水中生活大不易
事实上,有些人认为鱼类是因为其他原因才进化出肺部的。他们认为水中的氧气稀少,或许直接从空气中吸收氧气更加方便。
水中含氧量大约是空气含氧量的1/30(有时会因为温度高低出现偏差),而且水的重量大约是空气重量的1000倍。此外,氧气在水中扩散的速度仅为在空气中扩散速度的1/50。因此,鱼类每日承受着我们人类无法了解的辛苦。
一方面,鱼类为了呼吸,必须用许多能量使沉重的水流动。另一方面,因为氧气在水中扩散得不均匀,导致水中有不少地方缺氧,所以鱼类必须避开这些缺氧的地方。
我们可以通过电视获取天气预报以及花粉信息,然后决定出门是打伞还是戴口罩。如果鱼类的世界也有预报的话,那么就可以根据氧气信息出门了。例如,“今天××河下游的氧气变少了”“××沼泽的底部无氧,非常危险”,这些信息对鱼类来说一定会很有帮助。
硬骨鱼类的肺可以帮助它们在含氧量稀少的水中获得足够的氧气,是十分重要的器官。为什么这样说呢?因为硬骨鱼类生活在浅滩等容易缺氧的环境中,所以特别进化出了肺之类能呼吸空气的构造。弹涂鱼和花鲇鱼的同类中,有的可以依靠一部分鳃来呼吸空气。事实证明,在缺氧的环境中,如果能够呼吸空气来获得氧气的话更为有利。
虽说现在的肺可以适应缺氧的环境,但是最初刚进化完成的肺未必能够完全适应缺氧环境。虽然同样都是肺,但它发挥的作用可能发生了变化。
例如,现在鸟类的羽毛有助于飞行,但是鸟类祖先(那时候被称之为恐龙)的羽毛对于飞行一点用处都没有。我们认为当时鸟类祖先的羽毛对体温的调节以及向同类雌性求偶有用。
肺的作用肯定不仅限于一个,还有许多其他作用。事实上将以下两个证据结合起来看,似乎初期进化成的肺并不那么适应缺氧环境。
第一个证据是化石。硬骨鱼类分为肉鳍类和辐鳍类。腔棘鱼和肺鱼属于肉鳍类,其他硬骨鱼多数被归类为辐鳍类。肉鳍类和辐鳍类的共同祖先大约生活在志留纪2时代(4亿4400万年~4亿1900万年前)。从这位共同祖先的化石来看,它极有可能栖息于洋面上,这种环境不太可能缺氧。之后就分化成肉鳍类和辐鳍类,一部分肉鳍类的鱼类大约在泥盆纪3(4亿1900万年~3亿5900万年前)登上了陆地。
第二个证据便是现在生存着的鱼类。现今存活的肉鳍类鱼类和辐鳍类鱼类的肺与还残留着原始形态的多鳍鱼类的肺呈现相似的形状。仔细想想,这正是因为二者的共同祖先已经有肺的缘故吧。若这一想法是正确的话,那么与第一个证据结合起来,我们可以得出以下结论:
在志留纪洋面上栖息的肉鳍类与辐鳍类的共同祖先已经进化出了肺。这肺并不是为了使鱼存活于缺氧环境而进化出来的。最初的肺之所以被进化出来,极有可能是为了给心脏输送氧气,也就是为了鱼类能够更活跃地活动。