魚,相伴人類走過了五千多年歷程,與人類結(jié)下了不解之緣,成為人類日常生活中極為重要的食品與觀賞寵物。當你站在清澈見底的池邊,或家中養(yǎng)魚缸旁仔細觀察時,就會看到魚兒一會兒浮到水面,一會兒沉到水底,一會兒聚到一塊,一會兒又紛紛散開,有時還穩(wěn)穩(wěn)地停留在某一水層。是什么原因使魚停留在某一深度,不浮也不沉呢?
下面我們來做一個實驗。
1.取一個標本瓶,注入34左右的水,放入一條金魚(魚體的大小要適當。太小,效果不明顯;太大,魚在標本瓶中不能自由游動),蓋上橡皮塞。塞子中央鉆一個小洞,插入一根玻璃管,插入部分占瓶身的13。
2.用記號筆在玻璃管壁上劃上等距離的橫線。線的間距以1~2毫米為宜。
3.在瓶塞四周和瓶塞跟玻璃管之間涂上凡士林,以防漏氣(一定要確保瓶的密封性)。
4.裝置安裝好后,注意觀察和記錄小魚停留在不同的水層時玻璃管內(nèi)水位高低的變化。
通過反復(fù)觀察分析,得出了下面的結(jié)論。
當魚體下沉?xí)r,玻璃管內(nèi)的水位也稍稍下降;當魚體上浮時,玻璃管內(nèi)的水位也隨之上升。這是因為:當魚從淺水游到深水時,水對魚體的壓力增加,鰾內(nèi)氣體收縮,魚的體積隨之縮小,而密度增大,同時玻璃管內(nèi)的水位也因魚體排開水的體積縮小而有所下降。此時魚所受到的浮力會減小,魚就會很快地沉到水底。當魚從深水游向淺水時,水對魚的壓力就會減小,鰾內(nèi)的氣體膨脹,魚的體積隨著擴大,而密度減小,同時玻璃管內(nèi)的水位也會因魚體排開水的體積增大而有所上升。此時水對魚的浮力增加,魚就有繼續(xù)上升的趨勢。魚如果要停留在一定的水層中,就要從鰾內(nèi)放出一部分氣體來,否則,魚就會不斷上升,直到浮出水面。這時,魚需要增加鰾內(nèi)的氣體,才能停留在某一水層而不繼續(xù)下沉。魚之所以能停留在某一水層不浮也不沉,是靠鰾調(diào)節(jié)排出氣體多少的緣故。
通過觀察和查找資料,我們知道了海洋上層和中層的硬骨魚類,大多數(shù)都有鰾。魚鰾的體積約占身體的5%左右。其形狀大致可分為卵圓形、圓錐形、心臟形、馬蹄形,在魚鰾里面含有氧、氨和二氧化碳。這幾種氣體混合的比例和空氣不同,魚鰾內(nèi)含有較多的氧氣。所以,在缺氧的環(huán)境中,魚鰾可以作為輔助呼吸器官,為魚提供氧氣。在魚鰾上還有專門分泌氣體的組織,叫氣腺。氣腺的功能像氣泵,能把血液中的氣體抽到魚鰾里來。魚鰾還有吸收氣體的功能,當魚鰾內(nèi)的氣體過多時,便運送一部分進入血液。在很大一部分魚類中,魚鰾已成為水壓平衡器官或控制沉浮器官。它通過充氣和放氣來調(diào)節(jié)魚體的比重。這樣,魚在游動時只需要最小的肌肉活動,便能在水中保持不沉不浮的穩(wěn)定狀態(tài)。魚兒在游動時,無論是降或升,還是停留,魚鰾的充氣和放氣過程都是緩慢的,而且轉(zhuǎn)變氣體的容量也有限,因而魚不能在水中急速地上升或下沉,否則,會有生命危險。
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