地球上第一批从水中迁徙到陆地上的生物是如何适应呼吸空气的？

第一批从水中迁徙到陆地上的生物是如何适应呼吸空气的？

进化是物种繁衍发展、生生不息的重要过程，物种随着环境的改变而逐渐进化出适合生存的条件。我们知道地球上早期的物种是生存在海洋中，后来逐渐在陆地上发展，那么令人好奇的是，地球上第一批从水中迁徙到陆地上的生物是如何适应呼吸空气的呢？毕竟它们已经习惯了海洋的呼吸方式，那么到了大陆，它们要如何适应呢？

要回答这个问题，首先我们要对鱼的呼吸有个大概的了解。其实在海洋中和陆地中呼吸的方式异曲同工，例如，由于空气中的氧含量比水稳定得多，鱼可以游到水面吞下一大口空气，然后氧气通过胃溶解到血液中。一旦一条鱼进化出这种行为，就不难想象胃是如何变得专门化以改善空气呼吸的，首先是为了呼吸空气而长出一小部分，然后进一步发展到肺部，这种吞咽行为在各种鱼类中仍然相当常见。

事实上，在大约4亿年前，大多数鱼比如硬骨鱼都有肺，这样它们就可以用大气中的氧气补充溶解在水中的氧气。但是接下来发生在一个鱼种中的情况是，肺进一步专门化成了一个鱼鳔，使它们能够更好地控制浮力，而且实际上它们的体内与外界空气源完全隔绝，依靠溶解在血液中的气体供给它们。

出现这个原因可能是因为这个血统也进化出了主动脉，改善了他们的循环系统向心脏供氧的能力，抵消了对补充氧气的一些需求。但是不管是什么原因，这种鱼的血统，鳐鳍鱼，或硬骨鱼，变得非常成功。它们不仅是迄今为止最成功的鱼类世系，占所有现存鱼类物种的96%，而且是脊椎动物中最成功的一个。所以，即使你在现代鱼类的血统中发现了肺的多样性，如弓鳍、比基尔鱼、加尔鱼和得名的肺鱼，但硬骨鱼的巨大成功意味着游泳膀胱现在成了标准，而不是肺。

然而，仍然有许多潜在的水生栖息地，没有可靠的高氧含量，特别是在热带淡水中。但进化基本上是一条单行道。硬骨鱼不太可能把它的鱼鳔恢复成肺，就像我们把耳朵和扁桃体恢复成鳃一样。因此，要想让硬骨龙的血统闯入这些栖息地，它们需要进化出新的呼吸方式。

这种类型的补充空气呼吸实际上已经在硬骨鱼中进化了好几次。其中一个最著名的例子是攀鲈亚目，比如斗鱼，这种鱼进化出了一种由鳃腔发展而来的东西，鳃腔是一个充满折叠的骨质板的口袋，里面有很多可以进行良好气体交换的表面积，斗鱼依赖这些器官呼吸，以至于他们实际上在没有空气的情况下会淹死。

所有这些都是为了说明，第一批从水上迁徙到陆地上的生物不必适应呼吸空气，这种能力早在第一只四足动物爬上泥滩之前就已经在鱼身上进化了。空气呼吸最初是作为获得补充氧气的一种手段，既有助于在低氧的水生生境中生存，也有助于支持更活跃的生活方式。即使在最成功的鱼类世系失去了这种能力，当它们的肺变成专门的游泳囊时，这种能力对某些水生环境非常重要，以至于它们的后代进化出了新的呼吸空气的方式，呼吸空气在鱼身上只是一种相当普遍的能力。

当然，虽然这个答案集中在脊椎动物身上，但还有很多其他动物从呼吸水过渡到呼吸空气。几乎任何一次去海边的旅行都会发现大量的螃蟹在水里或陆地上，还有许多其他甲壳类动物从水到陆地，从等足类动物到昆虫再到龟形目动物。

不管怎么说，即使是现在，还是有存在于这个转变中的生物。比如泥鳅是一种能够在陆地上生活的鱼，这只是一个例子。任何两栖动物都是另一个类似的例子。所有曾经存在的生物，包括今天在陆地表面徘徊的人类，都是过渡性的生物。

所以这个问题在很大程度上与肺是什么以及氧气如何通过皮肤被吸收有关，特别要考虑空气从外膜到内部器官和细胞的距离，每一代人都越来越多地利用肺部从空气中吸出氧气。

有趣的是，几乎所有的海鱼都来自淡水祖先。在所有的咸水鱼（在海洋中）死亡后，一些淡水鱼重新定居在海洋中，并产生了肺。在缺氧的淡水中，这些鱼形成了内部的空间，使它们能够将头伸出水面，从空气中获取氧气。

然而现在被污染的海洋杀死了无法从空气中获取氧气的咸水鱼，在一些淡水体与咸水体相连后，一些淡水鱼重新适应了海洋。不再需要肺，肺重新适应成为一个鱼鳔，使他们的后代更加敏捷，更好地适应生存。