问答题 试述鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类的呼吸器官及呼吸方式。
【正确答案】鱼类高效的呼吸器官是外胚层形成的鳃。软骨鱼类的鳃瓣是由上皮折叠形成栅板状附着在鳃间隔上,硬骨鱼类的鳃丝直接着生在鳃弓上。鳃中有丰富的毛细血管分布。鳃中的逆流循环,即血流方向与水流方向相反,使得缺氧血中低含氧量与水中高含氧量产生经常性的不平衡,促使气体的充分交换。软骨鱼的呼吸动作是依靠鳃节肌的张缩,造成口的开关、鳃弓的扩张与收缩以促使水的流入与流出。水由口和喷水孔进入咽,由鳃裂流出体外,当水流经鳃瓣时,完成气体交换。硬骨鱼的呼吸动作主要靠鳃盖的运动来完成:当鱼撑开鳃盖时,鳃盖边缘的鳃膜因受外部压力紧贴体壁,鳃腔扩大,内部压力减小,水流由口经咽进入鳃腔;当鳃盖关闭时,口瓣关闭,鳃膜打开,水流由鳃腔经鳃孔排出体外。当水流经鳃丝时,即可进行气体交换。
   两栖类呼吸多样化。①肺呼吸:肺是两栖类成体的呼吸器官。仅是一对薄壁的囊,囊内壁呈现蜂窝状,以增加与气体交换的面积,但面积仍不大,与体表面积的比仅为2:3。肺囊壁具有丰富的毛细血管,由肺动脉将回心脏的缺氧血送入肺,而由肺静脉将交换后的多氧血送出肺部返回左心房。由于没有胸廓,其呼吸方式为咽式呼吸,即借助于口咽腔底部的上下动作将空气压入肺部来完成。②皮肤呼吸:由于肺呼吸的不完善,皮肤呼吸起着重要辅助作用。皮肤湿润,皮下毛细血管丰富。有肺皮动脉的分支皮动脉通入及皮肤静脉经锁骨下静脉、前腔静脉返回右心房。尤其是在冬季蛰眠期中,皮肤呼吸对生命继续起着重要作用。③鳃呼吸:是一些成体和所有幼体的呼吸器官。有的种类不仅有内鳃还有外鳃,如泥螈成体具有3对外鳃,其后有两对鳃裂,充分反映了两栖类的低等状态。
   爬行类的肺呼吸进一步完善。肺内壁具有较两栖类复杂的分隔,与空气交换面积更加扩大。口腔和呼吸道由于次生颚出现而明显分开,气管和支气管明显分化。声带较为简单,除少数种类外,爬行类一般不发声。由于胸廓的出现,借助于胸廓的扩张和缩小,使肺内和呼吸道中的气压与外界大气压产生差别,而将气体吸入或排出。水栖龟鳖类能够较长时间潜伏水底,此时主要以咽壁和突出在泄殖腔两侧的副膀胱(或称肛囊)作为辅助呼吸器官。
   鸟类具有高效的双重呼吸系统。肺是一个由各级支气管形成的彼此吻合的密网状管道系统。当气管进入肺后分为左、右支气管,即初级支气管(也称中支气管),然后再分支为次级支气管(含背支气管和腹支气管)、三级支气管(平行支气管),三级支气管再分支出许多微支气管。气体在肺内沿一定方向流动,即从背支气管一平行支气管一腹支气管,称为“d-p-V系统”。也就是呼气与吸气时,气体在肺内均为单向流动。微支气管的管径仅有3~10μm,分支彼此吻合,外围分布丰富的毛细血管,气体交换在此处进行,它是鸟肺的功能单位。鸟类特有气囊,是呼吸的辅助系统,由单层上皮细胞膜围成,无气体交换功能,共4对半,位于体壁与内脏之间,分为后气囊(腹气囊和后胸气囊,与中支气管相连接)和前气囊(锁间气囊、颈气囊、前胸气囊,与次级支气管相连)。在吸气时一部分新鲜空气经中支气管直接进入后气囊储存,另一部分空气最终进入肺的微支气管进行气体交换。呼气时废气经前气囊排出的同时,储存在后气囊中的新鲜空气再一次进入肺内进行气体交换。因而鸟类无论在吸气或呼气时均有新鲜空气进入肺部进行交换。这种呼吸方式称为双重呼吸。
   哺乳类的呼吸系统完善。呼吸道由鼻腔、咽、喉和气管组成。鼻腔和口腔完全分开,鼻腔内有发达的鼻甲骨。鼻黏膜除有感觉功能外,还有对空气除尘、加温、湿润的作用。喉部不仅是呼吸的通道,也是发音的器官。气管由一系列在背面不连接的软骨环支持,分成支气管进入肺部。肺是由复杂的支气管树和最盲端的肺泡组成,肺泡是气体交换部位。哺乳类有肌肉质的横膈,其膈肌的收缩和舒张使横膈下降和上升,再协同肋间肌的收缩,使胸腔扩大与缩小,完成呼吸动作。
【答案解析】