探索生命《生物學》157
Andrea Incontri Spring/Summer 2014 | Milan Fashion Week MFW
1.
水生有機體要保持氣體交換表面濕潤沒有問題，但要獲得氧氣確實是一大難題，這有三個原因。
2.
首先，氧氣在水中的溶解度很低，1公升的海水只溶解5毫升的氧，1公升的淡水只溶解7毫升的氧；相較之下，1公升的空氣含有210毫升的氧。
3.
第二，像「氧」這類的氣體在水中的溶解度，與溫度高低成反比，溫度愈高，氣體溶解度愈低，有機體都生活在溫暖的水域，周遭水的含氧量非常低。
4.
第三，氧氣在水中的擴散，比在空氣中，慢了10倍，所以，水能提供給細胞呼吸的氧氣大為削減。為了持續供應新鮮的氧氣給身體的細胞，許多有機體演化出主動運送水穿越氣體交換表面的機制。
5.
水生有機體解決氣體交換的2個工具是：「身體表皮」與「鰓」。
許多有機體用身體表皮進行氣體交換 Many Organisms Use
Their Body Surface for Gas Exchange
6.
有許多有機體，身體表皮的面積已足夠「氣體交換」所需，不需要特化的氣體交換表面。舉例來說，單細胞有機體沒有特化的氣體交換構造，氣體用簡單擴散穿越細胞膜，已足夠維繫生命所需。
7.
有些小型、簡單的多細胞動物，例如水母jellyfish、水螅hydra、渦蟲planaria，也是依靠身體表皮做氣體交換，不過，牠們身體有多功能的「循環消化腔」讓更多體內細胞暴露在含氧的水，這些水是牠們用嘴從環境吸入的。
8.
這些動物身體的每個細胞都沒有遠離水，少數大型水生動物，特別是海生的環節動物，沒有氣體交換系統，他們用身體表皮進行氣體交換，他們身體表面的皮膚滿布血管，氧氣以擴散作用進入皮膚，再滲透到血液，然後由血液將氧氣輸送到全身。
9.
不是只有小型水生動物用身體表皮進行氣體交換，有些生活在陸上濕潤環境的動物，例如蚯蚓，用身體表面濕潤的皮膚做氣體交換，即使對脊椎動物來說，皮膚呼吸仍是很重要的氣體交換機制。
10. 成年的兩棲動物，約有30％的氧氣經由皮膚吸入，他們的幼蟲經由皮膚吸收氧氣的比例更高。許多兩棲動物演化出較薄的皮膚與特化的循環系統，增加吸收氧氣的份量。
11. 某些魚類和爬蟲類，能經由皮膚獲得相當份量的氧氣。人類的皮膚也能進行部分氣體交換，皮膚細胞能直接與空氣進行呼吸作用的氣體交換。
12. 不過，大部分大型多細胞動物的皮膚呼吸作用，僅是補充其他氣體交換機制。大部分大型動物演化出特定的氣體交換系統。
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