文／江明麗　

炎熱的夏天即將到來，這時最爽快的降溫方式莫過於跳到泳池裡好好的泡個涼；如果可以，還真想整個人沉浸到水中，就像躲在天然的大冰庫裡消消暑。不過，人類因為身體構造的關係，頂多只能在水中待上一兩分鐘就得浮出水面吸取氧氣，源自於我們是靠肺呼吸的陸生動物，跟水生動物或兩棲類生物可以在水中生活的族群不同。

魚鰓如肺 換氣自如



有些人家裡會擺個漂亮的水族箱，欣賞美美的熱帶魚在水缸裡悠遊，令人好奇牠們到底是有什麼祕訣能在水裡生活的呢？難道牠們不需要水面上的氧氣嗎？其實水生動物們也是需要氧氣的，人類雖然不能在水面下生存，並不代表水中不存在氧氣，而水中生物又需要氧才能存活，所以在物體構造中就有協助換氣的器官，以魚類來說，就是魚鰓了。

魚鰓就如同人類的肺器官，透過吸氣與呼氣來維持生命跡象，它的位置在靠近魚嘴的咽部，其中的功能也非常類似，魚類可以透過魚鰓來吸收水中微薄的氧氣量，再把不需要的水分排出體外。魚鰓的組成有鰓弓、鰓耙、鰓絲。鰓耙可過濾雜質，鰓絲是連結在鰓弓體上密密麻麻細絲，上面就是很重要的微血管網絡，也是主要負責魚類交換氣體的地方。

大部分魚類的血流與水流相反，屬於自然界中的逆流結構，而魚類則透過這種逆流的狀態，來最大效率獲得水中的含氧量。為什麼一定得逆流才能達到最好的效益呢？舉例來說，如果水流跟血流是同一個方向流動，100分的水中溶氧量碰到0分的血溶氧，同時順流的結果，大概只能帶走50分甚至不到一半的水中氧氣，因為氧氣濃度高的會流向濃度低的位置以達到平衡。換一個方向思考，0分的血溶氧逆行，等於全數囊括所有的水中溶氧，最終可以拿到80甚至高達100分的氧氣量，這就是逆流結構交換機制的最大特色了。

皮膚呼吸 優游水底



除了鰓與肺，地球上的呼吸方式也有比較特別的皮膚呼吸模式，甚至也有水中生物靠著皮膚呼吸存活，例如魚類、兩棲類的青蛙、海蛇以及海龜等等。其中海蛇雖然依靠肺部呼吸，但因為其具有皮膚呼吸的功用，這是利用皮膚進行氣體交換作用，因此牠們在水中冬眠時，由於新陳代謝變慢，需氧量降低，所以可以存活較久，但一般需要捕獵時，還是得浮上水面進行肺部換氣。海蛇的鼻孔有瓣膜可以開關，必要時潛入水中關閉鼻孔能在水下長達十數分鐘之久。

呼吸是地球生物與生俱來的機制，但也要靠各種器官的輔助。了解魚類們要辛苦的在水裡獲取微薄的氧氣，人類其實也不必太羨慕牠們能在水中悠游的自在，畢竟，現代科技發達，我們也可以靠先進的潛水設備去水中玩耍喔。