肺鱼
2肺鱼(Dipnomorpha)为硬骨鱼纲肉鳍鱼亚纲肺鱼目的鱼类12。
肺鱼体呈纺锤形,腭(è)方软骨与头颅愈合,颌为“自接式”。具内鼻孔及泄殖腔,无鳃盖条。背鳍和臀鳍与尾鳍愈合。分布于非洲、南美洲和澳大利亚等地。肺鱼在远古时期是海洋中的鱼,到了泥盆纪中后期,进入淡水环境,并逐渐变成淡水鱼。平时用鳃呼吸,缺水时用鳔呼吸。如有澳洲肺鱼、非洲肺鱼等345。
基本信息
- 中文学名
肺鱼
- 目
单鳔肺鱼目、双鳔肺鱼目
- 科
澳洲肺鱼科、美洲肺鱼科、非洲肺鱼科
- 界
动物界
- 门
脊索动物门
物种起源
肺鱼是硬骨鱼类的一个较小的类群,也曾作为肉鳍鱼亚纲的一个目。化石记录始于早泥盆世,野生种类仅存3属6种,分布于澳大利亚、非洲和南美洲大陆。
肺鱼早期成员体型一般较长体,被较厚的整列鳞具叶状偶鳍,尾歪型,脑颅骨化程度较高。肺鱼在晚泥盆世和石炭纪呈现高度的多样化,在头部长度、脊椎构造、齿板、齿脊型式(格局)等方面具有高度的分异,但在随后的 1.5亿年中未见明显变化。可见的进化趋势包括骨化程度减低,头部颊区与躯体变短、奇鳍重新出现连续状态,鳞片变薄,呈圆鳞型。
远古时期肺鱼曾经是海洋中的居民,到了泥盆纪中后期,它开始向陆地进军,进入到淡水环境中,并最终成为淡水鱼。肺鱼最早的代表是泥盆纪中期的双鳍鱼。肺鱼在地球晚泥盆世至石炭纪曾经比较繁盛、大量繁殖。只有极少数特化的代表在非洲、大洋洲和南美洲的赤道地区遗留下来,可以说是一种“活化石”。肺鱼身上披着的瓦状鳞,背鳍、臀鳍和尾鳍都连在一起,并有构造最古老的“原鳍”。所谓原鳍与正常鱼鳍不同之处是一个肉柄状的东西。肺鱼之所以得名,主要在于它们的鳔。肺鱼的鳔的构造很像肺,可以进行气体交换,所以有人将肺鱼的鳔称为“原始肺”。对于绝大多数鱼类而言,鳔的作用主要在于帮助鱼上浮或下沉,增强平衡性,而呼吸则通过鳃来完成。而肺鱼的特别之处就在于,它不仅能通过鳃来呼吸,也能通过鳔来呼吸。这使得肺鱼可以在没有水的环境下,也能存活很长一段时间。
在19世纪,由于澳大利亚肺鱼的肉是粉红色的,因此大洋洲当地土著人捉到后常把它当作鲑鱼的一种,而且这种鱼一直是人们的盘中餐。情况一直持续到澳大利亚博物馆馆长克雷夫特对肺鱼的重新发现。一天当克雷夫特在吃晚餐时注意到盘子里的鲑鱼有一个肺。这是鱼进化到脊椎动物之间所遗失的一个重要环节的证据。
他立即对这条鱼解剖,结果发现鱼肺的长度几乎与整条鱼的体腔一样长。这种神奇的鱼有肺,因此能呼吸。随后的研究发现,它可以用鳃和肺同时呼吸,也可以单独地使用肺或鳃呼吸。实际上,肺鱼有两套呼吸系统,在水中它用鳃呼吸,到了干旱的季节,河水干涸时,它会躲在泥里用肺呼吸。肺鱼都有双肺,鳃盖相对较小,在河流完全干涸时在河床淤泥中做洞,以休眠状态度过长达6个月的干旱季节,完全脱离水,在空气中存活。在石炭纪和二叠纪沉积中,含有零散肺鱼化石的柱状泥质沉积表明,肺鱼在那时即以这种方式来度过困难时期。
肺鱼在软组织的构造、发育、生理和行为方面有许多性状与现生两栖类接近而不同于其他现生鱼类,例如美洲肺鱼具有以声门与食道相接的双肺,鳃及鳃部血管较退化,心脏具二心室,其一接受来自肺部的血液,动脉锥有瓣膜将来自肺部的血液与来自鳃部的血液分开。有些学者提出,肺鱼在具有会厌软骨、脑下垂体结构及其激素成分、晶状体蛋白、胆汁盐、鳃弓肌肉等方面亦与现生两栖类最为接近。但由于这些性状无法与化石类群总鳍鱼类的相应性状进行比较,对这些性状的系统发育意义的评价仍是悬而未决的问题。
位于肺鱼口腔顶部的后鼻孔,曾一度被认为是与四足动物(陆生脊椎动物)内鼻孔同源的构造,20世纪以来,多数学者认为这一鼻孔是次生移入口腔顶部的后外鼻孔,与其他鱼类的后外鼻孔同源。
形态特征
生活在淡水中,除了以鳃呼吸外,还能以鳔代肺呼吸,即使是在枯水时期,它们钻入淤泥之中进行夏眠,眠期可达数月之久。但有时间的限制。肺鱼之所以能在水外生活,正如它的名字所显示的,它可以用"肺"来呼吸。
它们的鳔很发达,整个鳔的前端部分合并为单室,长度很短,随即分开成对,达体腔后端;鳔内中央腔的侧壁形成许多大小不等的小气室(肺泡),各小气室又复分为许多小气囊(肺小泡),构造与陆生动物的肺十分相近。
生活习性
因为它的鳔在生理构造上具有肺的功能,里面都是分枝繁多的血管网和螺旋瓣,有短的鳔管与食道交通,可以在缺氧时用鳔吸收氧气并排出二氧化碳。有趣的是,非洲肺鱼在旱季时也有将自己深藏在淤泥里的本领,并用周围的泥土建成一个很坚固的"小泥洞",在嘴巴的前方开一个小小的呼吸孔,它静静地躺在里面夏眠,度过长达6个月的旱季。当雨季来临时,它便破洞而出。
肺鱼是一种特殊鱼类,在水中时可用鳃呼吸,但它有个特殊的鳔,让肺鱼能在离水後直接呼吸空气。在非洲的旱季中,肺鱼会钻进湿泥中,制造小洞穴蜷缩起来;为了防止乾掉,会从皮肤分泌特殊黏液裹住全身,形成防水层,只留一个小孔呼吸,以自己的肌肉与脂肪当作养分维生,并将新陈代谢率降到原来的的六十分之一,大约不到正常的2%。
休眠现象
肺鱼在软组织的构造、发育、生理和行为方面有许多性状与现生两栖类接近而不同于其他现生鱼类。非洲肺鱼可以离开水面不吃不喝休眠3到5年,当河水再来时它们可以再重获新生。