Comme tous les mammifères, les dauphins respirent avec des poumons.

Les poissons eux possèdent des branchies. Le requin-baleine par exemple est un poisson.

 

L ‘adaptation des cétacés a  consisté à ne plus avoir de narines

au niveau du museau, ce qui n'est pas le cas des phoques,

lui même mammifère marin. Chez les dauphins, les narines ont migré vers le sommet

 de la tête et ont fusionné pour donner un orifice unique appelé "évent".

Les baleines comme le rorqual ont un évent divisé en deux parties,

le cachalot donc plus proche du dauphin a un seul évent.  

Les poumons sont mieux employés : tandis que les humains

n'utilisent que 10 à 15 % de leur capacité pulmonaire maximale

lors d'une respiration normale, les dauphins renouvellent 80 % à 90 %

du volume maximal de leurs poumons à chaque inspiration.

Le rythme respiratoire est lent et irrégulier. On compte en moyenne

1 à 3 inspiration par minute mais cela dépend aussi des actions en cours menées par le dauphin.

  

L'étanchéité de l'évent en plongée est assurée par un système

de cavités pneumatiques qui, en se gonflant d'air inspiré, le rend hermétique.

Pour attraper ses proies en plongée, le dauphin ouvre la bouche.

Il risque donc d'avaler de l'eau qui, sous pression, pourrait franchir

la trachée artère jusqu'aux poumons. Une adaptation évite ce risque :

l'intersection  entre l'oesophage et la trachée a été supprimée chez les dauphins

 grâce au prolongement de la trachée par un tube cartilagineux qui traverse l'oesophage

 pour s'engager dans le conduit nasal. Ce tube est maintenu à la base du conduit nasal

par un sphincter et il se termine par un bec, dit "bec de canard", dont les lèvres forment

une valve de sécurité. Il en résulte que les dauphins ne peuvent pas avaler de travers,

ni ingurgiter de l'eau par leur système respiratoire et que, par ailleurs,

il leur est donc impossible de respirer par la bouche.

 

Croisée des voies respiratoire et digestive : le sac aériens et les lèvres

 du "bec de canard" ont un rôle dans les émissions sonores du dauphin.

Le larynx est cartilagineux, les proies ingurgitées (flèches) doivent

le contourner pour aller dans l'estomac.

La respiration n'est pas un acte réflexe chez les dauphins comme chez l ‘homme,

 mais plutôt un acte volontaire. Si ce dernier plonge en apnée au-delà de ses possibilités,

un réflexe bien peu contrôlable va lui obliger à respirer dès que le gaz carbonique

 de ses cellules dépassera une concentration donnée, ce qui provoquera la noyade.

Ce réflexe n'existe pas chez le dauphin. Il ressent cependant le besoin de respirer

car son taux d'oxygène diminue, mais il garde le contrôle de sa respiration.

 S'il reste bloquée trop longtemps sous l'eau, il mourra aussi, mais d'asphyxie

par épuisement de l'oxygène.

Les dauphins augmentent leur volume de sang, qui représente 15 % du poids de leur corps,

 contre 7 % chez les humains. Ils multiplient aussi le nombre de globules rouges,

lesquels contiennent plus d'hémoglobine (pigments transporteurs de l'oxygène sanguin)

 que ceux de la plupart des autres mammifères. Ainsi, chaque centimètre cube du sang

d'un dauphin peut transporter une plus grande quantité d'oxygène et permettre une

oxygénation meilleur et plus rapide des cellules. Enfin, l'hémoglobine musculaire (myoglobine)

est beaucoup plus dense chez les dauphins (d'où la couleur rouge très foncé de leur chair),

ce qui facilite la mise en réserve de l'oxygène dans ces tissus.

Pendant l'immersion, au stockage d'oxygène dans les poumons, le sang et les muscles,

 s'ajoute un ralentissement du rythme cardiaque, appelé bradycardie.

Cette bradycardie s'accompagne d'une vasoconstriction différentielle des vaisseaux.

Ainsi, la circulation sanguine est pratiquement stoppé dans les muscles qui doivent

se contenter de leurs réserves d'oxygène. Seuls les organes vitaux tels que le cerveau

et le coeur sont régulièrement alimentés en oxygène. Dans le cas d'une plongée profonde

et prolongée, de nombreux organes, y compris le cerveau, seraient capable de fonctionner

 avec un apport réduit, voire nul, d'oxygène.

Les dauphins ont développé des ramifications extrêmement complexes et fines de vaisseaux

sanguins enchevêtrés, appelées retia mirabilia ou réseaux admirables. Ces réseaux,

intercalés sur le trajet des artères, constituent un réservoir de sang oxygéné supplémentaire.

Ils jouent également un rôle compensateur des variations de pressions au cours de la plongée

et de maintien constant du débit sanguin.

Les dauphins ne connaissent pas les accidents de compression. La plongée s'effectue en apnée,

 c'est-à-dire avec une réserve d'air à la pression atmosphérique. A cette pression,

il ne se produit pas, dans le sang qui baigne les centres nerveux, de formation de bulle d'azote

pouvant entraîner des paralysies et la mort, comme c'est le cas chez les plongeurs en scaphandre

 autonome qui n'ont pas respecté les paliers de décompression.

  

Lorsque  un dauphin est endormi, nous  apercevons qu'il bouge en dormant.

L'animal a les paupières fermées, il paraît quasiment immobile, mais des mouvements à peine

 perceptibles des nageoires le font remonter en surface doucement pour respirer ; il s'enfonce,

un réflexe ferme l'évent.

Les rythmes respiratoire et cardiaque sont ralentis, mais le dauphin reste cependant

en état de veille car, au moindre bruit, à la moindre alerte, il sort instantanément du sommeil.

Pendant cette période, les deux hémisphères cérébraux sont actifs chacun à son tour pour assurer

 en permanence tonus et réflexes d'alerte. Pendant qu'un hémisphère cérébral dort, l'autre est en éveil.

Chez les dauphins sauvages, le sommeil est gérer autrement, le travaux entrepris avec la

delphine Dolphy ont permis de constater que les dauphins nagent en dormant en tournant

sur eux mêmes afin d’ analyser les éventuels prédateurs environnement.