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“鱼儿离不开水”这是我们对鱼类最基本的认识。但是有一种鱼类却偏偏不走寻常路,离开了水照样能活。这就是生活在非洲的肺鱼。
绝大多数的鱼类为什么离不开水呢?这是因为鱼类的呼吸靠的是鱼鳃中的微血管过滤水中的氧气进行呼吸的。它们没有陆地上的动物那样的肺,因此无法在陆地上呼吸和生存。为什么非洲肺鱼㐓离开水呢?我们从它的名字上就知道了,它是有“肺”的。准确的说,肺鱼的“肺”其实是它的鱼鳔。肺鱼的鳔和陆生动物的肺的构造很接近,所以它在水中的时候可以用鳃呼吸,离开水的时候可以用鳔呼吸。
图示:肺鱼
肺鱼生活的地方会有长达6个月的旱季。当旱季到来时,多余水域都会干涸,只剩下一堆烂泥。暂时失去了水源的肺鱼就把自己藏在淤泥里面用类似肺的鳔呼吸,等待雨季的再次到来。
肺鱼困在淤泥里面可以呼吸空气,不至于憋死。但是在淤泥里面实在是没有什么可吃的。这时候肺鱼的另一种生存本领就发挥出来的。肺鱼就进人到一种休眠状态,把身体的新陈代谢水平降到最低。这样它就可以坚持到雨季的到来。如果雨季没有如期到来它就一直休眠下去。肺鱼甚至可以不吃不喝坚持四五年的时间呢!
科学家发现,肺鱼的这种休眠和人类的睡觉可不一样,这是一种细胞水平的深度休眠。在此期间,肺鱼不吃不喝也不排泄。它们的生物钟被调慢了,能量消耗极低。这是肺鱼为了适应生存环境而做出的生存策略,不然旱季来到只能等死了。
图示:困在淤泥中的肺鱼
不但是肺鱼有这样的本领,还有一些动物也有这样的生存本领。在美国的新墨西哥州的一个采石场曾经在岩石里面发现了一只活着的青蛙。据研究称,这只青蛙已经在洞中沉睡了200万年。一觉醒来,才发现已经地老天荒,藏身的洞穴已经变成了坚硬的岩石。要不是人类采石头打搅了它的美梦,估计还会睡下去呢?
丢水里或会淹死,但能不吃不喝活上4年的鱼,叫做肺鱼,这是生活在非洲,南美洲,澳洲的一种淡水鱼类。
虽然是鱼,但科学家发现肺鱼与现在的软骨鱼以及辐鳍鱼类没有任何关系,反而和现在的爬行类,哺乳类等五种有着共同的祖先,它独特的结构让它皆可以在水中短暂生活,也能够在陆地上用肺呼吸,甚至还可以依靠纤细的“四肢”行走,因此有科学家认为它是介于水生物种到陆生物种的演化中间形态。
下图是肺鱼的呼吸结构图。上图是用肺呼吸的血液循环方式,下图是用腮呼吸的血液循环方式,深色的代表着含氧的血液。
我们知道,肺部呼吸需要依靠空气交换,当液体阻碍了肺部通气时,动物就会因为无法呼吸而溺亡。而鱼类之所以不会被溺亡,是因为鱼鳃中含有大量毛细血管,这些血管可以依靠过滤水中溶解的氧来完成呼吸,不需要空气介入。
当然有些鱼类还会用上其他辅助呼吸手段,比如泥鳅,会吞咽气体进行肠道呼吸,弹涂鱼会用皮肤进行气体交换,黄鳝甚至能利用口腔呼吸。
肺鱼是一种神奇的鱼,由于非洲部分地区干湿分季,可能数月不降水,池塘河流也会暂时干涸,因此进化出了肺鱼这种物种,可以在干涸的土壤中不吃不喝生存4年之久。
众所周知鱼生存在水体中,依靠鳃聪水中获取溶解的氧气,腮由很多鳃丝构成,增大了与水接触的面积,于是鱼可以过滤水中微量的溶解氧,且只能通过睡获取氧气,暴露在空气中结果是鳃丝干裂无法呼吸,而不管哪种鱼本质上还是动物,动物的新陈代谢特征使得动物只能靠摄入现成的有机物生存,也就是需要吃东西。所以鱼生存的条件主要有三个,食物、水以及水中的溶解氧,肺鱼也不例外,但是它们的本领使得它们可以适应干旱的土壤,甚至在土壤中生存数年之久,主要在于它们演化产生了独特的生存策略。
第一个问题就是水和溶解氧。旱季来临动物们其实没什么抵抗之力,角马等动物可以靠不断地迁移找到有水的地方,鱼不行,爬山岸一会就会被晒干。肺鱼再旱季来临之前,就会在逐渐干涸的土壤中建造一个巢穴,巢穴中分布着自己制造的粘液,粘液糊住了土壤的空隙,形成一个较为封闭的空间,肺鱼就在其中安身,
粘液可以防止水分持续蒸发,而粘液也可以从土壤中缓慢地获取气体交换,使得肺鱼可以得到一丁点氧气补充,此外一般的鱼鳔只是帮助鱼上浮下潜,肺鱼的鱼鳔可以讲空气用于呼吸。但这还解决不了肺鱼的氧气需求,于是它们又可以类似于那些冬眠动物一样,尽量降低自身活动,降低心率等,这样能再次降低机体对氧的需求。
最后一个问题是食物,居住在土壤中的巢穴,周围又是干涸的土壤,它们自然不能爬出来觅食捕食。于是它们进化出了类似某些鳗鱼的生存策略,在食物丰盛的季节尽量地储存脂肪,等到干旱的时候就慢慢地分解脂肪给自己供能。依靠这些手段,肺鱼可以在巢穴中生存2-4年,一旦外界下雨了,肺鱼能跟快地感知到,再次聪巢穴中爬出来开始新一轮的吃喝长膘繁衍。
肺鱼的这种特性使得它们在干旱的时候很容易被捕获,所以肺鱼分布的地区,周围的人们也会将肺鱼作为一种常规的食物,缺吃的了就去泥塘里掰开几块泥土就搞到鱼吃了。
非洲肺鱼属于“史前动物”,已经存活了近4亿年,几乎没有什么改变,有时被称为“活化石”。它们生活在西非和南非的淡水沼泽、死水潭和小河中。 非洲肺鱼有一些独特的适应性。它们有两个肺,可以呼吸空气。这是一个非常重要的特征,因为它们生活在水域经常干涸的洪泛平原上。
为了抵抗这种威胁生命的情况,肺鱼在其周围分泌一层薄薄的粘液,并干燥成茧。它可以在这个茧中离开水生活长达一年,通过肺呼吸,直到雨水重新填满水域。 非洲肺鱼也在水中冬眠。它在水域底部的土壤中挖掘一二十厘米,然后在泥浆中扭动,形成一个球形的小室,鼻子朝上躺在那里。它的新陈代谢速度减慢,赖以生存的营养来自肌肉组织的分解。在这种状态下,它可以保持长达4年。
非洲肺鱼可以用它们纤细的后肢将自己抬离水域底面,并向前推进。因为可以让肺部充满空气,增加身体在水中的浮力。科学家认为肺鱼可能与现代进化的动物密切相关,它们可以从水中来到陆地上。 非洲肺鱼是杂食动物,吃各种各样的食物,包括青蛙、鱼和软体动物以及树根和种子。它们身长在15到100厘米之间,重达3.6公斤。
雌性非洲肺鱼在栖息地杂草丛生的地方产卵。一旦卵孵化,雄性会守护幼仔长达两个月。幼鱼有外部鳃,在蜕变成完全发育的肺鱼的过程中会被重新吸收。随着非洲肺鱼从幼年发展到成年,它的牙齿融合在一起形成牙板,用来咀嚼食物。
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