鱼会被水淹死吗?这个问题听着就很离谱,鱼生活在水中,能在水里呼吸,怎么会被水淹死呢?
要弄清这么问题,我们先得研究下“淹死”是怎么回事。
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淹死的概念
我们常说的淹死,指的是由于包括水在内的各种液体淹没面部及上呼吸道,导致 呼 吸功能丧失 而引起的死亡。
对于需要从空气中获取氧气的生物 (以哺乳动物为例) ,进入水中后会往往会主动 屏住呼吸 ,以防止水进入肺部。
不过这种主动控制呼吸的行为是受限的,随着体内氧气的减少和二氧化碳的增加, 呼吸反射 (breathing reflex) 越来越强烈,直到到达某个临界点,生物不能再自主屏气。
此时,水 (或其他液体) 开始进入气管,引起 肌肉痉挛 并堵塞气道,如果不能阻止水的持续进入,很快水就会到达肺部,阻碍肺部的气体交换。
在这个过程中,水进入肺组织会导致肺泡表面 活性物质 的减少。肺泡表面活性物质是一种由肺泡细胞分泌的脂蛋白 (主要成分是二棕榈酰卵磷脂) ,它分布于肺泡表面气体与液体的交界面上,对维持肺泡形态、保证气体交换非常重要。
当肺泡表面活性物质遭到破坏,肺部的气体交换就无法顺利进行,于是导致 组织缺氧 和 代谢性酸中毒 。
低氧血症和酸中毒会迅速影响身体各个器官,大脑由于缺氧而失去意识,接着就是呼吸衰竭、心脏骤停,淹死就发生了。
从这角度来看,淹死的原因是水阻碍了气体交换,进而导致机体缺氧,造成死亡的发生。 那对鱼来说,水会阻碍气体交换吗?
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鱼是怎么呼吸的?
这里就不得不说一下鱼的呼吸方式了:多数种类用 鳃呼吸 ,个别种类除了用鳃呼吸,还会 辅以其他 呼吸方式。
作为鱼类最重要的呼吸器官,鳃的主要特征是壁薄、气体交换面积大、毛细血管分布十分丰富。
鳃通常对称排列在咽部两侧,鳃瓣着生于鳃间隔 (软骨鱼类) 或腮弓 (硬骨鱼类) 上。
对于软骨鱼类 (例如鲨鱼) 来说,鳃裂一般直接开口于体表,在鳃节肌的控制下,腮弓有节奏地收缩和舒张,使水流不断从口流经鳃腔,再从鳃裂流出体外。当 流经鳃裂 时,水中的氧气与鳃血管中的血液完成气体交换。
硬骨鱼则有所不同,它们鳃腔外覆盖鳃盖骨,主要依靠鳃盖的运动完成呼吸,水流经鳃的方向与血流方向相反,呈 逆流交换 ,摄取氧的效率很高。
软骨鱼(A)和硬骨鱼(A)鳃的区别,图片来源《普通动物学》
除了用鳃呼吸,部分硬骨鱼还发展出了适应性的特殊呼吸方式,比如鳗鲡、弹涂鱼可以通过 皮肤呼吸 ;泥鳅可以通过 肠管呼吸 ;斗鱼、乌鳢可以通过 鳃上器呼吸 ;肺鱼可以通过 鳔 (鱼类位于肠管背面的囊状器官) 呼吸等等。
对于依靠鳃从水中获取氧气的鱼来说,水本身是不会阻碍气体交换的,从这个角度来看,用鳃呼吸的鱼并不会“淹死”。
不过,有些鱼对鳃的依赖性很低,主要从空气中获取氧气,水对它们来说就没那么友好了,有个比较极端的例子是巴西骨舌鱼 (Arapaima gigas) 。
巴西骨舌鱼,图片来源wikipedia
巴西骨舌鱼生活的环境有点特别,一到旱季,水中常常充满腐烂的有机物,氧气含量很低。为了获得足够多的氧气,巴西骨舌鱼不得不发展出一种特殊技能——从 空气 中获取氧气。
它们用鱼鳔 (其实,鳔和肺同源,现有证据表明鳔很可能是原始的肺演化而来的) 呼吸,但鱼鳃的作用却逐渐丢失,以至于几乎80%的氧气供应都来自空气。
这样一来,巴西骨舌鱼不仅完美适应了缺氧的生活环境,还解锁了离开水也能存活一段时间的特技。但凡事都有两面性,巴西骨舌鱼过于依赖空气,以至于每隔一段时间就得 浮出水面换气 ,否则就会“淹死”。
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鱼在水中也会缺氧
如果我们把“淹死”定义为缺氧而亡,那除了巴西骨舌鱼这样极端的案例,其他鱼类在水中也可能遭殃。 导致鱼在水中缺氧的原因主要有两个方面,一是水体本身缺氧,一是鱼自身患病。
水体缺氧 的情况大家其实并不陌生,比如说下雨前池塘里的鱼总是扎堆浮出水面呼吸,这就是因为水中的氧气不够了;还有家里养鱼通常得准备氧气泵,也是为了防止鱼儿缺氧。
气压、水温等因素都可能导致水体含氧量改变,不过一般不会严重到把鱼憋死,但 “赤潮” 等现象就真的很要命了。发生“赤潮”时,水中有机物大量增加,好氧菌随之大量增殖,消耗水中本就不多的氧气 (水中的含氧量远远不及空气) ,鱼虾就会窒息而亡。
除了环境因素,鱼生病也可能导致无法呼吸。典型例子就是 烂鳃病 ,患病的鱼鳃丝末端腐烂、充血,呼吸受阻,如果不能及时治疗,即使水中氧气充足鱼儿也无法呼吸,最终会窒息而亡。
这么看来,鱼在水中淹死似乎也不是什么不可能的事。
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责编/小西途说
审核专家
冉浩,知名科普作家
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