哺乳動物的呼吸很好理解,我們?nèi)祟愖约壕褪遣溉閯游铮帽亲游肟諝猓M入肺部過濾氧氣輸送到血液,之后將廢氣從鼻子排出,簡潔明了,渾然天成。也就是說,在生物動物界(包含我們?nèi)祟悾┙^大多數(shù)都是以鼻、口來呼吸。但魚類作為水生動物,必然導(dǎo)致它的呼吸與眾不同,魚類的主要呼吸器官則不是鼻孔與口嘴,而是頭部兩側(cè)的鰓,利用副呼吸器官的魚類為數(shù)不多但也不常用,比如:皮膚(鰻鱺、彈涂魚等)、腸管(泥鰍)、鰓上器官(攀鱸、斗魚、烏魚等)及氣囊(肺魚)等各種器官進行輔助呼吸。
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一、魚鰓的結(jié)構(gòu)
在魚頭部分,兩側(cè)分別有兩塊很大的鰓蓋,鰓蓋里面的空腔叫鰓腔。掀起鰓蓋,可以看見有“鰓絲”魚鰓的結(jié)構(gòu)有鰓片、鰓絲和鰓小片。魚在水中游動時,鰓片、鰓絲、鰓小片完全張開,使魚鰓與水的接觸面擴大,以增加攝取水中氧氣的機會。在咽喉兩側(cè)各有四個鰓,每個鰓又分成兩排鰓片,每排鰓片由許多鰓絲排列組成,每根鰓絲的兩側(cè)又衍生出許多細小的鰓小片。
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但水體中的氧氣含量是遠遠低于大氣的,平時只有5mg/L(毫克/升)左右,有時低至3mg/L以下,為了從這種低氧環(huán)境中獲得氧氣,魚鰓往往具有非常特殊的結(jié)構(gòu)
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(魚鰓及其顯微結(jié)構(gòu)。來源:fws.gov)
從圖中可以看到,垂直于鰓弓整齊排列的梳齒狀或者板條狀突起被稱為鰓絲,鰓絲由薄片狀小囊袋組織結(jié)構(gòu)一片一片緊密排列而成,這些結(jié)構(gòu)被稱為鰓小片。鰓小片是魚鰓最基本的結(jié)構(gòu)和功能單位。鰓絲排列于鰓弓之上,構(gòu)成鰓片,每個鰓弓之上有兩片鰓片。
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魚類通常都具有多對鰓弓,這樣的生理結(jié)構(gòu)使魚鰓的有效呼吸面積成幾何級數(shù)增加,在組織結(jié)構(gòu)上確保了有效呼吸面積,讓魚類能夠有效適應(yīng)水體中的低氧環(huán)境。據(jù)有人測試:一條10克重的鯽魚,鰓全部張開后面積可達17平方厘米。
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(魚鰓結(jié)構(gòu)及氣血交換示意圖。來源:kuensting網(wǎng)站Anaxibia創(chuàng)作)
為了應(yīng)對水體的低氧環(huán)境,魚鰓的血管分布樣式也有講究。血管的分布使魚在呼吸時血流的方向與水流方向相反,這樣能進一步提升氣體交換效率
二、鰓的呼吸
魚類可以在水中呼吸獲取氧氣,這是水中生物的基本技能,就和陸地生物需要用口鼻呼吸一樣。在水中,魚的呼吸是由口、口咽腔和鰓蓋的協(xié)同運動來完成。
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(魚類通過魚鰓呼吸過程示意圖。來源:kuensting網(wǎng)站Anaxibia創(chuàng)作)
在鰓小片中有微血管,這里的表皮很薄,當(dāng)血液流過這里時就完成了氣體交換;將帶來的二氧化碳透過鰓小片的薄壁,送到(出)水中;同時,吸取水中的氧,氧隨血液循環(huán)輸送到魚體各部分去。鰓小片上有豐富的小血管,是氣體交換的場所,血液和水只隔著很薄的血管壁,氧氣就是從這里進入血管的。由于口部和鰓蓋的交替開閉,可以使水不斷地由口進入口腔,經(jīng)咽到達鰓腔,與鰓絲接觸,然后由鰓孔排到外面,魚類的呼吸作用就是在這個過程中完成的。
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三、口腔抽吸與沖撞換氣
在呼吸過程中,魚嘴張開,水流進入口咽腔,此時鰓蓋閉合,水流經(jīng)魚鰓,完成氣體交換。在魚類的呼吸運動中,口腔和鰓腔的作用取決于魚類的棲息環(huán)境。
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我們看到的大多數(shù)魚,都是通過嘴巴吸水讓水流過鰓部來獲取氧氣的,這種呼吸方式叫口腔抽吸,絕大多數(shù)的(硬骨)魚類都以這種方式呼吸。另外,活動緩慢的魚類,也是主要依靠口腔和鰓腔的連續(xù)動作進行口腔抽吸
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還有一種方式叫沖撞換氣,魚張開嘴巴,讓水流經(jīng)鰓裂而獲得氧氣,一般的軟骨魚比如鯊魚、金槍魚等就是通過這種方式呼吸的,它們因鰓蓋肌肉退化不能運動,根本無法通過嘴巴完成口腔抽吸,必須不停地游動才能維持氧氣的攝入,這種方式就叫做(強制)沖撞換氣。說通俗一點,這類魚也就是快速游動的魚類,它們利用沖撞行為讓水流沖進口中流過它們的鰓從而吸氧。這些魚類必須不停地游來游去才能生存,否則它們就會在水里窒息,被活活“憋”死!
四、鰓的氣體交換
當(dāng)魚吞入食物時,也將水喝到嘴里,然后食物被咽下,而水就從兩側(cè)的鰓流出體外。水中的氧在這一過程中,被魚鰓內(nèi)的血管吸收,魚就不會缺氧。因此,我們才說魚是用鰓呼吸的。但鰓不能直接從空氣里吸收氧,只能吸收水里的氧
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另外,鰓小片僅由單層上皮細胞構(gòu)成,因此在魚類出水之后,鰓小片會粘連在一起并迅速失去功能,造成魚鰓表面干涸板結(jié),魚也會窒息而亡,因此大多數(shù)魚類不適合離水生活。魚若是離開了水,魚鰓就張不開,就互相粘連,并由于缺水而變得干燥,本來就不能吸收空氣中的氧氣,因而魚就會死掉。因此,魚離開水以后也會因“缺氧”而死,干死了!

大家應(yīng)該都知道,夏天的魚雖然活力強,但耐力差很多,在某一特定情況(比如離水)下會死得快些,但到了秋末初冬或早春,魚的成活率就會高一些,這和溫度高低和空氣濕度相關(guān)。低溫時節(jié)因為溫度低,魚鰓在空氣中干燥得慢一些,還會盡最大努力從鰓絲上尚余的水份里吸取氧氣,另也由于溫度低,魚的耗氧量也減少許多,所以成活的時間稍微長一些。大熱天的高溫,空氣特別干燥,離水的魚體往往水分揮發(fā)很快,對魚類來說,缺水等同于缺氧,魚必然會死得很快,因為用鰓來呼吸的魚類不可能從空氣中吸收氧氣。
五、魚鰓呼吸與溶解氧
在水體中,從底層到表面,在正常情況下每升水中大約有4到9毫克的溶解氧,它和溫度、深度、壓力、水質(zhì)等有關(guān),在20攝氏度時在一個大氣壓下,一升純水里大約會溶解9毫克氧,溫度越高,氧氣越少。因此,水中溶解氧含量的多或少會直接威脅到魚類的生死存亡。
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偶爾出現(xiàn)的“魚浮頭”現(xiàn)象,有說法是魚想從空氣中吸取氧氣,這是不對的,也許可能魚兒會有這樣的想法而已。其實,魚在浮頭時其嘴仍然沒有離開水,只是在水的表層吸水,在吸水的同時吸收水中溶解的氧氣。因為在同等情況下,水的上層氧氣含量較水的底層、中層本來就豐富得多,魚的求生本能讓它自然而然的被迫到水表層來。
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六、魚鰓的重要性
綜上所述,鰓是魚類最基本、最起碼、最重要的生理器官,缺它不可,沒有了鰓或鰓出問題了,比如爛鰓病,就等同于我們沒有肺或口鼻,或者沒有呼吸功能,后果或結(jié)局大家是可想而知的。所以,養(yǎng)魚人除了平時需要保持水中溶氧充足,水體優(yōu)良外,把防控鰓病的發(fā)生和"護鰓"工作應(yīng)該放在首位。
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