大家都知道，大多數哺乳動物都是用嘴和鼻子呼吸的。 與此同時，青蛙可以通過皮膚呼吸。 但是海龜呢？ 這些硬殼生物如何獲得氧氣？
你可能聽說過一個奇怪的謠言，說海龜可以用屁股呼吸。 但這是真的嗎？
從技術上講，海龜不會通過它們的臀部呼吸。 那是因為烏龜并沒有真正的“屁股”。 相反，它們有一個稱為泄殖腔的多功能開口，用于有性生殖和產卵以及排出廢物。 然而，它們確實參與了一個稱為泄殖腔呼吸的過程，從技術上講，這可以被解釋為“對接呼吸”。
在泄殖腔呼吸過程中，海龜通過泄殖腔開口將水泵入兩個囊狀器官，稱為滑囊，其作用類似于 水肺 。告訴生活科學。 水中的氧氣然后擴散穿過乳頭，沿著滑囊壁排列的小結構，并進入烏龜的血液。
然而，泄殖腔呼吸與正常的有氧呼吸相比效率很低，而且所有烏龜都可以更容易地用肺呼吸空氣。 因此，泄殖腔呼吸僅見于少數淡水物種，它們依靠這種非正統方法來克服它們在難以呼吸空氣的獨特環境中面臨的挑戰，例如湍急的河流或冰凍的池塘。
泄殖腔冠軍
真正掌握泄殖腔呼吸的主要龜類是河龜。 在全球范圍內，大約有十幾種河龜可以適當地利用泄殖腔呼吸，其中大約一半生活在澳大利亞的河流中； 這些包括瑪麗河龜 ( Elusor macrurus ) 和白喉鱷龜 ( Elseya albagula )，富蘭克林說。
然而，某些種類的河龜在泄殖腔呼吸方面比其他種類的要好得多。 無可爭議的冠軍是來自澳大利亞的菲茨羅伊河龜 ( Rheodytes leukops )，它可以通過泄殖腔呼吸獲得 100% 的能量。 “這使它們有可能無限期地留在水下，”富蘭克林說。
但對于所有其他物種來說，泄殖腔呼吸只會延長它們在水下停留的時間，直到它們必須重新浮出水面呼吸。 “例如，他們可以在水下停留幾個小時，而不是在水下潛水 15 分鐘（屏住呼吸），”他說。
長時間停留在水下的能力對河龜來說非常有用，因為要浮出水面可能是一項艱苦的工作。 富蘭克林說：“對于生活在快速流動的水中的海龜來說，到水面呼吸有點問題，因為你可能會被沖走。” 靠近河床還可以更容易地避開 鱷魚 他補充說
避開捕食者對于小海龜來說尤為重要，因為它們可能成為鳥類和大型魚類的目標。 “孵化海龜的最大捕食風險是從水柱游到水面，”富蘭克林說。 因此，青少年通常在泄殖腔呼吸方面比成年人好得多，這使他們能夠在河床附近花費更多時間，直到他們大到可以開始更頻繁地冒險浮出水面。 因此，富蘭克林說，有可能其他河龜物種在幼年時也能夠進行泄殖腔呼吸，但在以后的生活中會失去這種能力。
然而，泄殖腔呼吸的效率遠低于有氧呼吸，因為將水泵入法氏囊需要大量能量，這會降低海龜獲得的能量凈增益。 “當我們呼吸空氣時，幾乎不需要能量”，因為 氣體 很輕，可以自由地進出我們的肺部，富蘭克林說。 “但想象一下嘗試來回呼吸粘性液體。” 他補充說，水的氧氣含量也比同等體積的空氣少約 200 倍，因此海龜必須抽出更多氧氣才能獲得相同數量的氧氣。
泄殖腔呼吸還有另一個成本。 當氧氣擴散穿過滑囊的 皮膚 功能至關重要的鈉和氯離子（帶電粒子）會以 細胞 相反的方向擴散到水中，從而阻止細胞正常運作. 為了解決這個問題，海龜進化出了特殊的泵，可以將丟失的離子吸回細胞中，以維持正常的離子水平。 這個過程稱為滲透壓調節，需要額外的能量，從而進一步減少泄殖腔呼吸的能量凈增益。
困在冰下
北美還有大約六七種冬眠淡水龜，它們能夠進行 更有限的泄殖腔呼吸 。 這些物種，如布蘭丁龜 ( Emydoidea blandingii 會在覆蓋池塘的冰層下待上數 冬季 。 安大略省勞倫森大學的野生動物生態學家杰基·利茨格斯告訴 Live Science，其中一些海龜在冰下 100 多天都無法呼吸一口空氣。 Litzgus 說，相反，這些海龜也可以通過滑囊吸收氧氣，也可以通過喉嚨里的水漱口，這被稱為口腔抽吸。
然而，富蘭克林說，冬眠海龜所表現出的泄殖腔呼吸比河龜的能力要復雜得多。 冬眠的海龜不像生活在河里的親戚那樣主動將水抽入滑囊，而是吸收氧氣，這些氧氣被動地擴散到滑囊的皮膚上。 這個過程更像是皮膚呼吸——當氧氣通過動物的皮膚擴散時，這種情況發生在兩棲動物、爬行動物以及一些哺乳動物.
冬眠的海龜擺脫了泄殖腔呼吸的這種被動形式，因為它們的 新陳代謝 率大大降低，這意味著它們需要更少的能量，因此需要更少的氧氣。 在冰下時，這些海龜不會四處走動，將體溫保持在接近冰點的水平 ， 并且可以切換到無氧呼吸——這是在沒有氧氣的情況下產生能量的最后手段——當它們缺氧時。
你可能聽說過一個奇怪的謠言，說海龜可以用屁股呼吸。 但這是真的嗎？
從技術上講，海龜不會通過它們的臀部呼吸。 那是因為烏龜并沒有真正的“屁股”。 相反，它們有一個稱為泄殖腔的多功能開口，用于有性生殖和產卵以及排出廢物。 然而，它們確實參與了一個稱為泄殖腔呼吸的過程，從技術上講，這可以被解釋為“對接呼吸”。
在泄殖腔呼吸過程中，海龜通過泄殖腔開口將水泵入兩個囊狀器官，稱為滑囊，其作用類似于 水肺 。告訴生活科學。 水中的氧氣然后擴散穿過乳頭，沿著滑囊壁排列的小結構，并進入烏龜的血液。
然而，泄殖腔呼吸與正常的有氧呼吸相比效率很低，而且所有烏龜都可以更容易地用肺呼吸空氣。 因此，泄殖腔呼吸僅見于少數淡水物種，它們依靠這種非正統方法來克服它們在難以呼吸空氣的獨特環境中面臨的挑戰，例如湍急的河流或冰凍的池塘。
泄殖腔冠軍
真正掌握泄殖腔呼吸的主要龜類是河龜。 在全球范圍內，大約有十幾種河龜可以適當地利用泄殖腔呼吸，其中大約一半生活在澳大利亞的河流中； 這些包括瑪麗河龜 ( Elusor macrurus ) 和白喉鱷龜 ( Elseya albagula )，富蘭克林說。
然而，某些種類的河龜在泄殖腔呼吸方面比其他種類的要好得多。 無可爭議的冠軍是來自澳大利亞的菲茨羅伊河龜 ( Rheodytes leukops )，它可以通過泄殖腔呼吸獲得 100% 的能量。 “這使它們有可能無限期地留在水下，”富蘭克林說。
但對于所有其他物種來說，泄殖腔呼吸只會延長它們在水下停留的時間，直到它們必須重新浮出水面呼吸。 “例如，他們可以在水下停留幾個小時，而不是在水下潛水 15 分鐘（屏住呼吸），”他說。
長時間停留在水下的能力對河龜來說非常有用，因為要浮出水面可能是一項艱苦的工作。 富蘭克林說：“對于生活在快速流動的水中的海龜來說，到水面呼吸有點問題，因為你可能會被沖走。” 靠近河床還可以更容易地避開 鱷魚 他補充說
避開捕食者對于小海龜來說尤為重要，因為它們可能成為鳥類和大型魚類的目標。 “孵化海龜的最大捕食風險是從水柱游到水面，”富蘭克林說。 因此，青少年通常在泄殖腔呼吸方面比成年人好得多，這使他們能夠在河床附近花費更多時間，直到他們大到可以開始更頻繁地冒險浮出水面。 因此，富蘭克林說，有可能其他河龜物種在幼年時也能夠進行泄殖腔呼吸，但在以后的生活中會失去這種能力。
然而，泄殖腔呼吸的效率遠低于有氧呼吸，因為將水泵入法氏囊需要大量能量，這會降低海龜獲得的能量凈增益。 “當我們呼吸空氣時，幾乎不需要能量”，因為 氣體 很輕，可以自由地進出我們的肺部，富蘭克林說。 “但想象一下嘗試來回呼吸粘性液體。” 他補充說，水的氧氣含量也比同等體積的空氣少約 200 倍，因此海龜必須抽出更多氧氣才能獲得相同數量的氧氣。
泄殖腔呼吸還有另一個成本。 當氧氣擴散穿過滑囊的 皮膚 功能至關重要的鈉和氯離子（帶電粒子）會以 細胞 相反的方向擴散到水中，從而阻止細胞正常運作. 為了解決這個問題，海龜進化出了特殊的泵，可以將丟失的離子吸回細胞中，以維持正常的離子水平。 這個過程稱為滲透壓調節，需要額外的能量，從而進一步減少泄殖腔呼吸的能量凈增益。
困在冰下
北美還有大約六七種冬眠淡水龜，它們能夠進行 更有限的泄殖腔呼吸 。 這些物種，如布蘭丁龜 ( Emydoidea blandingii 會在覆蓋池塘的冰層下待上數 冬季 。 安大略省勞倫森大學的野生動物生態學家杰基·利茨格斯告訴 Live Science，其中一些海龜在冰下 100 多天都無法呼吸一口空氣。 Litzgus 說，相反，這些海龜也可以通過滑囊吸收氧氣，也可以通過喉嚨里的水漱口，這被稱為口腔抽吸。
然而，富蘭克林說，冬眠海龜所表現出的泄殖腔呼吸比河龜的能力要復雜得多。 冬眠的海龜不像生活在河里的親戚那樣主動將水抽入滑囊，而是吸收氧氣，這些氧氣被動地擴散到滑囊的皮膚上。 這個過程更像是皮膚呼吸——當氧氣通過動物的皮膚擴散時，這種情況發生在兩棲動物、爬行動物以及一些哺乳動物.
冬眠的海龜擺脫了泄殖腔呼吸的這種被動形式，因為它們的 新陳代謝 率大大降低，這意味著它們需要更少的能量，因此需要更少的氧氣。 在冰下時，這些海龜不會四處走動，將體溫保持在接近冰點的水平 ， 并且可以切換到無氧呼吸——這是在沒有氧氣的情況下產生能量的最后手段——當它們缺氧時。
