揭秘《海王》的“特殊能力”,水栖生物如何在水下呼吸?

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鱼、水母、海星和海参都不利于在水下吸取氧气。数亿年前,人类以及长有脊椎和四肢的所有陆地生物的远古祖先物种都拥有水下呼吸的能力,但当它们删剪现在现在刚开始陆地生活从空气中吸取氧气,它们便逐渐丧失了水下呼吸能力。现今亲戚亲戚朋友仅能使用特殊设备水下呼吸,原因分析 像新近上映的科幻电影《海王》中拥有特殊水下生存能力的人。

《海王》中讲述了半人类、半亚特兰蒂斯人的混血儿“海王”(杰森·莫玛饰演)和长得像人类的亚特兰蒂斯表亲戚亲戚朋友如可在深海中自由呼吸,电影中提及到“鳃”,嘴笨 剧情中未删剪描述鳃的底部形态,后后它给观众们留下了深刻印象。在现实生活中水下生物是如可在水中呼吸的呢?

事实上,地球海洋、湖泊和河流中居于少许蒸发氧,后后亲戚亲戚朋友人体肺部根本无法解决那些蒸发氧。然而世界上的水栖生物已进化形成几种水中获取氧气的妙招。

远古技术

像水母等或多或少生物是直接通过皮肤从水中吸收氧气,美国北卡罗莱纳大学副教授丽贝卡·赫尔姆(Rebecca Helm)称,水母体内胃循环消化腔具有两重作用,都需用消化食物,然能不不利于解决周边的氧气和氯化氢氯化氯化氢气体体。

事实上,地球上最早使用氧气的微生物和水母一样,它们也是通过扩散获得氧气。据《无脊椎生物:水母的科学和脊骨生长的艺术》作者、海洋科学家朱莉·贝瓦尔德(Juli Berwald)表示,你这个 远古的水下呼吸妙招原因分析 跳出在离米 28亿年前。

贝瓦尔德称,原因分析 只另另一个多表面下组织和另另一个内表面,后后它们身体內部是果冻状,没办法 细胞,过多它们不需用细胞,不像其它水栖生物需用过多氧气维持实际的身体组织。

然而,你这个 通过扩散的“水下呼吸”也居于着缺点。这比使用循环系统将氧气传输至身体远端太快或多或少,这原因分析 原因分析 水母的生长是有限制的。

“后门”妙招

棘皮动物是你这个 海洋生物,其中包括:海星、海胆和海参,它们能通过身体表面氧气扩散进行呼吸。美国国家历史博物馆无脊椎动物学家克里斯多夫·马赫(Christopher Mah)称,当海水流过皮肤上叫做丘疹(papulae)的突起底部形态以及管足(tube feet)凹槽处时,海星都需用获取氧气。

然而,或多或少浅水域海参生物对于呼吸具有不类似于 型的特殊适应——居于腔门周边的呼吸树状体腔都需用吸氧。当海参的直肠开口将水吸入身体,呼吸树将提取氧气并排出氯化氢氯化氯化氢气体体。马赫说:“它甜得过多用屁股进行呼吸。”

“基本蓝图”

据东北渔业科学中心介绍,对于鱼类而言,鳃是你这个 成功的呼吸系统,它使用血管网络从流水中吸入氧气,后后通过鳃膜进行扩散。

美国尼古拉斯州立大学生物科学系副教授所罗门·大卫(Solomon David)说:“大多数鱼类,它们的鳃部都是相同的工作原理。”

大卫说:“它们是利用鳃部进行反向氯化氯化氢氯化氯化氢气体体体交换——将氧气抽出来,后后释放出废气。当鱼张开嘴的后后,会一股水流流过鱼鳃,微红色、高血管化组织吸取氧气,后后排出氯化氢氯化氯化氢气体体。你这个 阵一阵儿像人体肺泡中的毛细血管。”

然而,鱼鳃吸收氧气并不适应所有请况,鱼鳃底部形态都需用在不同物种之间变化,其最终目的是满足氧气需求。类似于 :快速游动的金枪鱼的鱼鳃与活动较少、伺机伏击的鳄雀鳝相差很大。原因分析 另另一个活跃的捕食性鱼类,它们始终会需用不同的鱼鳃适应高氧需求。

大卫补充称,鳃的底部形态甚至都需用在同一物种的不同个体之间变换,这主要取决于它们生活水域的氧气条件。最新研究表明,当鱼类水栖环境遭受污染时,它们会调整鳃的底部形态,随着时间的推移,鳃丝会变得更加紧密,从而排斥水中的污染物质。

或多或少水生两栖生物也长有腮——从头部向外延伸的分支底部形态,美国佛罗里达大学自然资源和环境学院水栖生态学家柯尔斯顿·赫克特(Kirsten Hecht)称,这是两栖动物的你这个 幼体底部形态,随着大多数物种的心智心智成熟是什么是什么是什么是什么是什么是什么期期期,该底部形态会逐渐消失,后后或多或少水栖蝾螈会保留內部鳃底部形态,一个劲到成年阶段。

赫克特说:“肺鱼,是你这个 使用改良鱼鳔在水中获取氧气的鱼类,有趣的是,在它们幼年时期,长着內部腮,所有肺鱼物种到达成年期后后內部腮会消失。”