魚呼吸器官發(fā)育進化史:魚呼吸器官發(fā)育進化史圖解
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魚先進化出腮還是肺鰓是魚的呼吸器官。軟體動物中數(shù)頭足綱的呼吸器官較為完備,如烏賊,在外套腔前端兩側(cè)有一對羽狀鰓,鰓上布滿血管和神經(jīng),這里是呼吸器官,進行著氣體交換;但頭足綱中的海蛤蝓等也有用低級形式的腸呼吸的。魚類還有一些輔助呼吸器官,如皮膚、鰓上器官和氣囊等,使少數(shù)魚類離開水仍然可以暫時生活一段時間。這個轉(zhuǎn)變是進化史上的一個重大事件。它們用以呼吸的器官必然有相應的改變。因此,鳥的呼吸器官重量雖輕。
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魚先進化出腮還是肺
魚先進化出鰓,一般沒有肺。魚類是以鰓呼吸、通過尾部和軀干部的擺動以及鰭的協(xié)調(diào)作用游泳和憑上下頜攝食的變溫水生脊椎動物。魚在水中時,每個鰓片、鰓絲、鰓小片均完全張開,擴大鰓和水的接觸面積,增加攝取水中所溶解的氧的機會。
魚先進化出腮還是肺
鰓是魚的呼吸器官。水從魚口進入,經(jīng)過鰓后流出,水流方向與鰓板中的血流方向相反,形成逆流交換系統(tǒng),能高效帶來氧氣,同時帶走二氧化碳。
肺可以直接交換空氣中的氧氣,而生物進化總是從簡單到復雜、從低等到高等、從水生到陸生。魚大部分是水生動物,一般用鰓呼吸。
誰知道動物呼吸系統(tǒng)的演化過程?
動物的呼吸即是動物將空氣中的氧氣吸進體內(nèi),供它新陳代謝之用,而把新陳代謝的尾產(chǎn)物——碳酸氣(CO2)排出體外。
生活在水中的單細胞動物,如草履蟲,靠表面纖毛的擺動與外界交換氣體,氣體是從細胞表面透入,沒有專門的呼吸器官。其它原生、浮游等動物也是采取這種呼吸方式。由多數(shù)纖毛細胞構(gòu)成的群體,它們吸進和排出的氣體都在群體用擴散的呼吸方式,纖毛細胞相互擴散,傳遞氣體,同時憑借水溝系統(tǒng)使氣體流動并擴散。腔腸動物水螅有觸手及纖毛,水從口出入體腔時即進行呼吸。扁蟲動物中的蓑蟲的呼吸是導入海水進入腸內(nèi),氣體就在腸子里交換。
水中的棘皮動物和海綿動物相比,它的水管系統(tǒng)更形完備,有的種類中已含有赤血球;赤血球內(nèi)含有紅色質(zhì),紅色質(zhì)參與血液中的輸氧作用。紅色質(zhì)的原始狀態(tài)為沉淀狀態(tài)。唇發(fā)展成為球體狀態(tài),棘皮動物的體壁上有凸出的皮鰓;有人稱之為外鰓,可認為是最原始的鰓組織,棘皮動物中較為高級的海參,是從它的泄殖腔流入海水到達呼吸樹的樹壁上進行呼吸的。
動物進一步進化到軟體動物。如無齒蚌。就以瓣鰓來呼吸,它的每一片瓣狀鰓就是一個呼吸單位。氣體的交換即通過它來進行的。軟體動物中數(shù)頭足綱的呼吸器官較為完備,如烏賊,在外套腔前端兩側(cè)有一對羽狀鰓,鰓上布滿血管和神經(jīng),這里是呼吸器官,進行著氣體交換;但頭足綱中的海蛤蝓等也有用低級形式的腸呼吸的。
脊椎動物進入到魚的呼吸,它們已用結(jié)構(gòu)較完善的鰓來呼吸了,鰓上布滿著毛細血管,水流經(jīng)過鰓時即進行呼吸。
鰓是魚類主要的呼吸器官,它是一種專門適應水中呼吸的構(gòu)造,因為水是一種液體,它的密度比空氣大得多。一般魚的咽喉兩側(cè)各有四個鰓,每個鰓又分成兩排鰓片,每排鰓片由無數(shù)鰓絲組成,鰓絲兩側(cè)又生出許多小型的鰓小片。魚呼吸時,各鰓片、鰓絲和鰓小片完全打開,使鰓和水的接觸面增大,這樣做能大大增加與水中溶解氧結(jié)合的機會。這個原理,和陸地脊椎動物肺內(nèi)有無數(shù)小氣泡以增加呼吸面積的道理相同。所以,鰓是一種特別適應水中呼吸的器官。
魚在水中游動時,嘴巴都在一張一閉很有規(guī)律地活動,這就是它在呼吸。魚張嘴時,把水吸入,此時鰓裂閉上;當魚將嘴閉上時,鰓裂張開,讓水流出去。在這個過程中魚把溶解在水中的氧通過鰓上的微血管運送到體內(nèi),同時把二氧化碳排出體外。這個過程同人的呼吸過程一樣。不過人是通過肺進行氣體交換的。
在水里,鰓片、鰓絲和鰓小片各自分開,進行旺盛的氣體交換:一旦離開水,它的鰓片等各部分結(jié)構(gòu)便會重疊在一起,只有鰓的外表與空氣接觸,接觸面積大大減少,無法得到足夠的氧氣,魚就會死亡。
魚類還有一些輔助呼吸器官,如皮膚、鰓上器官和氣囊等,使少數(shù)魚類離開水仍然可以暫時生活一段時間。魚類從水中進軍到陸地是從兩棲動物類群開始的。這個轉(zhuǎn)變是進化史上的一個重大事件。它們用以呼吸的器官必然有相應的改變。兩棲類的青蛙具有薄薄的、蜂窩狀的肺囊,用來呼吸氣體,但肺囊的結(jié)構(gòu)還比較原始,所以很難擔負起青蛙的全部呼吸功能,皮膚的呼吸仍占很突出的輔助作用。
進化到了爬行動物,它們的皮膚己不在呼吸上占什么地位了,呼吸的任務全部落在肺臟上。
從爬行綱進化到鳥類,它們的榮雖較小,但已發(fā)展成了實心的海綿體,氣管、支氣管形支一個完整的氣管網(wǎng)。因此,鳥的呼吸器官重量雖輕。但效能上大大超過了爬行動物。
哺乳動物是脊推動物中最高級的了,它的肺臟器官也是實心的海綿組織,形體最大。支氣管的未端有肺泡囊,它由百萬以上的小肺泡組成,因此接觸空氣面很大。
生物:魚呼吸的全過程
魚類魚呼吸器官發(fā)育進化史的呼吸鰓是魚類魚呼吸器官發(fā)育進化史的呼吸器官,位于口咽腔兩側(cè)對稱排列.有些魚類為適應某種特殊的生活條件,除鰓以外,還可通過皮膚(鰻鱺、鲇魚、彈涂魚等)、腸管(泥鰍)、鰓上器(攀鱸、斗魚、烏鱧等)及氣囊(肺魚)等各種器官進行輔助呼吸,度過缺水乏氧的困難時期.此外,鰓還有排泄氮代謝廢物及參與魚體內(nèi)、外環(huán)境的滲透調(diào)節(jié)等機能.(一)鰓的構(gòu)造 魚類一般都具有5對鰓弓,前4對鰓弓的內(nèi)緣著生鰓耙,最后一對特化成咽下骨,外凸面上長有2個并列的薄片狀鰓片,每個鰓片叫做半鰓,長在同一鰓弓上的兩個鰓片合稱為全鰓,它們的基部彼此相連.軟骨魚類全鰓的2個鰓片之間有發(fā)達的鰓間隔(gill septum),硬骨魚類已退化消失.鰓弓之間形成5對鰓裂,鰓裂內(nèi)、外分別開口于咽部及鰓腔(軟骨魚類直接開口體表),硬骨魚類的鰓腔外覆有鰓蓋骨(內(nèi)緣附有鰓蓋膜),以一總的鰓孔通向體外.鰓片由無數(shù)鰓絲排列構(gòu)成,每一條鰓絲的兩側(cè)又生出許多突起為鰓小片,鰓小片由兩層細胞組成,中間分布著豐富的微血管,是血液與外界水環(huán)境交換氣體的場所.相鄰鰓絲的鰓小片互相嵌合,成交錯狀排列,這種排列方式加上水流經(jīng)鰓的方向與血流方向的對流配置,能保證血液與水流之間最大的氣體交換量,從水中攝取的溶氧量可高達85%,若兩者同向而流,則攝氧力只及對流狀況的1/5.當魚離開水域時,原來完全張開的鰓絲和鰓小片就彼此粘連,呼吸面積大大減小,無法獲取充足的氧氣,且鰓絲暴露在空氣中,因水分蒸發(fā)而引起鰓片干燥,破壞魚呼吸器官發(fā)育進化史了鰓的結(jié)構(gòu),使之失去呼吸機能而死亡.(二)呼吸運動 魚類在水中主要依靠口和鰓蓋的運動完成呼吸動作.硬骨魚類都有兩對呼吸瓣,一對是附生于上、下頜內(nèi)緣的口腔瓣,閉嘴時可防止口中的水逆行流出,另一對附著在鰓蓋骨后緣,即鰓膜,可阻止水從鰓孔倒流入鰓腔,同時也對口咽腔及鰓腔內(nèi)的壓力改變起著重要作用.魚類的呼吸運動是一個連續(xù)進行的過程,主要是運用下頜鰓部肌肉的收縮及口腔的協(xié)同動作,使口腔壁、鰓蓋和鰓膜運動,改變口咽腔和鰓腔內(nèi)部的壓力,造成水流從口流入及由鰓孔流出,并在不斷通過鰓的同時進行氣體交換.一般認為,魚類從口中進水的過程始于鰓膜緊閉的一瞬間.魚口張開,鰓條骨展開而下沉,口咽腔的容積擴大,水被吸入口中,接著魚口關(guān)閉,鰓蓋骨往上提起,但此時鰓膜仍緊貼體表并蓋著鰓孔,鰓腔的空間因此相應增大,內(nèi)壓減小,于是水流由口咽腔進入兩側(cè)的鰓腔,并通過鰓區(qū).當水流通過鰓區(qū)進入鰓腔時,口腔瓣已經(jīng)關(guān)閉,口咽腔在肌肉收縮的壓力作用下,逐漸縮小,并往后波及到鰓蓋部,造成鰓蓋有力地拉下,使鰓腔內(nèi)的壓力增大,流入和積貯于鰓腔內(nèi)的水便沖開緊貼在體表的鰓膜,從鰓孔流出體外.然而,即使使剪除硬骨魚類的鰓膜,使之不能成為改變鰓腔內(nèi)、外壓力的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),它們?nèi)阅軓目谥羞M水和自鰓蓋后排水,從容地完成呼吸動作并在鰓區(qū)進行氣體交換.不僅如此,有的金魚品種(“翻鰓”)的鰓蓋內(nèi)緣并無鰓膜,人們可以在它提起鰓蓋時看到魚鰓,這就表明鰓膜在魚類完成呼吸動作時,雖然具有一定作用,但是對于魚類主動吞水在呼吸運動中的積極意義,同樣不容忽視.金槍魚類在持續(xù)地快速游泳時,口和鰓蓋一直張開著,水流可以不停地進出于口和鰓孔,這一現(xiàn)象也能說明鰓膜在魚類完成呼吸動作時,其作用是有局限性的.延腦是魚類呼吸中樞的所在地,在呼吸中樞控制下,通過第五、第九、第十對腦神經(jīng)的支配,使頜部和鰓部的肌肉產(chǎn)生反射性的協(xié)調(diào)運動,完成呼吸動作.酸性水域會影響魚從外界吸取氧氣的能力,在堿性偏大的環(huán)境里同樣不利于魚類的呼吸.當pH值大于10或低于28時,均將造成魚類呼吸器官的表面遭受損害.漁業(yè)生產(chǎn)上所說的“浮頭”,就是由于池水中缺氧所引起,如不及時采取充氣措施,常可造成大量池魚窒息死亡,生產(chǎn)上叫做“泛塘”.在魚類正常呼吸過程中,時常會出現(xiàn)呼吸節(jié)律被突如其來的短促的呼吸運動所打亂,這時有一部分水從口中吐出,同時有一部分水由鰓孔溢出,這種現(xiàn)象稱為“洗滌運動”.洗滌運動的作用在于清除鰓上的外來污物,有利魚類的氣體交換.水——口腔——鰓蓋——鰓絲——水 | | CO2 O2
魚是通過什么器官來呼吸?
魚的呼吸器官——從魚鰾到肺
海洋上層和中層的硬骨魚類,大多數(shù)都有鰾。魚鰾的體積約占身體的5%左右。其形狀大致可分為卵圓形、圓錐形、心臟形、馬蹄形,在魚鰾里面含有氧、氨和二氧化碳。這幾種氣體混合的比例和空氣不同,魚鰾內(nèi)含有較多的氧氣。所以,在缺氧的環(huán)境中,魚鰾可以作為輔助呼吸器官,為魚提供氧氣。在魚鰾上還有專門分泌氣體的組織,叫氣腺。而氣腺的功能像氣泵,能把血液中的氣體抽到魚鰾里來。魚鰾還有吸收氣體的功能,當魚鰾的氣體過多時,便運送一部分進入血液。
在很大一部分魚類中,魚鰾已成為水壓平衡器官或控制沉浮器官。它通過充氣和放氣來調(diào)節(jié)魚體的比重。這樣,魚在游動時只需要最小的肌肉活動,便能在水中保持不沉不浮的穩(wěn)定狀態(tài)。
水的壓力隨著水的深度而增加,壓力增大,水的浮力也相應增大。當魚要想下降到深水層時,由于水的壓力增大了,這時魚體要排出一部分氣體,魚體增如了比重,魚就下沉。如果魚要上升到較高的水層時,那么,由于水壓減小,魚鰾就要充進一部分氣體,使魚鰾膨脹起來。這時,魚體的比重減輕,魚就浮上水面。無論是降或升,還是停留,魚鰾的充氣和放氣過程都是緩慢的,而且轉(zhuǎn)變氣體的容量也有限,因而魚不能在水中急速地上升或下沉,否則,會有生命危險。
那么,魚類為什么要生出這么一個鰾來呢?這要追溯到遙遠的志留紀和泥盆紀時期。那時,生活在近海的最古老的魚類由于能得到充分溶解在水中的氧,因而不必呼吸空氣。后來,由于劇烈的競爭,有些原來生活在海洋中的魚類只得遠離家鄉(xiāng),進入淡水。在遷移的過程中,有一些魚類到了小河、池塘、沼澤等地方生活。但是,這些地方有混濁的沉淀物,腐殖質(zhì)過多或溫度較高,因而導致氧氣不足,使魚類感到呼吸困難。在這樣的環(huán)境中,魚類要想生活,就不得不經(jīng)常浮出水面呼吸空氣。最初它們是利用食道壁來進行呼吸的,久而久之,身體里便生出一個固定的囊——魚鰾,它可以起到一定的呼吸作用。目前,肺魚和矛尾魚的鰾就具有呼吸的功能。如非洲的肺魚,它在河水干涸時鉆入泥中,只留出一個小泥孔,用鰾呼吸空氣,等河里有了水,它又回到水中生活。可以說,陸生脊椎動物的肺,是由魚鰾進化來的
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