生活|竟然有被淹死的魚？硬骨魚|肺泡|方式|液體|肺部

文章圖片

巴西骨舌魚
□一碗筷子
魚生活在水中，能在水里呼吸，居然也會被淹死？這似乎是不可能的事。
但細究起來，這居然是常有的事。這到底是怎么回事？
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了上呼吸道，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，呼吸反射會越來越強烈，直到到達某個臨界點，生物就不能再自主屏氣。此時，水（或其他液體）便開始進入氣管，引起肌肉痙攣并堵塞氣道。此時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。
魚是怎么呼吸的？
魚生活在水里，它們的呼吸方式與人類不一樣：多數種類的魚是用鰓呼吸，個別種類除了用鰓呼吸，還會輔以其他呼吸方式。
作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。
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。
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。它們用魚鰾呼吸——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——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” 。