魚為什麼在陸地上呼吸不了（魚只能在水中呼吸）

2023-04-26 23:40:19

魚只能在水中呼吸？人只能在陸上呼吸？沒有這回事，事實上魚兒也能直接呼吸空氣，而人類也可以在液體中呼吸。

魚兒的呼吸器官是鰓，而人類的呼吸器官是肺，看似大不相同，但它們都可以分別從液體和氣體中獲取氧氣。魚兒離開水會死亡，而死亡的原因就是窒息，但窒息的原因並不是無法從空氣中獲取氧氣，而是鰓葉在離開水之後全部黏在了一起，無法有效地過濾空氣並汲取氧氣。當悶熱的夏季來臨，水中的含氧量會下降，所以魚兒都會浮到水面大口大口地喘氣，這就是在呼吸空氣，可見魚鰓是可以在空氣中呼吸的，所以即便魚兒離開了水，只要你能保證它的魚鰓不會黏糊在一起，並提高空氣在魚鰓部位的流動速度，那麼它便不會窒息而死。

魚兒能夠直接呼吸空氣，這不算稀奇，但如果說人類也能夠在液體中呼吸，是不是就有些過分了？一點也不過分，人類的肺本來就可以從液體中汲取氧氣，而關於液體呼吸的研究也早從20世紀50年代就開始了。

人類為什麼要研究液體呼吸法？這還要從潛水病說起。潛水是一項極具危險性的活動，其主要危險並非來自於神秘莫測的大海，而是來自於潛水本身。在潛水時，隨著深度的增加，壓力會隨之增加，大概每下潛10米，就會增加1個標準大氣壓的壓力。隨著壓力的升高，氣體也會隨之被壓縮。

在2個大氣壓的環境下呼吸，每呼吸一口，氣體中所含的分子量就是水面上的2倍，而在3個大氣壓下，呼吸一次的氣體分子量就是水面上的3倍，所以潛得越深，氧氣消耗的速度就越快。

大量的氣體被吸入身體之後，會溶解在身體之中產生潛在的危害，如果氧氣多了會引發腦中毒，氮氣多了會造成氮麻醉。為什麼還有氮氣呢？因為人不能吸純氧，即便是醫院中的危重病人，吸氧濃度也不會超過50%，所以必須用氮氣稀釋。高濃度的氮氣進入身體後會溶解在體液中，在潛水員上浮的時候，由於壓力降低，所以氮氣會從體液中析出變為氣泡，引起栓塞，這就是潛水病。

所以潛水上浮的速度一定要慢，中途還必須停下來自由呼出被壓縮的氣體。

這就決定了潛水艇一旦沉沒，艇員是很難生還的。而如果潛水員使用液體來進行呼吸，而非使用氣體呼吸，那麼所有的問題就都不存在了，所以早在二戰之前，關於液體呼吸的研究就已經被提了出來，但真正開始相關研究還是在20世紀50年代。最早使用的呼吸液體是含氧鹽溶液，在約翰尼斯·克萊斯特拉博士的首次試驗之中，實驗動物在溶液中最長呼吸了一個小時，但最終還是死亡了，不過死亡的原因並不是窒息，而是酸中毒，也就是二氧化碳中毒，因為呼吸過程所產生的二氧化碳無法順利排出，最終在體內堆積引起中毒。

如果想要讓呼吸過程產生的二氧化碳順利排出，那麼每分鐘至少要有10升的呼吸液體流經肺部，這大大超越了人類肺部功能的極限。

為了解決酸中毒的問題，美國研究者克拉克和戈蘭將呼吸液體換成了全氟化碳，這種液體的密度是水的2倍，但黏度只有水的一半，所以其氧氣和二氧化碳的存儲量可以達到水的20倍，理論上可以保證呼吸過程中二氧化碳的順利排出。後來克拉克和戈蘭使用小鼠和狗進行了實驗，在長達20小時的實驗過程中沒有一隻動物出現不適。受到了克拉克和戈蘭的啟發，1969年到1975年之間，克萊斯特拉博士又對呼吸液進行了改良，並開始了人類實驗。

最先接受液體呼吸實驗的是一位名為法爾克的美國海軍潛水員，實驗過程非常順利，且沒有出現任何不適，只是在實驗過後清除肺部液體時除了一些問題，導致法爾克患上了肺炎。

自此之後，關於液體呼吸的研究一直在不斷推進，也進行過很多相關實驗，不過實驗者都表示長時間在液體中呼吸是非常費力的，甚至有人因為呼吸用力過猛而出現了扭傷和骨折。理論上，液體呼吸是可行的，不過距離正式應用還有一定的距離。液體呼吸的意義不僅在於潛水，也可以應用於醫療領域，對於很多肺部疾病而言，口服和注射給藥遠不如直接呼吸含藥液體更加直接有效。