域名频道资讯站
漫画相关知识中解释了半人类、半亚特兰蒂斯人的“海王”和他的亲友们是如何在海洋深处呼吸的。他们可能有鳃，虽然从外表看不出来，毕竟这一物种仅存在于我们的想象之中。不过言归正传，现实世界中的生物究竟是如何在水中呼吸的呢？
地球的大多数海洋、湖泊和河流中都含有大量溶解在水中的氧气，但我们的肺无法对其进行处理。然而，水生生物们却演化出了多种获取水中氧气的方法。
一种古老的方法
有些动物，比如水母，可以直接通过皮肤吸收水中的氧气。据美国北卡罗来纳大学助理教授瑞贝卡·赫尔姆（Rebecca Helm）介绍，这些生物体内的消化腔有双重用途：一是消化食物，二是让氧气与二氧化碳在体内四处弥漫。
事实上，地球最早的微生物生命获取氧气的方式与水母如出一辙，也是让氧气扩散到全身各处。据《无脊椎生物：水母的科学与脊椎骨的艺术》（Spineless： The Science of Jellyfish and the Art of Growing a Backbone）一书作者茱莉·伯沃德（Juli Berwald）指出，这类呼吸方式约出现于28亿年前，也就是蓝菌开始向大气中排放氧气之后的某个时间。
“因为它们只有外细胞层与内细胞层，内部都是胶装物质、没有细胞，所以它们并不像体内拥有正经组织的动物一样，需要那么多氧气。”伯沃德解释道。
不过，通过扩散法“呼吸”也有其缺点。
“要将氧气输送到身体较远的末端，这种方法比通过循环系统慢得多。这也许限制了水母的体型大小。”伯沃德补充道。
“后门法”
有些棘皮动物也会通过扩散法呼吸，空气可透过表皮进入体内。海星、海胆和海参都属于棘皮动物。
据华盛顿史密森尼国家自然历史博物馆研究人员克里斯托弗·玛（Christopher Mah）介绍，海星可在海水流过皮肤上的凸起物“皮鳃”（papulae）时、以及沟状结构“管足”（tube feet）时，吸收水中的氧气。
但有些类型的浅水海参却有着不同的呼吸方式：在肛门附近的体腔中长有用于呼吸的“树状”结构。用克里斯托弗·玛的话来说，它真是名副其实地“用屁股呼吸”。
“基本蓝图”
鱼鳃是一套非常成功的呼吸系统，利用一套血管网络从鱼鳃中流过的水中提取氧气，再通过鳃膜将氧气扩散到体内。
路易斯安纳尼古拉斯州立大学生物学院助理教授所罗门·戴维（Solomon David）表示，大多数鱼鳃都遵从一套“基本蓝图”。
“它们能够实现气体的逆流交换，即从水中抽取氧气，同时将呼吸废气排入水中。”戴维指出。鱼张开嘴时，便会有一股水流从鳃上流过。鱼鳃中密布的血管便可从水中获取氧气，同时排出二氧化碳，“有点像我们肺泡中的毛细血管。”
不过，不同鱼的鱼鳃并非完全相同。戴维表示，为满足不同的氧气需求，不同鱼类的鱼鳃结构差别很大。例如，一种喜欢快速游动的金枪鱼的鱼鳃就与喜欢“守株待兔”的鱼鳃区别迥异。
“如果你是一位活跃的捕食者，随时都在四处游动，你的鱼鳃结构就要满足更高的氧气需求。”戴维指出。
就算是同一种类的鱼，个体的鱼鳃形状也会有所不同，具体取决于其所处水域中的氧气状态。研究显示，若生存水域受到污染，鱼鳃的形状也会为了适应环境而有所变化：为阻止水中污染物进入体内，鳃丝会变得越来越紧凑。
一些水生两栖动物也有鳃，头上长有向外伸出的分支结构。这种特征一般只出现在动物幼年时期，大多数物种成年后就会消失。但佛罗里达大学自然资源与环境学院水生态学家克里斯汀·赫施特（Kirsten Hecht）指出，部分水生蜥蜴则能把这一特征一直保留到成年。
有一种名为肺鱼的鱼类，其鱼鳔结构特殊，因此它们既可在空气中呼吸、又可在水中呼吸。肺鱼在幼年时期也长有外鳃。“但几乎所有肺鱼的鳃都会在成年后消失。”赫施特解释道。
本文素材来自互联网
