鱼为什么不能吸空气里的氧气 鱼鳃能在水里呼吸的原理

人不能长时间待在水下，最大的痛点就是无法从水中直接获取氧气，虽然氧气瓶的发明一定程度地解决了这个问题，但是氧气瓶中氧气的含量是固定的，一旦氧气消耗完毕，人就必须出水。

早在2018年，国外的一个设计师就在电影中受到了启发，仿生鱼类的呼吸系统发明了一个“人造鱼鳃”，不过由于人造鱼鳃的不稳定性和电池的容量太小，这个发明最终也没有量产问世。

我们羡慕鱼儿能在水里自由自在的游动，而鱼儿同样也羡慕我们在陆地上自由的奔跑，因为鱼离水后都有死亡，只不过时间有长短而已，像麦穗鱼、翘嘴鱼它们离水后，几分钟就会死，而像肺鱼，它们甚至能在离水的情况下生存4年之久。

鱼离水后生存时间的长短，其实与它们从空气中获取氧气的能力有很大的关系。那么，鱼可以从氧气含量低的水中获取氧气，但为什么直接从空气中获取氧气的能力却非常弱呢？我们一起来聊一聊这个问题。

为何不同的鱼离水后死亡时间差异很大？

不同的鱼离水死亡时间有着很大的区别，这与不同鱼对氧气的需求大小有很大的关系，通常底栖型鱼类比浅水层的鱼在离水后活得更久，这是因为水底层和上层的含氧量不同导致的。

水中的氧气主要是来自于空气，也就是水溶氧，所以越接近水面，含氧量越高，当然，水溶氧与温度呈反比，气温越高，水溶氧越低，这就是为什么夏天经常能够看到鱼浮头的原因。

不过，在相同的水体内，上层的氧气含量始终要大于底层，因此底层的鱼类更能适应低氧的环境，这就是为了麦穗鱼出水死，而鲫鱼却能活一段时间的原因。

当然，除了鱼类的栖息习性不同外，还有一个关键的因素能左右鱼离水的时间，那就是直接从空气中获取氧气的能力。

所有的鱼都可以从空气中获取氧气，但是对于大多数鱼来说，它们从空气中获取氧气的能力太弱了，这是因为大多数鱼都是通过鱼鳃过滤水中的氧气来维持生命的，一旦直接从空气中获取，一方面获取的量不足以支撑它们身体的正常消耗，一方面离开水后它们的鱼鳃处的粘液会慢慢的变粘稠，逐渐的就无法正常开合了，这就相当于堵上了我们的口鼻，是无法呼吸的，最终只能活活的憋死。

但是，对于一些特殊的鱼类来说，离水最终虽然会死，但是它们在相当长的一段时间内是不会有问题的，比如弹涂鱼和肺鱼。

弹涂鱼是一种可以在地面上跳跃的鱼，而且它们甚至能跳到红树林中低矮的树上，变成“鸟鱼”，而它离水能自由自在的原因在于：弹涂鱼并不过分的依赖鱼鳃的呼吸能力，它的皮肤和口腔粘膜都能将空气中的氧气溶解，然后供给身体。

这种呼吸方式与蚯蚓特别的相似，因此弹涂鱼只能在海岸泥地以及红树林，这类水分含量较大的地方跳跃，因为一旦体表被晒干，它们也就无法呼吸了，最终只有死路一条。

肺鱼与弹涂鱼离水呼吸的机制是不一样的，因为肺鱼将鱼鳔演化出了肺的能力。一般情况下，鱼鳔是鱼类调节在水中深度的工具，但是肺鱼在漫长的演化中，让鱼鳔演化成了气体交换的场所，其原理与我们的肺比较相似，这使得肺鱼的鱼鳃退化，基本靠“肺”呼吸。（下图为土块里的肺鱼，放入水中立即生龙活虎）

在非洲，肺鱼在旱季来临时，会躲到泥土中，然后分泌粘液将自己包裹住，减少身体水分的蒸发，然后在所在位置的上面留一个呼吸孔，这样它们就可以用“冬眠或者夏眠”的方式，安然的离开水生存了。

由于肺鱼在这种状态下，身体新陈代谢降低到极致，需要的能量和氧气都非常的少，所以它们在土块中甚至能活4年之久。当然，正是鱼鳃的退化，肺鱼在水中必须定时地露出水面来呼吸。

因此，其实所有的鱼都可以从空气中获取氧气（参考夏天各种鱼都有浮头的现象），只不过，鱼离水后存活的时间长短，与它们本身对氧气的需求量以及除了鱼鳃外，从空气中获取氧气的能力有很大的关系。

鱼鳃的工作原理？

鱼鳃是所有鱼都具备的一个器官，也是非常重要的器官，除了个别的鱼（比如非洲肺鱼）外，大多数的鱼鱼鳃还非常发达，像七鳃鳗甚至还有7个鳃孔。

从整体上看，鱼鳃可以分为两大类：有鳃盖和无鳃盖，大部分的硬骨鱼是有鳃盖的，当我们掀开鳃盖才能看到鱼鳃，而无鳃盖的鱼类常见于软骨鱼类，比如鲨鱼、七鳃鳗都是没有鳃盖的，没有鳃盖的鱼类鳃通常是鳃裂（鲨鱼）或者是鳃孔（鳗）形态的。

由于鳃盖得有无，鱼类氧气摄入方式也不同，像鲨鱼这种没有鳃盖的鱼类，它们的鳃不能自由地开合，需要通过不断的游动来让更多的水流进鳃裂，从而进行呼吸，所以鲨鱼的一生都在不停的快速游动，不然它很有可能会憋死。

而有鳃盖的鱼类就简单一些了，它们只需要不紧不慢地张开嘴喝下水，让水流经鳃部，就能完成氧气和二氧化碳的互换了。

至于鱼鳃的工作原理，有无鳃盖的鱼类原理都是一样的，那就是让水进入鱼鳃，鱼鳃中含有大量的毛细血管，可以吸收氧气，同时将体内的二氧化碳溶解在水中，从而完成气体交换。

除此之外，鱼鳃中还有大量的蛋白丝结构，这会增大受氧面积，最大程度地利用进入鱼鳃的水中的氧气。

总结

鱼获取氧气的方式大致可以分为三种：鱼鳃、体表或者口腔粘膜以及鱼鳔，不同的鱼类组合的方式不同，各种获取方式的强弱也不同，而大多数鱼类是主要靠鱼鳃获取氧气的，鱼鳃需要开合、保持湿润，所以大多数鱼离开水，鱼鳃就无法从空气中获取氧气了。

至于鱼鳃的工作原理，就是让水经过鱼鳃，通过鱼鳃的毛细血管完成氧气和二氧化碳的互换。