氧气对地球上的绝大部分生物来说至关重要,
而获得氧气的方式就是呼吸。
生活在陆地上的生物大多用肺呼吸,
比如哺乳动物、爬行动物等。
用肺呼吸(图片来自网络)
还有一些陆生动物没有肺这个呼吸器官,
比如蝗虫用气管呼吸;
蚯蚓用湿润的体壁呼吸。
陆地上的氧气存在于空气中,
约占空气含量的21%。
水中也含有一定的氧气,
一般称为溶解氧。
生活在海洋中的动物如何呼吸
以获得水中的溶解氧呢?
01 用鳃呼吸
生活在水中的动物大多用鳃呼吸,
比如鱼类、虾、蟹、贝等。
羽毛状的鳃上布满了毛细血管,
且这些毛细血管的管壁很薄,
气体很容易渗透进去。
鱼鳃
当水流经鳃时,
水中的氧气会渗到鳃的毛细血管里。
虽然呼吸器官都是鳃,
有些动物却将呼吸玩出了新花样。
比如鲨鱼的“撞击”式呼吸,
通过“撞击”海水将其吸入嘴巴,
再通过鳃进行呼吸。
这就是为什么部分鲨鱼必须不停地游来游去。
(因为不游泳就会被憋死)
02 用“屁股”呼吸
是的,
你没有看错,
有些海洋动物确实用“屁股”呼吸,
比如大家喜欢吃的海参。
它的呼吸过程大体如下:
含有氧气的海水从肛门进入排泄腔,
然后进入呼吸树(海参的呼吸器官),
产生的二氧化碳随海水经呼吸树从肛门排出体外。
不同于海参,
海龟用“屁股”辅助呼吸。
海龟特殊的呼吸系统
绿海龟平时是用肺呼吸的,
但在海底休息的时候,
它可以通过有节奏地收缩肛门,
让海水在肛门、直肠、肛囊间进出。
这样肛囊上的红细胞就可以从海水中吸收氧气。
03 用“皮肤”呼吸
大部分的腔肠动物用“皮肤”呼吸,
这里说的“皮肤”指的是腔肠动物的体壁。
常见的腔肠动物包括水母、海葵等。
腔肠动物没有呼吸器官,
要借助体壁细胞与周围的水进行气体交换。
水母的身体构造很简单
与水母直接用“皮肤”呼吸不同,
海星用长在体表的皮鳃(海星的呼吸器官)呼吸。
箭头所指的“绒毛”即皮鳃
(图片来自国立自然科学博物馆)
皮鳃只有表皮,
其内腔直接与体腔相通,
可将收集到的氧气直接扩散到海星的体腔内。
04 用肺呼吸
海洋哺乳动物和海洋爬行动物等用肺呼吸。
用肺呼吸离不开空气 ,
因此用肺呼吸的海洋动物
需要定时回到水面呼吸空气。
你是否见过鲸在海面上喷水柱?
那就是鲸在呼吸。
PS:喷出的水柱不是水,
而是鲸排出的废气接触到外面的冷空气,
变成了白雾状。
为了防止呛水,
(感觉就像你的鼻孔吸入了水)
有些动物的鼻孔装有“阀门”。
比如海蛇的鼻孔有瓣膜:
当吻部露出水面时,瓣膜打开,吸入空气;
当潜入水下时,瓣膜关闭,水就不会灌进鼻孔里。
(海牛的鼻子上也有类似的“阀门”)
海蛇的鼻孔(用红圈画出的部分)
END
参考资料:
[1] 任尚峰,邵玉兰.棘皮动物的棘刺、棘钳和皮鳃[J].生物学通报,1997(04):18.
[2] 海星要在海里被憋死了, Frontiers开放科学平台 ,2021年6月25日。
[3] 《认识海洋·海洋生物》,青岛出版社,2016年10月。