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2020 年 01 月 07 日 星期 放大 缩小 默认  
科普中国

用屁股呼吸的乌龟

余裕

  在自然界中,有许多动物都因其特别的生存方式让人感到不可思议,比如我们下面要介绍的会用屁股呼吸的乌龟。

  利用泄殖腔呼吸的佼佼者

  费兹洛河龟(也称菲兹罗伊河龟)是一种将泄殖腔呼吸发挥到极致的龟,由于它的泄殖腔位于屁股附近,因此在原产地它被称为“用屁股呼吸的乌龟”。虽然许多水栖龟类都拥有两套呼吸系统,但费兹洛河龟才是其中的佼佼者,它们能通过泄殖腔从水中获取多达70%的氧气需求,正是得益于如此强大的呼吸方式,费兹洛河龟可以一直在水中待3周左右。

  费兹洛河龟是目前蛇颈龟科澳洲蛇颈龟亚科溪龟属现存的唯一成员,它们生活在澳大利亚昆士兰东南部,是当地的特有物种。在澳大利亚,目前只在费兹洛河流域的浅滩区(除了费兹洛河这一干流外还有麦肯齐河、道森河等支流)发现了这种龟。

  费兹洛河龟背甲整体看起来是长椭圆形,成体背甲长可达26厘米,颜色呈浅棕色至深褐色。幼龟的背甲后缘呈锯齿状,随着龟的生长其背甲后缘会逐渐变得圆滑。费兹洛河龟甲壳上的盾板比较薄,腹甲颜色较浅,腹甲的前端和后端较窄。它们的甲桥较宽,腹甲前端的边缘呈圆形,而后端有一个缺口。费兹洛河龟的颈部有一些明显凸起的疣粒,有人认为,这些疣粒像猫的胡须一样,可以起到“传感器”的作用。费兹洛河龟下颌有一对触须,头部大多为灰黑色、棕色、橄榄色(雄性费兹洛河龟的头部会随着年龄增长而越发鲜艳),而脖子下面的皮肤颜色较浅。费兹洛河龟的水栖程度较高,趾间有大的蹼。亚成体的费兹洛河龟的虹膜呈银蓝色,而到了成体,它们的虹膜则为白色,这也是“白眼溪龟”这一名字的由来。

  泄殖腔呼吸的原理

  费兹洛河龟喜欢水流湍急、河底有沙砾的浅滩和有大量石头的深水区域。因为相对于平静的水面来说,水流速度快的地方与空气接触更多,水里的水溶氧量较高。这也是它们能做到长时间不上岸的一个不可忽视的原因。

  那么,费兹洛河龟是如何实现用泄殖腔呼吸的呢?费兹洛河龟的泄殖腔中有两个高度血管化的尿囊,尿囊内表面有许多密集的纤毛,纤毛富含毛细血管,可以用作气体交换。在需要的时候,费兹洛河龟通过收缩腹股沟袋中的肌肉把水泵入泄殖腔孔,当水流到泄殖腔的尿囊(一对内部袋状结构)内时,纤毛们便马上开始工作,从水中捕捉和过滤氧气。和鱼鳃从水流中过滤氧气的原理类似,只不过河龟们是用屁股来完成的。

  但是随着环境的污染与改变,费兹洛河龟的栖息地遭到破坏,总面积已不足10000平方千米,使得该物种在1992年就被列入“易危”名单。幸运的是,有很多志愿者都加入到了保护费兹洛河龟的行动中,让更多人了解到它们的现状,同时也在积极地恢复植被。当地的渔民在开船时会注意水面上有没有费兹洛河龟,以免撞伤它们。住在河岸边的居民用围栏把家畜和河岸隔离起来,保护它们在岸上的巢穴不被破坏。相信在大家的悉心呵护下,费兹洛河龟能更加开心地在水中畅游。

  其他用泄殖腔呼吸的动物

  其实用泄殖腔呼吸不仅是一些乌龟的专利,海参、海星、水虿(蜻蜓幼虫)等动物也利用泄殖腔呼吸。只是费兹洛河龟除了泄殖腔以外还有一套肺呼吸系统,比其他只靠“屁股”呼吸的生物要厉害多了。

  水虿是昆虫纲蜻蜓目昆虫稚虫的一种统称。体色一般是暗褐色或暗绿色,外形与其成虫类似,无翅,通常潜伏在溪池泥底或残枝败叶下,喜欢捕食小型水生昆虫及它们的幼虫。水虿的直肠壁上排列着有序的鳃叶,这些腮被称为直肠鳃,它们就是通过这些直肠腮进行呼吸。水虿身体后部有一个水管,可以将富含氧气的水导入体内。在水虿把水吸入体内再将它排出体外时就已经完成了气体交换,这就是用内脏壁进行有节奏的收缩从而进行呼吸。在氧气含量高的地方,水虿的腹部收缩缓慢,反之则收缩很快。

  海参的呼吸方式也很特别,它们体腔中有一个或两个中空的树枝状器官,后端会合于泄殖腔,称为呼吸树或水肺,是海参的呼吸器官,依靠泄殖腔的膨胀和收缩,水可以出入呼吸树而进行呼吸作用。泄殖腔附近有许多细长的白色或淡红色的盲管,开口于呼吸树的基部,或者直接开口于泄殖腔,称居维氏器管,是海参的防御器官。但是并不是所有海参都有呼吸树和居维氏器官。

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