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你是否曾经好奇，鱼类是如何在水下高效呼吸的呢？2019年，埃利乌德·基普乔格在维也纳马拉松中以1小时59分40秒的成绩打破了2小时的马拉松极限，这一壮举震惊了世界。然而，对于一些研究者来说，这并不意外。近期的研究表明，顶尖跑者可以吸收的氧气是非跑者的两倍。然而，当谈到呼吸效率时，即使是世界上最优秀的跑者也无法与普通鱼类相比。
鱼类有多种呼吸方式，最常见的是通过鳃呼吸。鳃是分支状的器官，通常有四对，全部位于鳃室中。这些鳃室被鳃盖（或称鳃盖骨）保护，对于水下呼吸至关重要。当大多数鱼类呼吸时，它们首先关闭鳃盖，然后吸入一口水。
随后，它们打开鳃盖，产生压力差，使水通过鳃。鳃由均匀分布在鳃弓上的细丝状结构组成。这些细丝被无数微小的血管——毛细血管覆盖，还有微小的突起——鳃丝，进一步增加了鳃的表面积。
当水通过这些毛细血管时，薄膜足够薄，使得鱼类的红细胞能够从水中吸收溶解氧，进入血液。就像我们用肺呼吸一样，这个过程会释放出二氧化碳，通过打开的鳃盖排出体外。
这种技巧只适用于水下——在水面，打开和关闭鳃盖产生的压力差不足以吸入足够的空气。但在水下，这种方式非常高效。在鳃丝中，血液的流动方向与水流相反，形成一个逆向流动系统，优化气体交换。
实际上，鳃可以从流经它们的水中吸收大约75%的氧气，这比我们的肺部从空气中提取的氧气百分比高出一倍。鱼类呼吸的频率也比我们高得多。成年人类平均每分钟呼吸12到18次，而大多数鱼类每分钟通过鳃呼吸的次数在20到80次之间。
这些数字甚至会让马拉松选手感到惊讶。得益于这种快速、频繁且高效的呼吸过程，鱼类吸收的氧气比我们多得多。这也是为什么有些物种能在深海生存的原因。水体中的大部分氧气来自表面，氧气在这里溶解进入水中并开始循环。
但在更深的水域，存在氧气最低区域，氧气浓度低至每升0.5毫克。为了获得所需的氧气，生活在这些深度的鱼类依赖于增加鳃的通气和心脏泵送大量含氧血液的能力。即使有了这些技巧，有时还是不足以满足氧气的需求，迫使鱼类采取更极端的适应方式。
例如，澳大利亚肺鱼生活在水位在8月和9月急剧下降的环境中，仅靠鳃几乎无法生存。幸运的是，这些鱼既有鳃也有肺。它们可以用细长的肢体将嘴巴抬到水面以上，深深吸气， allowing them to survive out of the water for several days.
其他肺鱼物种甚至可以在泥土和粘液构成的茧中存活更长时间。幸运的是，对于大多数鱼类来说，这些极端的适应并不必要。毕竟，地球表面71%被水覆盖，这些水生动物有足够的空间展示它们鳃的技能。
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