数亿年前，人类的祖先——以及所有有脊骨和四肢的陆地动物——拥有这种呼吸水的能力，但在第一批呼吸空气的动物开始全职生活在陆地上后，这种能力就消失了。如今，人类只能通过特殊的设备在水中呼吸——或者是在像《水行侠》(华纳兄弟电影公司出品)这样的电影中。

 

漫画书里的故事在某种程度上解释了电影中半人半亚特兰提斯岛混血的海王(杰森·莫玛饰)和他所有长得像人类的亚特兰提斯岛表亲是如何在深海中呼吸的。但现实世界中的生物在水环境中究竟是如何呼吸的呢?

 

事实上，地球上大部分的海洋、湖泊和河流中都有大量的溶解氧，尽管我们呼吸空气的肺根本无法处理它们。但专家告诉我们，世界上的水栖动物已经进化出了其他几种获取水中氧气的方法

 

一个古老的技术

 

有些动物，如水母，通过皮肤直接吸收水中的氧气。位于阿什维尔的北卡罗莱纳大学的助理教授丽贝卡·赫尔姆说，这些老鼠体内的一个消化血管腔有双重作用:消化食物，转移氧气和二氧化碳

 

事实上，地球上最早的微生物生命形式是利用氧气获得氧气的，就像水母一样——通过扩散。海洋科学家、《无脊骨:水母的科学和培育脊骨的艺术》(Riverhead Books出版社，2017年)一书的作者朱莉·伯瓦尔德称，这种呼吸作用可能出现在大约28亿年前，“在蓝藻菌开始向大气中输送氧气之后的某个时候”。

 

“因为它们只有外层细胞和内层细胞，它们的内部是果冻，杏耀注册没有细胞，它们不像内部有组织的动物那样需要那么多氧气，”Berwald说

 

然而，通过扩散“呼吸”也有缺点。

 

“这比利用循环系统将氧气输送到身体很远的地方要慢得多。这可能意味着大水母的生长是有极限的。

 

后门的方法

 

通过氧气在体表的扩散进行呼吸，也可以在棘皮动物中找到。棘皮动物是一种海洋动物，包括海星、海星、海胆和海参。

 

无脊椎动物学家Christopher Mah是华盛顿特区史密森国家自然历史博物馆的研究员，他告诉我们，海星吸收氧气时，水会流过它们皮肤上叫做丘疹的突起，并通过其他叫做管足的结构上的沟槽

 

然而，某些类型的浅水海参有一种不同类型的特殊呼吸适应:一种位于肛门附近体腔的呼吸“树”结构。当黄瓜的直肠开口将水吸入体内时，呼吸树就会吸收氧气并排出二氧化碳。

 

“它真的是靠屁股呼吸，”Mah说。

 

“基本蓝图”

 

根据东北渔业科学中心的说法，在鱼类中，鳃被证明是一种成功的呼吸系统，它利用血管网络从流动的水中吸入氧气，并通过鳃膜将其扩散。

 

路易斯安那州尼科尔斯州立大学生物科学系的助理教授所罗门·大卫告诉我们，大多数鱼类的鳃都有“相同的基本蓝图”

 

“它们生来就有这种气体的逆流交换——把氧气拉出来，释放废物，”大卫说。当鱼张开嘴时，它们的鳃就会产生一股水流。带红色、高度血管化的组织吸出氧气，排出二氧化碳，“有点像肺泡中的毛细血管，”他说。