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生活在水里的魚(yú), 居然還會(huì )被水淹死?

作者:一碗筷子 2022-06-04 瀏覽: 1,982 評論:0

摘要: 這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)著(zhù)就很離譜,魚(yú)生活在水中,能在水里呼吸,怎么會(huì )被水淹死呢?要弄清這個(gè)問(wèn)題,我們先得研究下“淹死”是怎么回事。 淹死的概念 我們常說(shuō)的淹死,指的是由于包括水在內的各種液體淹沒(méi)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(gè)問(wèn)題聽(tīng)著(zhù)就很離譜,魚(yú)生活在水中,能在水里呼吸,怎么會(huì )被水淹死呢?要弄清這個(gè)問(wèn)題,我們先得研究下“淹死”是怎么回事。

淹死的概念

我們常說(shuō)的淹死,指的是由于包括水在內的各種液體淹沒(méi)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(dòng)物為例),進(jìn)入水中后往往會(huì )主動(dòng)屏住呼吸,防止水進(jìn)入肺部。

不過(guò)這種主動(dòng)控制呼吸的行為是受限的,隨著(zhù)體內氧氣的減少和二氧化碳的增加,呼吸反射(breathing?reflex)越來(lái)越強烈,直到到達某個(gè)臨界點(diǎn),生物不能再自主屏氣。此時(shí),水(或其他液體)開(kāi)始進(jìn)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(jìn)入,很快水就會(huì )到達肺部,阻礙肺部的氣體交換。

在這個(gè)過(guò)程中,水進(jìn)入肺組織會(huì )導致肺泡表面活性物質(zhì)的減少。肺泡表面活性物質(zhì)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(tài)、保證氣體交換非常重要。當肺泡表面活性物質(zhì)遭到破壞,肺部的氣體交換就無(wú)法順利進(jìn)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(huì )迅速影響身體各個(gè)器官,大腦由于缺氧而失去意識,接著(zhù)就是呼吸衰竭、心臟驟停,淹死就發(fā)生了。

從這角度來(lái)看,淹死的原因是水阻礙了氣體交換,進(jìn)而導致機體缺氧,造成死亡的發(fā)生。

那對魚(yú)來(lái)說(shuō),水會(huì )阻礙氣體交換嗎?

魚(yú)是怎么呼吸的?

這里就不得不說(shuō)一下魚(yú)的呼吸方式了:多數種類(lèi)用鰓呼吸,個(gè)別種類(lèi)除了用鰓呼吸,還會(huì )輔以其他呼吸方式。

做為魚(yú)類(lèi)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(chēng)排列在咽部?jì)蓚?,鰓瓣著(zhù)生于鰓間隔(軟骨魚(yú)類(lèi))或腮弓(硬骨魚(yú)類(lèi))上。

對于軟骨魚(yú)類(lèi)(例如鯊魚(yú))來(lái)說(shuō),鰓裂一般直接開(kāi)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(jīng)鰓腔,再從鰓裂流出體外。當流經(jīng)鰓裂時(shí),水中的氧氣與鰓血管中的血液完成氣體交換。

硬骨魚(yú)則有所不同,它們鰓腔外覆蓋鰓蓋骨,主要依靠鰓蓋的運動(dòng)完成呼吸,水流經(jīng)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(yú), 居然還會(huì )被水淹死?

軟骨魚(yú)(A)和硬骨魚(yú)(A)鰓的區別,圖片來(lái)源《普通動(dòng)物學(xué)》

除了用鰓呼吸,部分硬骨魚(yú)還發(fā)展出了適應性的特殊呼吸方式,比如鰻鱺、彈涂魚(yú)可以通過(guò)皮膚呼吸;泥鰍可以通過(guò)腸管呼吸;斗魚(yú)、烏鱧可以通過(guò)鰓上器呼吸;肺魚(yú)可以通過(guò)鰾(魚(yú)類(lèi)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(yú)來(lái)說(shuō),水本身是不會(huì )阻礙氣體交換的,從這個(gè)角度來(lái)看,用鰓呼吸的魚(yú)并不會(huì )“淹死”。

不過(guò),有些魚(yú)對鰓的依賴(lài)性很低,主要從空氣中獲取氧氣,水對它們來(lái)說(shuō)就沒(méi)那么友好了,有個(gè)比較極端的例子是巴西骨舌魚(yú)(Arapaima gigas)。

生活在水里的魚(yú), 居然還會(huì )被水淹死?

巴西骨舌魚(yú),圖片來(lái)源wikipedia

巴西骨舌魚(yú)生活的環(huán)境有點(diǎn)特別,一到旱季,水中常常充滿(mǎn)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(yú)不得不發(fā)展出一種特殊技能——從空氣中獲取氧氣。它們用魚(yú)鰾(其實(shí)鰾和肺同源,現有證據表明鰾很可能是原始的肺演化而來(lái)的)呼吸,但魚(yú)鰓的作用卻逐漸丟失,以至于幾乎80%的氧氣供應都來(lái)自空氣。

這樣一來(lái),巴西骨舌魚(yú)不僅完美適應了缺氧的生活環(huán)境,還解鎖了離開(kāi)水也能存活一段時(shí)間的特技。但凡事都有兩面性,巴西骨舌魚(yú)過(guò)于依賴(lài)空氣,以至于每隔一段時(shí)間就得浮出水面換氣,否則就會(huì )“淹死”。

魚(yú)在水中也會(huì )缺氧

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

水體缺氧的情況大家其實(shí)并不陌生,比如說(shuō)下雨前池塘里的魚(yú)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(yú)通常得準備氧氣泵,也是為了防止魚(yú)兒缺氧。

氣壓、水溫等因素都可能導致水體含氧量改變,不過(guò)一般不會(huì )嚴重到把魚(yú)憋死,但“赤潮”等現象就真的很要命了。發(fā)生“赤潮”時(shí),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(yú)蝦就會(huì )窒息而亡。

除了環(huán)境因素,魚(yú)生病也可能導致無(wú)法呼吸。典型例子就是爛鰓病,患病的魚(yú)鰓絲末端腐爛、充血,呼吸受阻,如果不能及時(shí)治療,即使水中氧氣充足魚(yú)兒也無(wú)法呼吸,最終會(huì )窒息而亡。

這么看來(lái),魚(yú)在水中淹死似乎也不是什么不可能的事。