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        生活在水里的魚, 居然還會被水淹死?

        作者:一碗筷子 2022-06-04 瀏覽: 553 評論:0

        摘要: 這個問題聽著就很離譜,魚生活在水中,能在水里呼吸,怎么會被水淹死呢?要弄清這個問題,我們先得研究下“淹死”是怎么回事。 淹死的概念 我們常說的淹死,指的是由于包括水在內的各種液體淹沒面部及上呼吸道,導致呼吸功能喪失而引起的死亡。 對于需要從空氣中獲取氧氣的生物...

        這個問題聽著就很離譜,魚生活在水中,能在水里呼吸,怎么會被水淹死呢?要弄清這個問題,我們先得研究下“淹死”是怎么回事。

        淹死的概念

        我們常說的淹死,指的是由于包括水在內的各種液體淹沒面部及上呼吸道,導致呼吸功能喪失而引起的死亡。

        對于需要從空氣中獲取氧氣的生物(以哺乳動物為例),進入水中后往往會主動屏住呼吸,防止水進入肺部。

        不過這種主動控制呼吸的行為是受限的,隨著體內氧氣的減少和二氧化碳的增加,呼吸反射(breathing?reflex)越來越強烈,直到到達某個臨界點,生物不能再自主屏氣。此時,水(或其他液體)開始進入氣管,引起肌肉痙攣并堵塞氣道,如果不能阻止水的持續進入,很快水就會到達肺部,阻礙肺部的氣體交換。

        在這個過程中,水進入肺組織會導致肺泡表面活性物質的減少。肺泡表面活性物質是一種由肺泡細胞分泌的脂蛋白(主要成分是二棕櫚酰卵磷脂),它分布于肺泡表面氣體與液體的交界面上,對維持肺泡形態、保證氣體交換非常重要。當肺泡表面活性物質遭到破壞,肺部的氣體交換就無法順利進行,于是導致組織缺氧和代謝性酸中毒。低氧血癥和酸中毒會迅速影響身體各個器官,大腦由于缺氧而失去意識,接著就是呼吸衰竭、心臟驟停,淹死就發生了。

        從這角度來看,淹死的原因是水阻礙了氣體交換,進而導致機體缺氧,造成死亡的發生。

        那對魚來說,水會阻礙氣體交換嗎?

        魚是怎么呼吸的?

        這里就不得不說一下魚的呼吸方式了:多數種類用鰓呼吸,個別種類除了用鰓呼吸,還會輔以其他呼吸方式。

        做為魚類最重要的呼吸器官,鰓的主要特征是壁薄、氣體交換面積大、毛細血管分布十分豐富。鰓通常對稱排列在咽部兩側,鰓瓣著生于鰓間隔(軟骨魚類)或腮弓(硬骨魚類)上。

        對于軟骨魚類(例如鯊魚)來說,鰓裂一般直接開口于體表,在鰓節肌的控制下,腮弓有節奏地收縮和舒張,使水流不斷從口流經鰓腔,再從鰓裂流出體外。當流經鰓裂時,水中的氧氣與鰓血管中的血液完成氣體交換。

        硬骨魚則有所不同,它們鰓腔外覆蓋鰓蓋骨,主要依靠鰓蓋的運動完成呼吸,水流經鰓的方向與血流方向相反,呈逆流交換,攝取氧的效率很高。

        生活在水里的魚, 居然還會被水淹死?

        軟骨魚(A)和硬骨魚(A)鰓的區別,圖片來源《普通動物學》

        除了用鰓呼吸,部分硬骨魚還發展出了適應性的特殊呼吸方式,比如鰻鱺、彈涂魚可以通過皮膚呼吸;泥鰍可以通過腸管呼吸;斗魚、烏鱧可以通過鰓上器呼吸;肺魚可以通過鰾(魚類位于腸管背面的囊狀器官)呼吸等等。

        對于依靠鰓從水中獲取氧氣的魚來說,水本身是不會阻礙氣體交換的,從這個角度來看,用鰓呼吸的魚并不會“淹死”。

        不過,有些魚對鰓的依賴性很低,主要從空氣中獲取氧氣,水對它們來說就沒那么友好了,有個比較極端的例子是巴西骨舌魚(Arapaima gigas)。

        生活在水里的魚, 居然還會被水淹死?

        巴西骨舌魚,圖片來源wikipedia

        巴西骨舌魚生活的環境有點特別,一到旱季,水中常常充滿腐爛的有機物,氧氣含量很低。為了獲得足夠多的氧氣,巴西骨舌魚不得不發展出一種特殊技能——從空氣中獲取氧氣。它們用魚鰾(其實鰾和肺同源,現有證據表明鰾很可能是原始的肺演化而來的)呼吸,但魚鰓的作用卻逐漸丟失,以至于幾乎80%的氧氣供應都來自空氣。

        這樣一來,巴西骨舌魚不僅完美適應了缺氧的生活環境,還解鎖了離開水也能存活一段時間的特技。但凡事都有兩面性,巴西骨舌魚過于依賴空氣,以至于每隔一段時間就得浮出水面換氣,否則就會“淹死”。

        魚在水中也會缺氧

        如果我們把“淹死”定義為缺氧而亡,那除了巴西骨舌魚這樣極端的案例,其他魚類在水中也可能遭殃。導致魚在水中缺氧的原因主要有兩個方面,一是水體本身缺氧,一是魚自身患病。

        水體缺氧的情況大家其實并不陌生,比如說下雨前池塘里的魚總是扎堆浮出水面呼吸,這就是因為水中的氧氣不夠了;還有家里養魚通常得準備氧氣泵,也是為了防止魚兒缺氧。

        氣壓、水溫等因素都可能導致水體含氧量改變,不過一般不會嚴重到把魚憋死,但“赤潮”等現象就真的很要命了。發生“赤潮”時,水中有機物大量增加,好氧菌隨之大量增殖,消耗水中本就不多的氧氣(水中的含氧量遠遠不及空氣),魚蝦就會窒息而亡。

        除了環境因素,魚生病也可能導致無法呼吸。典型例子就是爛鰓病,患病的魚鰓絲末端腐爛、充血,呼吸受阻,如果不能及時治療,即使水中氧氣充足魚兒也無法呼吸,最終會窒息而亡。

        這么看來,魚在水中淹死似乎也不是什么不可能的事。

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