鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

这确实是一个很有趣的问题,说它有趣,关键是鱼鳔里的的空气是哪来的?随时随地的可以增加和减少吗?

鱼,“是靠体内的鱼鳔里面的气体多少来控制沉浮的”的观点是在17世纪美国佛罗伦萨的科学家提出来的,后来被博雷里教授在1685年正式提出。虽然后人对此理论表示过异议,但是由于缺乏系统论证,因此对上述结论撼动不大。在300多年的时光里,已经扎根于人们的认知里,而各国也在教科书里沿用这一理论。

但是,时间到了2008年,300年前的那个关于鱼鳔的理论被中国的一位老师带领的几个中学生打破,他们认为,上述理论是错误的。

2008年7月,上海的黄曾新老师带领着来自不同中学的慎悦、罗毅敏、汪浩、崔亦辰、陈冰五名中学生,向着“鱼鳔控制鱼的沉浮”的传统理论发起了进攻。

这五名中学生在黄曾新老师的指导下,进行了大量的观察和实验,终于推翻了关于鱼鳔的传统说法。他们认为,鱼在水中的沉浮,主要靠的是鱼鳍,而不是鱼鳔。鱼鳔的作用,只是用来降低鱼在水中的比重,这个功能,是在鱼自然进化中产生的,而鱼并不能有意识的自主控制鱼鳔里面空气的多少,目前这一理论,已经被多名科学家认可。

研究小组通过观察,发现没有任何一种鱼,具有垂直升降功能,鱼都是通过向上游动或者向下游动的方法来进入不同的水位,而达到这个目的的主要器官就是鱼的胸鳍和尾鳍。这就像是鸟,上飞或者下飞,靠的是翅膀的煽动一样的道理。

过去的一种理论认为,鱼鳔具有气体透彻功能,能使鱼体内其它组织中的气体浸透到鱼鳔中,这种说法也被研究小组戳穿。研究小组认为,如果鱼鳔里面的气体,是由鱼的其它组织中的气体浸透而来,那么,鱼的总质量不变,仍然改变不了上浮的条件。

他们在观察解剖的鱼发现,被取出的鱼鳔,个个饱满充足,上面没有孔,用力捏压也不会泄气,放置几天也不会干瘪。鱼鳔本身没有肌肉和神经,鱼鳔也不具备透气功能,因此可以得出结论,鱼上下沉浮,并不是依靠增加或者减少鱼鳔里面的气体来完成的。

既然鱼鳔不是用来控制上下沉浮,那么鱼鳔到底是起到什么作用呢?

研究小组得出结论,鱼鳔就是为了降低鱼在水中的比重。

养过鱼的人都可以发现,鱼可以在水中一动不动,说明了鱼的比重和水是一致的,但是,我们要是把鱼肉或者是鱼骨扔进水中,鱼肉或者鱼骨很快就会下沉,而鱼鳔,正是帮助鱼减轻身体的比重,让鱼的比重相等于水的比重。鱼的这一特点,是经过多年进化而成的,并不是鱼的自主意识所决定的。正如人们的心脏跳动,人不能自主控制一样的道理。

如果鱼没有鱼鳔,鱼要想上浮,或者是要保持在某一水层,必须全力不停的游动,这样任何物种都会吃不消,也不会有很长的生命力。

鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

很多人在小学期间学过一篇课文,讲的是鱼鳔的变大变小能够控制鱼的上浮和下沉,人们据此设计制造出了潜水艇。

这个说法有一些道理,但很容易给人误导。鱼的鳔上并没有肌肉纤维控制鱼鳔的收缩和扩张,鱼鳔不能通过压缩气体使自己下沉,也不能通过扩张鱼鳔使自己上浮。对于有鱼鳔的鱼来说,它们的上浮和下沉主要由于两方面的原因,一是利用水压改变鱼鳔的体积从而控制上浮和下沉;另外就是依靠鱼鳔的充气和放气。

鱼的密度大体上和水的密度相当,这样只要稍稍改变鱼鳔的体积就可以控制鱼的上浮和下沉。鱼在某一位置悬浮着,如果它想上浮就会摆动鱼鳍向上游,在向上的过程中水压变小,鱼鳔就会膨胀,这样鱼就会受到更大的浮力,进一步推动着鱼上浮。鱼若是想从原来的平衡位置下沉,向下游的过程中压强越来越大,鱼鳔也被压缩的越来越小,受到的浮力会进一步减小,鱼就会下沉的越快。鱼鳔体积的变化主要是这种被动的变化。

深海中的鱼被捕捞上来后,由于外界压强变小,鱼鳔会膨胀为原来的数倍,有时候你掰开鱼的嘴就能看到膨胀出来的鱼鳔,偶尔也能见到鱼鳔膨胀出鱼嘴的情况。这时若是把鱼扔到海里,因为鱼鳔太大,鱼一时半会是钻不到深海里的,可能很快就会死亡。

鱼鳔中含量最高的气体是氧气,这是鱼的储备,急需氧的时候可以从鱼鳔内获取,也就说鱼鳔内的一些气体可以被流经鱼鳔的血液带走利用,同时鳔管也可以起到放气的作用。若是向鱼鳔内充气,则需要流经鱼鳔的血液在鱼鳔处放出气体。鱼鳔的充气和放气过程是非常缓慢的,把一只鲫鱼鱼鳔内的气体抽走,它在水底可能需要几个小时才能恢复到正常。

鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

鳔真的是鱼的浮沉器官吗?鱼腹腔内靠近背部的位置有一个白色或者淡黄色的气囊,这就是鱼鳔了,在大多数人的认知中,鱼鳔是鱼可以在水中自由上浮和下潜的工具。但其实,严格意义上说,鱼鳔在鱼的浮沉中只是起到了辅助作用,而还有一些鱼类压根就很少用到鱼鳔或者干脆就没有鱼鳔。

为什么鱼鳔只是鱼类浮沉的辅助器官?

许多人认为鱼是通过压缩和扩大鱼鳔来减小和增加自己的浮力,从而完成上浮和下沉的。但是这里有一个问题,那就是在我们杀鱼取内脏时,鱼鳔附近并没有包裹着肌肉组织,既然没有肌肉组织,鱼鳔的压缩和扩张就失去了动力,所以,鱼靠鱼鳔浮沉是一个认知误区。

我们在初中时就学过浮力,当物体密度小于水的密度时,物体会漂浮在水面上,当物体密度等于水的密度时,物体会悬浮于水中,当物体密度大于水的密度时,物体会沉入水底。

那么,鱼是如何改变密度的呢?其实鱼在水中几乎不会改变自己的密度,它之所以会下沉或者上浮,主要是因为鱼鳍和鱼尾给了鱼反作用力,简单地说就是鱼上浮时,头朝上,鱼尾左右摆动,鱼鳍前后摆动,就会给鱼以推力,帮助它快速的到达水面,下沉时也是一样的。

当然,鱼鳔在这个过程中也不是完全没有作用的,在上浮时,由于水压逐渐减小,其鱼鳔会逐渐地增加,这会加快鱼上浮的速度,下沉时,随着压力增加,鱼鳔逐渐减小,自身的比重增加,更快的能够到达水底。

因此,鱼的上浮下沉,鱼鳔虽然会随着增大和减小,但是这不是主动调节,而是被动调节,这是由鱼鳍和鱼尾给的推动力使得水压变化造成的。不过,最早的潜艇正是德国人根据这一原理仿生出来的。

哪些鱼没有鱼鳔?

虽然大多数鱼都有鱼鳔,但是还有两大类鱼有些不同:一类是鱼鳔退化严重;一类是完全没有鱼鳔;

我们先来说鱼鳔退化严重的鱼类,这一类鱼的鳔与其体型严重不符,究其原因无非只有一个-几乎用不到。有许多鱼本身就是底栖或者浅水区活跃的,它们一生除了死亡,很少发生浮沉,这样辅助浮沉的器官-鱼鳔就退化严重。

除此之外,像金枪鱼这类平时游泳速度(60-80公里每小时)就极快的鱼类,鱼鳔发达反而会成为阻碍,所以,在漫长的演化中,它们的鱼鳔也退化严重。

其次是没有鱼鳔的鱼。没有鱼鳔的鱼存在吗?当然,而且还不少,几乎所有软骨鱼纲下的鱼类都是没有鱼鳔的,比如鲨鱼、鳐鱼、魔鬼鱼、鲟鱼等等,这些软骨鱼不像硬骨鱼那样有明显的鱼鳃盖,而是以明显的鳃裂作为替代。这种差异导致了软骨鱼类大都靠不断的游动让水进入鳃裂呼吸,像鲨鱼它们一生都要不停地游,即便睡觉也是如此,不然就会窒息。

软骨鱼从演化上就与硬骨鱼不同,所以鱼鳔的有无也成为了二者的演化差异。软骨鱼主要是靠游泳来控制自己在海水中的位置和深度,而且像鲨鱼这类软骨鱼类虽然没有鱼鳔,但是其肝脏相比同体型的硬骨鱼来说要发达一些,里面含有二酰基甘油醚,这在浮沉中也能起到一定的作用(辅助)。

鱼在浮沉时鳔里的空气是进出的?

对于需要借助鱼鳔浮沉的鱼类来说,随着下潜它鱼鳔会逐渐地变小,其中的气体排出时有两种方式:第一种是喉鳔鱼类,这类鱼的鱼鳔与一条鳔管相连,鱼鳔内的气体可以直接通过鳔管进入鱼鳃,再排出体外。第二种是无喉鳔鱼类,这一类鱼的鳔管已经退化掉了,它们在排出气体是需要体内特殊腺体分泌的乳酸作为媒介。

同样的,当鱼下潜到一定深度,想要再次上浮时,不但有鱼鳍和鱼尾用力,它的鱼鳔也会随之增大,而增大是需要气体的,这些气体的来源与鱼在下潜时排出气体正好相反。

对于有鳔管的鱼类来说,它鳔内的气体来源是通过鳃丝过滤进入体内,大部分供给身体各个器官和组织,一小部分通过鳔管进入鳔。对于没有鳔管的鱼类,则是通过乳酸溶解部分的氧,然后再进入到鳔内。

由于没有鱼鳔的鱼类需要借助乳酸来溶解氧,所以它的效率是很低的,这导致了它从深水向浅水移动时只能很慢,一旦过快,到了水面上,其鱼鳔就会破裂(代表:鲈形目下的鱼类)。

写在最后

鱼鳔并不是所有鱼类共有的器官,其中软骨鱼类就没有这一器官,它们是靠终身不停的游动来上浮和下沉的,而且像一些底栖或者浅水层生活的鱼类,即使有鱼鳔,也不发达。

而且鱼鳔对于大多数鱼类来说只是浮沉的辅助器官,它们上浮和下沉的动力主要是身体摆动给的推动力,只不过有了鱼鳔后,在上浮和下沉时,通过鱼鳔的收缩,能够增加效率而已。至于鱼鳔中的气体来源,就是靠鱼鳃过滤的氧气通过鳔管或者是乳酸进入。

鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

不是所有的鱼都有鱼鳔,比如鲨鱼。

实际上鱼上浮还是下沉不是靠鱼鳔,而是靠鱼鳍,鱼在游动的时候有个速度,鱼鳍就是利用这个速度张开一定的角度来控制鱼上升还是下降,鲨鱼也是。

鱼鳔的作用是稳定鱼的深度,也就是保持身体在一定的深度,这样即使睡觉不动,鱼也不至于下沉,鲨鱼就不行,它得不断的游动,只要活着就不能停。

这是一个相对静态的过程,鱼利用鱼鳃获得气体,利用嘴吐出,因为不需要非常快的反应速度,所以鱼鳃获得的气体的速度足够用。

鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

小时候就听人讲过,鱼可以通过控制自己鱼鳔中气体的量来进行上浮和下沉,这种说法其实是有误导作用的,鱼的上浮下沉的确是很鱼鳔中气体的量有一定的关系,但是也不是绝对的。

我们所熟悉的潜艇,其实就是利用鱼的浮沉原理制作出来的,当潜艇想要上升的时候,它就排出一部分水,使自己的比重减少,然后上升,当它想要下潜的时候,它就从外界吸收一定量的海水,然后就可以增大自己的比重从而实现下沉的目的。于是就有人说,当鱼想要上浮的时候,它就将自己的鱼鳔扩大,当鱼想要下潜的时候,它就将自己的鱼鳔缩小。但是有的人却没有想到,鱼鳔壁上并没有能够主动改变自己体积的肌肉纤维,所以这种说法显然是站不住脚的。

于是就出现了另外一种说法,这种说法是,当鱼想要下潜的时候,它们就吐出鱼鳔中的气体,当它们想要上升的时候,它们就吸收一定量的气体,以保证自己的上浮。但是这种说法也是有问题的,至少有一半是有问题的。当鱼想要下潜的时候,它们可以吐出自己鱼鳔中的气体,这是没有问题的,鱼可以通过这种方式下潜,但是说到上升的时候,却并不是通过吸入空气让鱼鳔胀大从而实现目的。这是因为在水中,鱼想要从外界吸收空气,特别是为数不少的的空气并不是一件容易的事,所以鱼的上浮跟吸入空气并没有直接关系。

这也正是题目中提到的疑问,鱼在水里是不可能瞬间吸收大量的空气到鱼鳔内然后实现上浮的。那么就是另有原因,其实鱼不论是上升也好,下潜也好,都是通过鱼鳍的,首先鱼不可能主动控制自己鱼鳔体积的大小,那么当它想要上浮或者下沉的时候,只能努力挥动自己的鱼鳍从而实现目的了,然后呢,在上升的过程中,由于外界海水的压强越来越小,所以它的鱼鳔体积会越来越大,所以就保持了一个上浮的趋势,而且这种趋势越来越大,为了抑制这种趋势,鱼只能将自己的鱼鳍向反方向挥动了。

当鱼想要下潜的时候,它就挥动自己的鱼鳍向下游,随着不断深入,鱼受到的水压强越来越大,于是受到的浮力就越来越小了,于是鱼就不断往水中下沉,为了避免越沉越深,鱼就只能够反方向挥动自己的鱼鳍,让自己上浮。但是鱼并不能无限下沉,当下沉到一定的深度的时候,鱼会因为无法呼吸而溺死,所以鱼的活动还是有一定的范围的。回到题目中提到的鱼鳔来,它本身是不能调节鱼的升降的鱼鳔只是一个比重调节器,而调节的砝码,还是鱼鳍本身。当然了,鱼鳍中的气体,并不是固定不变的,鱼可以利用红腺中分泌的气体供给鱼鳔,在必要时,鱼也可以挤压鱼鳔释放气体,但是这并不是重点。

鱼把鱼膘里的空气放出来下沉,然后怎么再有空气充回到鱼膘里上浮呢?

鱼鳔不会放气的,鱼鳔像个气球,位于鱼体上方,使得鱼体下重上轻,能够保持直立姿态。

鱼通过肌肉可以挤压鱼鳔,调整身体的体积/平均密度,从而悬停在水中。

如果由于伤病,影响了鱼鳔的功能,就会出现鱼鳔失调症。鱼或沉底,或漂在水面,无法直立。

于是人工鱼鳔就来了[捂脸]

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