何億年も前、人間の非常に遠い祖先、および背骨と4本の手足を持つすべての陸上動物に、この水を吸い込む能力がありましたが、最初の空気を吸い込む生物が陸上でフルタイムで生き始めた後に失われました。今日、人間は特別な装置を使用して、または「アクアマン」（ワーナーブラザーズピクチャーズ）のようなユニークな水中能力を持つ漫画のキャラクターについての映画の中でのみ、水中で呼吸することができます。
コミックの伝承は、映画の半分人間、半分アトランテアのハイブリッドアクアマン（ジェイソンモモア）と人間に見える彼のすべてのアトランティスのいとこがどのように海の深さで呼吸できるかを説明しています-「エラ」は、見えませんが言及されていますが、そして、詳細は視聴者の想像力に任されています。しかし、実際の生き物は水環境でどのように正確に呼吸しているのでしょうか？
たまたま、地球の海、湖、川のほとんどに溶存酸素がたくさんありますが、私たちの空気呼吸肺はそれを処理することはできません。しかし、世界の水居住者は水中の酸素にアクセスするための他のいくつかの方法を進化させたと専門家はLive Scienceに語った。
古代の技法
クラゲなど一部の動物は、皮膚から直接水中の酸素を吸収します。ノースカロライナ大学アッシュビル校の助教授であるレベッカヘルム氏はLive Scienceに、体内の胃血管腔は食物を消化し、酸素と二酸化炭素を移動させるという二重の目的を果たしていると語った。
実際、酸素を使用していた地球で最も初期の微生物の生命体は、ゼリーと同じように、拡散を通じて酸素を得ました。 「棘のない：クラゲの科学と背骨の成長の技術」（リバーヘッド書籍、2017年）。
「外側の細胞層と内側の細胞層しかなく、内側はゼリーで細胞がないため、実際の組織を内側に持つ動物ほど酸素は必要ありません」とバーウォルドはLive Scienceに語った。 Eメール。
ただし、拡散による「呼吸」には欠点もあります。
「循環系を使って体の奥まで酸素を届けるよりもはるかに遅い。それはおそらく、大きなクラゲが成長するのに限界があることを意味している」とバーワルドは付け加えた。
バックドア方式
体表の酸素拡散による呼吸は、ヒトデ、ウミヒトデ、ウニ、ナマコなどの海洋動物のグループである棘皮動物にも見られます。
海星は、丘疹と呼ばれる皮膚の隆起を通り、チューブフィートと呼ばれる他の構造の溝を流れるときに酸素を吸収します。無脊椎動物学者のクリストファーマーは、ワシントンD.C.のスミソニアン国立自然史博物館の研究者で、Live Scienceに語りました。
ただし、浅海ナマコのタイプによっては、呼吸に特化した別のタイプの適応があります。つまり、肛門近くの体腔にある呼吸「ツリー」構造です。キュウリの直腸開口部が体に水を吸い込むと、呼吸木が酸素を抽出し、二酸化炭素を排出します。
「それは文字通りそのお尻から呼吸する」とマーは言った。
「基本的な青写真」
Northeast Fisheries Science Centerによると、魚では、エラの呼吸が成功したシステムであることが証明されており、血管のネットワークを使用して、流れる水から酸素を取り込み、エラの膜を通して拡散させます。
ルイジアナ州のニコルズ州立大学の生物科学部の助教授であるソロモンデイビッドは、ほとんどの魚のエラは「同じ基本的な青写真」を持っているとLive Scienceに語った。
「彼らはこのガスの向流交換をするように作られている-酸素を引き出して廃棄物を放出する」とデビッドは言った。魚が口を大きく開くと、鰓の上を流れる水の流れが生まれます。赤みがかった、高度に血管新生した組織は、酸素を吸い出し、「肺胞の毛細血管のようなもの」である二酸化炭素を排出します。
ただし、エラはすべてに対応しているわけではありません。デビッドによれば、それらの構造は種によって異なり、酸素の必要性に合うようになっています。たとえば、水泳の速いマグロのえらは、アリゲーターガーなどの待機魚である魚のえらとは多少異なります。
「あなたがいつも外出中のアクティブな捕食者であるなら、あなたはより高い酸素要求量のために異なるえらを持つでしょう」とデビッドは言いました。
同氏はまた、鰓の形状は、同種の個体間でも異なる可能性があり、彼らが住んでいる水中の酸素条件に依存すると付け加えた。研究によると、魚は水生生息地が汚染されたときにエラの形態を適応させることができる。時間が経つと、エラのフィラメントはより凝縮され、水中の汚染物質に抵抗します。
一部の水生両生類にはえら-頭から外側に伸びる分岐構造があります。これは両生類の幼虫の特徴であり、ほとんどの種が成熟するにつれて消失しますが、サイレンのような水生サンショウウオはこれらの外鰓を成虫にします、とフロリダ大学の天然資源と環境学部の水生生態学者であるキルスティンヘクトは、Live Scienceに語りました。 Eメール。
肺魚-改造された水泳膀胱を使用して水と同様に空気を呼吸する魚のグループ-は若いとき、外鰓も持っています、「しかし、ほとんどすべての肺魚種は成体に達する前にそれらを失います」とヘクトは言いました。
元の記事 ライブサイエンス.
