鳃

基本结构

1. 鳃弓：作为鳃的支撑结构，形状类似弧形的骨骼或软骨。它不仅为鳃的其他部分提供物理支撑，还承担着重要的生理功能，如进出鳃的血管从鳃弓上通过，为鳃组织输送养分和带走代谢废物 。不同种类的水生动物，鳃弓的数量和形态存在差异，例如鱼类一般具有5对鳃弓 ，而少数特殊鱼类可能有6 - 7对 。

2. 鳃丝：是鳃的关键组成部分，通常呈丝状或片状，紧密排列在鳃弓的外侧 。鳃丝表面具有丰富的微血管，使其呈现鲜红色 。这些微血管与流经的水进行气体交换，水中的氧气透过鳃丝上的薄壁进入血液，血液中的二氧化碳则排出到水中 。鳃丝数量众多且纤细，极大地增加了与水的接触面积，提高了气体交换的效率 。

3. 鳃小片：位于鳃丝上的微小结构，是气体交换的主要场所 。每个鳃小片由单层上皮细胞组成，中间分布着微血管 。当水流经过鳃小片时，气体交换得以高效进行 ，这一结构进一步增强了鳃对水中氧气的摄取能力和对二氧化碳的排出能力 。

4. 鳃耙：着生在鳃弓内侧缘的梳齿状结构 。它并非直接参与气体交换，而是起到过滤的作用 。在水生动物呼吸过程中，鳃耙能够阻挡水中的杂质、浮游生物和小型颗粒，防止它们进入鳃组织，保护鳃的正常功能 ，同时，对于一些滤食性动物来说，鳃耙还能帮助它们收集食物 。

工作原理

  鳃的工作原理基于气体交换和逆流交换系统 。当水生动物呼吸时，水从口进入口腔，然后流经鳃部 。在鳃部，水与鳃丝、鳃小片充分接触 。由于鳃丝和鳃小片中富含毛细血管，且毛细血管内的血液与水流方向相反，形成逆流交换系统 。根据气体扩散原理，氧气从浓度高的水中扩散到浓度低的血液中，而二氧化碳则从浓度高的血液扩散到浓度低的水中 ，从而实现高效的气体交换 。这种逆流交换系统能够使氧气的摄取效率最大化，确保水生动物获得足够的氧气供应 。

不同动物类群鳃的特点

1. 鱼类：鳃是鱼类最主要的呼吸器官 。大多数鱼类的鳃位于咽部两侧，外有鳃盖保护 ，以鳃孔与外界相通 。硬骨鱼类的鳃较原始，鳃裂开口于体内，鳃隔发达，前后各有1个半鳃，两个半鳃总称全鳃，外侧有鳃盖保护，鳃盖下面的内侧为鳃腔或鳃室，以一个总鳃孔向后开口于体外 ，鳃盖后缘延伸有柔软的鳃盖膜，能将鳃孔紧紧封住 。软骨鱼类有4个全鳃，1个半鳃，共九对半鳃，无鳃盖 。部分鱼类，如鲨鱼和七鳃鳗，拥有不止一对鳃，与大多数硬骨鱼不同 。此外，一些鱼类还具有辅助呼吸器官，例如非洲肺鱼必须定期呼吸空气，否则会窒息而死；下口鲶这类的鱼虽然可以直接呼吸空气，但这对它们并非必要；一些鳗鲡科鱼类还可以直接通过皮肤吸收氧气 

2. 两栖动物幼体：以青蛙为例，其幼体蝌蚪用鳃呼吸 。蝌蚪的鳃通常为外鳃，直接暴露在体外 ，随着蝌蚪的发育，外鳃逐渐退化，内鳃开始形成 。内鳃结构与鱼类的鳃有一定相似性，但随着蝌蚪变态发育为成蛙，鳃逐渐被肺取代，成蛙主要用肺呼吸，皮肤辅助呼吸 

3. 水生无脊椎动物：以虾为例，虾的鳃位于头胸部两侧的鳃腔内 ，由鳃轴和鳃丝组成 。虾通过附肢的摆动使水在鳃腔中流动，实现气体交换 。不同种类的水生无脊椎动物，鳃的形态和结构差异较大 ，如贝类的鳃呈瓣状，称为瓣鳃；蟹类的鳃则为丝状鳃 。

功能拓展

1. 排泄功能：鳃除了是呼吸器官外，还是重要的排泄器官 。鳃组织能够排泄氨氮等含氮废物，维持体内氮平衡 。当鳃组织发生病变时，氨氮的排泄会受阻，导致血液中氨氮含量升高，进而影响鱼体内渗透压调节机能 。

2. 渗透压调节：对于一些水生动物，尤其是生活在不同盐度环境中的动物，鳃在渗透压调节方面发挥重要作用 。例如，海生硬骨鱼通过鳃排出多余的电解质，以维持体内的渗透压平衡 ，同时，它们的鳃可能还与其体内液的同渗容摩有关 。

在生物进化中的意义

鳃的出现是水生生物进化历程中的重要里程碑 ，为水生动物在水中生存和繁衍提供了关键的生理基础 。随着生物的进化，部分水生动物逐渐向陆地过渡，鳃也逐渐被肺等更适应陆地环境的呼吸器官所取代 。然而，鳃在进化过程中衍生出的一些结构和生理功能，为后来动物的头部、颈部和呼吸系统的进化奠定了基础 。例如，人类胚胎发育过程中出现的咽弓，被认为是早期鳃的遗迹 ，在胚胎发育过程中，咽弓逐渐分化形成下巴、喉咙和耳朵的一部分 。