鱼的呼吸器官——从鱼鳔到肺

海洋上层和中层的硬骨鱼类,大多数都有鳔。鱼鳔的体积约占身体的5%左右。其形状大致可分为卵圆形、圆锥形、心脏形、马蹄形,在鱼鳔里面含有氧、氨和二氧化碳。

这几种气体混合的比例和空气不同,鱼鳔内含有较多的氧气。所以,在缺氧的环境中,鱼鳔可以作为辅助呼吸器官,为鱼提供氧气。

在鱼鳔上还有专门分泌气体的组织,叫气腺。而气腺的功能像气泵,能把血液中的气体抽到鱼鳔里来。鱼鳔还有吸收气体的功能,当鱼鳔的气体过多时,便运送一部分进入血液。

在很大一部分鱼类中,鱼鳔已成为水压平衡器官或控制沉浮器官。它通过充气和放气来调节鱼体的比重。这样,鱼在游动时只需要最小的肌肉活动,便能在水中保持不沉不浮的稳定状态。

水的压力随着水的深度而增加,压力增大,水的浮力也相应增大。当鱼要想下降到深水层时,由于水的压力增大了,这时鱼体要排出一部分气体,鱼体增如了比重,鱼就下沉。

如果鱼要上升到较高的水层时,那么,由于水压减小,鱼鳔就要充进一部分气体,使鱼鳔膨胀起来。这时,鱼体的比重减轻,鱼就浮上水面。

无论是降或升,还是停留,鱼鳔的充气和放气过程都是缓慢的,而且转变气体的容量也有限,因而鱼不能在水中急速地上升或下沉,否则,会有生命危险。

那么,鱼类为什么要生出这么一个鳔来呢这要追溯到遥远的志留纪和泥盆纪时期。那时,生活在近海的最古老的鱼类由于能得到充分溶解在水中的氧,因而不必呼吸空气。

后来,由于剧烈的竞争,有些原来生活在海洋中的鱼类只得远离家乡,进入淡水。在迁移的过程中,有一些鱼类到了小河、池塘、沼泽等地方生活。

但是,这些地方有混浊的沉淀物,腐殖质过多或温度较高,因而导致氧气不足,使鱼类感到呼吸困难。在这样的环境中,鱼类要想生活,就不得不经常浮出水面呼吸空气。

最初它们是利用食道壁来进行呼吸的,久而久之,身体里便生出一个固定的囊——鱼鳔,它可以起到一定的呼吸作用。目前,肺鱼和矛尾鱼的鳔就具有呼吸的功能。

如非洲的肺鱼,它在河水干涸时钻入泥中,只留出一个小泥孔,用鳔呼吸空气,等河里有了水,它又回到水中生活。可以说,陆生脊椎动物的肺,是由鱼鳔进化来的