鱼
和我们一样，鲸类属于哺乳动物，用肺呼吸。
进化，并不会完全抛弃既有的系统，而是一个在已有的基础上缝缝补补的过程。本来就用肺呼吸的鲸类祖先，很难再演化出鱼类的鳃以利用溶在水中的氧气，而这也带来了一个难题——它们睡觉的时候如何呼吸？总不能频繁浮出水面换气吧。
鲸类是如何创造憋气极限的？
鲸鱼不是鱼，它们是生活在海洋中的哺乳动物。鲸类是典型的水生动物，它们的身体是流线型的，像鱼一样，所以它们通常被称为鲸鱼。鲸类身躯肥圆，略呈桶状，侧看呈流线形。多数种类颈椎愈合，头与身体直接相连，无法在身体不。
像人类游泳需要换气一样，所有鲸都是鱼吗，鲸类每隔一段时间就必须浮出水面呼吸，在5000万年的演化历程中，它们的“鼻子”从脸部移至头顶，被称为“气孔”。
像人类游泳需要换气一样，鲸类每隔一段时间就必须浮出水面呼吸，在5000万年的演化历程中，它们的“鼻子”从脸部移至头顶，被称为“气孔”。
鲸鱼不是鱼。它是大型的哺乳动物。它和我们家的牛羊一样，他不是卵生动物。鱼属于卵生的鱼是用腮呼吸的耳鲸鱼是。用肺呼吸。所以它不是鱼。
当肌肉放松时，气孔会被肌皮瓣膜覆盖，保持关闭状态，只有浮出水面时，它们才会打开气孔，将气体喷出并吸入新鲜空气。所以，除了拥有可自主控制开合的气孔外，鲸类与人类的呼吸方式并无本质差别，都由植物神经掌控，这也意味着，它们和人类一样都不会忘记呼吸，不过在陷入惊慌，来不及浮出水面呼吸的情况下会窒息而亡。
我们平时看到鲸类头顶“喷水”，其实是喷薄而出的温暖水蒸气遇冷后凝结成的水珠，从远处看像一条水柱，而这现象，与我们冬日里哈气形成白雾的原理一样。每种鲸都拥有相对独特的气孔，经验丰富的观鲸者甚至能根据水柱形状识别。
座头鲸头顶的两个“鼻孔”
鲸和海豚换气，是极其高效的，体型较小的海豚，只需一秒就能完成换气，而最大的蓝鲸也只需几秒钟。另外，把“鼻孔”安在头顶，更有利于它们在未完全浮出水面的情况下快速换气。吸一口新鲜空气，就能供它们在海里潜行一段时间了。例如，抹香鲸深吸一口气，就可以下潜至2000多米深的海域，下一次浮出海面呼吸，可以是两个小时以后。不过，自由潜水的世界纪录保持者是柯氏喙鲸，它们最深能下潜至2992米的海底，而人类在水下屏住呼吸最长时间不过19分钟。人类自由潜水深度纪录为170米，但这项纪录的创造者却在返回水面过程中因事故身亡。
为什么鲸类能憋气这么久？
鲸鱼不是鱼。鲸类是典型的水生动物，它们的身体是流线型的，像鱼一样，所以它们通常被称为鲸鱼，实际上是生活在海洋中的哺乳动物。鲸是海洋哺乳动物中鲸目生物的名字，又分为齿鲸类和须鲸类，鲸目之下包括有海豚科。鲸生活。
在哺乳动物体内，存在着两种与氧气相关的重要蛋白，分别为血红蛋白和肌红蛋白，血红蛋白能将大气中的氧输送给肌体，肌肉中的肌红蛋白则能贮存氧气，当肌体需要时再释放，因此，即便屏住呼吸一会儿，肌红蛋白也能为身体供氧。
鲸类无论是血红蛋白，还是肌红蛋白的浓度都比人类高，所以，鲸类能更高效地运输和贮存氧气。
鲸鱼肉，肌红蛋白能使肌肉呈现红色，肌红蛋浓度极高的鲸类，其肌肉颜色红得发黑。
在静息时，人类每分钟呼吸约为12至20次，每一次呼吸仅消耗肺吸入氧气的25%，这意味着，人类呼出的气体中还有大量未利用的氧气，但鲸类对氧气的利用率却高达90%。
肌红蛋白的螺旋结构域模型
因此，擅长潜水的鲸类就算肌红蛋白浓度很高，其储氧能力也不受影响，这只是它们深潜千米都不用喘气的秘诀之一，它们还能通过外围血管的收缩，保证低氧敏感组织或器官的氧供给。这样看来，练就了憋气神功的鲸类，在海洋中睡个好觉也不算难吧？但憋气时长其实与它们睡眠时长的关系并不大。
图片来源：STEPHANE GRANZOTTO
由此可见，鲸类能长时间憋气，并非是为了睡大觉，憋气事实上是为了深潜，以获得更深海域的丰富食物。
鲸鱼不是鱼，而是哺乳类动物。鲸类是一种生活在水中的哺乳动物，它具有和陆上哺乳动物相同的生理特征，例如用肺呼吸、胎生等，更具备了一些为适应水生环境所演化出的特殊生理构造鲸类的拉丁学名是由希腊语中的“海怪”一词衍。
图源：HOWSTUFFWORKS.COM
为了保证呼吸的畅通无阻，它们的解决方案是只让一边大脑进入深度睡眠状态，另一边大脑则保持清醒。这被称为单半球慢波睡眠，也叫不对称慢波睡眠。
脑电图显示的慢波睡眠，图源：维基百科
从入睡到清醒分为两个阶段：快速动眼睡眠期与非快速动眼睡眠期。在非快速动眼睡眠期，身体能够得到完全舒缓和放松，这一阶段的睡眠，正是我们所说的深度睡眠，不容易被唤醒。单半球慢波睡眠能让海豚在进入深度睡眠的同时保持警觉，而保持清醒的那一边大脑，除了让它们在睡眠中保证自主呼吸，还能帮助发现潜在威胁，及时避开捕猎者。
进入单半球慢波睡眠状态的麻雀。图源：维基百科
这种特别的睡眠模式，也普遍在鸟类身上被发现。所以，当你看到一只鸟睁一只眼闭一只眼时，那它们可能是正在睡觉。同样，进入单半球慢波睡眠状态的海豚，也是只闭上单只眼睛，睁开的那只眼睛，依然能洞察险情。更有趣的是，如果让绿头鸭站成一排，最边上的鸭子睡觉时会把朝向外的眼睛睁开，这时，睡着的鸭子依然能看到捕猎者的一举一动，好帮伙伴们放哨。
观察绿头鸭半球慢波睡眠的实验箱
单半球慢波睡眠还能帮助鸟类在长途飞行中实现边飞边睡的神技。例如雨燕自出生学会飞行后，就几乎不降落了。有纪录显示，它们可以在空中持续飞行长达两年，在此期间，它们也只在天空中睡觉。
普通雨燕，也就是传说中的“没有脚的雀仔”，其脚已经退化到只能攀附，难以站立。
尽管我们无法确切知道“只用半个大脑睡觉”是什么感觉的，但这可能类似于人类“认床”。很多人在新环境的第一夜，都会有睡得迷迷糊糊、半梦半醒的感觉。研究发现，这其实是一种轻度的不对称睡眠，在陌生环境下睡觉，大脑的两个半球的状态是不同的，其中左半脑会更加“清醒”一些，这其实也是一种保护机制，新环境意味着危险，人类自然会更加警觉，当熟悉了这一陌生环境，我们就又能睡得像一头死猪了。
