硬骨鱼 鱼儿也会被水淹死?快给鱼上氧气瓶!


硬骨鱼 鱼儿也会被水淹死?快给鱼上氧气瓶!
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鱼会被水淹死吗?这个问题听着就很离谱 , 鱼生活在水中 , 能在水里呼吸 , 怎么会被水淹死呢?要弄清这么问题 , 我们先得研究下“淹死”是怎么回事 。
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淹死的概念
我们常说的淹死 , 指的是由于包括水在内的各种液体淹没面部及上呼吸道 , 导致呼吸功能丧失而引起的死亡 。对于需要从空气中获取氧气的生物(以哺乳动物为例) , 进入水中后会往往会主动屏住呼吸 , 以防止水进入肺部 。 不过这种主动控制呼吸的行为是受限的 , 随着体内氧气的减少和二氧化碳的增加 , 呼吸反射(breathing reflex)越来越强烈 , 直到到达某个临界点 , 生物不能再自主屏气 。
此时 , 水(或其他液体)开始进入气管 , 引起肌肉痉挛并堵塞气道 , 如果不能阻止水的持续进入 , 很快水就会到达肺部 , 阻碍肺部的气体交换 。 在这个过程中 , 水进入肺组织会导致肺泡表面活性物质的减少 。
肺泡表面活性物质是一种由肺泡细胞分泌的脂蛋白(主要成分是二棕榈酰卵磷脂) , 它分布于肺泡表面气体与液体的交界面上 , 对维持肺泡形态、保证气体交换非常重要 。 当肺泡表面活性物质遭到破坏 , 肺部的气体交换就无法顺利进行 , 于是导致组织缺氧和代谢性酸中毒 。 低氧血症和酸中毒会迅速影响身体各个器官 , 大脑由于缺氧而失去意识 , 接着就是呼吸衰竭、心脏骤停 , 淹死就发生了 。
从这角度来看 , 淹死的原因是水阻碍了气体交换 , 进而导致机体缺氧 , 造成死亡的发生 。 那对鱼来说 , 水会阻碍气体交换吗?
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鱼是怎么呼吸的?
这里就不得不说一下鱼的呼吸方式了:多数种类用鳃呼吸 , 个别种类除了用鳃呼吸 , 还会辅以其他呼吸方式 。
作为鱼类最重要的呼吸器官 , 鳃的主要特征是壁薄、气体交换面积大、毛细血管分布十分丰富 。 鳃通常对称排列在咽部两侧 , 鳃瓣着生于鳃间隔(软骨鱼类)或腮弓(硬骨鱼类)上 。 对于软骨鱼类(例如鲨鱼)来说 , 鳃裂一般直接开口于体表 , 在鳃节肌的控制下 , 腮弓有节奏地收缩和舒张 , 使水流不断从口流经鳃腔 , 再从鳃裂流出体外 。
当流经鳃裂时 , 水中的氧气与鳃血管中的血液完成气体交换 。 硬骨鱼则有所不同 , 它们鳃腔外覆盖鳃盖骨 , 主要依靠鳃盖的运动完成呼吸 , 水流经鳃的方向与血流方向相反 , 呈逆流交换 , 摄取氧的效率很高 。 软骨鱼(A)和硬骨鱼(A)鳃的区别 , 图片来源《普通动物学》除了用鳃呼吸 , 部分硬骨鱼还发展出了适应性的特殊呼吸方式 , 比如鳗鲡、弹涂鱼可以通过皮肤呼吸;泥鳅可以通过肠管呼吸;斗鱼、乌鳢可以通过鳃上器呼吸;肺鱼可以通过鳔(鱼类位于肠管背面的囊状器官)呼吸等等 。
对于依靠鳃从水中获取氧气的鱼来说 , 水本身是不会阻碍气体交换的 , 从这个角度来看 , 用鳃呼吸的鱼并不会“淹死” 。 不过 , 有些鱼对鳃的依赖性很低 , 主要从空气中获取氧气 , 水对它们来说就没那么友好了 , 有个比较极端的例子是巴西骨舌鱼(Arapaima gigas) 。 巴西骨舌鱼 , 图片来源wikipedia巴西骨舌鱼生活的环境有点特别 , 一到旱季 , 水中常常充满腐烂的有机物 , 氧气含量很低 。 为了获得足够多的氧气 , 巴西骨舌鱼不得不发展出一种特殊技能——从空气中获取氧气 。
它们用鱼鳔(其实 , 鳔和肺同源 , 现有证据表明鳔很可能是原始的肺演化而来的)呼吸 , 但鱼鳃的作用却逐渐丢失 , 以至于几乎80%的氧气供应都来自空气 。 这样一来 , 巴西骨舌鱼不仅完美适应了缺氧的生活环境 , 还解锁了离开水也能存活一段时间的特技 。 但凡事都有两面性 , 巴西骨舌鱼过于依赖空气 , 以至于每隔一段时间就得浮出水面换气 , 否则就会“淹死” 。
3
鱼在水中也会缺氧
如果我们把“淹死”定义为缺氧而亡 , 那除了巴西骨舌鱼这样极端的案例 , 其他鱼类在水中也可能遭殃 。 导致鱼在水中缺氧的原因主要有两个方面 , 一是水体本身缺氧 , 一是鱼自身患病 。

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