探究水生和水陸兩生生物對環(huán)境的適應性

【摘要】：生物在進化過程中，遵循了“適者生存，不適者淘汰”的原則。為了能生存下來，生物產(chǎn)生了許多變種，而只有少數(shù)變種經(jīng)過自然選擇被保留下來，多數(shù)變種因各種因素而被淘汰出局，被保留下來的生物對環(huán)境產(chǎn)生了適應性，這些適應性主要表現(xiàn)在某些形態(tài)特征對其生存環(huán)境的適應，而此次我主要探究水生生物以及水陸兩生生物對環(huán)境的適應性。

【關鍵詞】：水生生物;水陸兩生生物;形態(tài)特征;生存環(huán)境;適應性

1.水生生物對環(huán)境的適應性

水生生物主要包括了水生動物和水生植物，動植物對環(huán)境在長時間的進化過程中基本上對環(huán)境產(chǎn)生了適應性。

1.1水生動物

1.1.1長距離洄游（主要是魚類）

洄游是魚類在特定的季節(jié)或生活史的特定階段集結成群，有規(guī)律地沿固定路線作距離不等的遷移，并在一段時間后重返原地的生活方式，這種行為可以滿足其獲得食物、生殖或越冬所需要的適宜條件。一般來說魚的身體是流線型的，可以減少其在水中運動前進時的阻力，這與魚的洄游相適應。流線型的身體可以使其在洄游時受到水的阻力最小，減少機體能量損失，以順利完成長距離的洄游，到達目的地。鯽魚和鯉魚是我們生活中最常見的身體為流線型魚類，它們和四大家魚一樣都是典型的洄游魚類。生活在海洋中的鯊魚的身體也是流線型的，適應了其長距離洄游。

除了身體呈流線型，它們?nèi)肀击[甲覆蓋，表皮內(nèi)的單細胞黏液腺能分泌大量黏液，使魚體保持潤滑，減少水的阻力，降低因摩擦導致的能力消耗，有利于長距離的洄游。

1.1.2呼吸

1.1.2.1魚類

魚腮是魚類在水下專門的呼吸器官。魚腮的特點主要有以下三點：腮包含無數(shù)腮絲，腮絲上又有很多突起，這些突起是鰓小片，這些增大了腮在水中展開的表面積，增加了攝取水中溶解氧的機會;魚腮上含有豐富的毛細血管網(wǎng)，有利于在水下進行氣體交換;氣體在腮部位是逆流交換的，即血流方向與水流方向相反，提高了氣體交換（水中的溶解氧和代謝產(chǎn)生的二氧化碳氣體交換）效率。氣體交換的正常進行，使得魚類在水下生存下來，這個特點也是魚類在長時間進化過程中經(jīng)自然選擇保留下來的。

1.1.2.2甲殼類

甲殼類水生生物主要以對蝦和螃蟹為例。事實上，腮是對蝦的重要呼吸器官，其主要功能是將水中的溶解氧擴散到血液中，同時將血液中的二氧化碳釋放出來[1]，因此對蝦是靠腮呼吸的，也是因為蝦腮的特點，所以蝦只能在水下呼吸。螃蟹的鰓腔相對封閉，由入水孔、出水孔與外界相通，進行氣體交換，離水后可以用顎足堵住出水孔，防止水分蒸發(fā)，使鰓腔內(nèi)保持濕潤，因此蟹類離水后可存活許久。

1.1.3運動的平衡（以魚類為例）

魚的背鰭起到了保持魚類平衡的關鍵作用，若失去了，魚類會失去平衡能力，比如說鯊魚的背鰭失去了，會因失去平衡能力而沉入海底餓死。

除了魚的背鰭，魚的側線也具有感知身體姿勢以及保持身體平衡的作用。一般的魚的兩側各有一條“魚線”，少數(shù)魚兩側各有多條“魚線”，它起到了連接身體內(nèi)部的感覺神經(jīng)的作用，能夠在水下感知位置變化以及速度的變化。

1.1.4捕食和躲避捕食

1.1.4.1保護色

銀色的魚鱗對魚體有保護作用。魚身體的顏色上深下淺，空中的猛禽不易發(fā)現(xiàn)它們，魚肚處的鱗能反射和折射亮光，使底下兇猛的水生動物眩目，不辨物體，成為天然的偽裝。

底棲魚體色與周邊底砂環(huán)境相同，不易被發(fā)現(xiàn)，有利于捕食。

有一些魚與周圍景物形態(tài)色澤相似，可以保護自己，比如說珊瑚礁魚類的體色艷麗，可以藏匿于珊瑚之間，不容易被捕食者發(fā)現(xiàn)。[2]

有一些魚類身體上有條紋，起著模糊或分散其體型輪廓的作用，成群游動時難以分辨出個體，達到保護自己不被捕食者發(fā)現(xiàn)的作用。

有一類魚的身體上有特殊眼狀花紋，雖然不能阻擋捕食者的襲擊，但是可以讓捕食者分不清頭部在哪里，也起到了一定的保護作用，例如，蝴蝶魚。

水母和水里的其他透明動物，像蠕蟲、蝦類、軟體動物等，它們的保護色是完全無色和透明，使敵人在那無色透明的自然環(huán)境里看不見它們。

1.1.4.2擬態(tài)

章魚棲息于多巖石海底的洞穴或縫隙中，喜隱匿不出。它們具有高度發(fā)達的含色素的細胞，能極迅速的改變體色，也可以改變身體構造，變得如同一塊覆蓋著藻類的石頭，與周圍的環(huán)境相適應，在獵物還未察覺時突然撲向獵物。除了偽裝成石頭之外，章魚還可以偽裝成一束珊瑚或者一堆閃光的礫石，以利于其捕食。

1.1.4.3警戒色

烏賊遇到敵人時，會全身閃爍顏色鮮艷的斑點，警告敵人不要靠近，并起到恐嚇對方的作用和表示自己處于警戒狀態(tài)，以達保護自己的目的。

1.1.4.4其他

烏賊和章魚的體內(nèi)有一個墨囊，里面有濃黑的墨汁，在遇到敵害時迅速噴出，將周圍的海水染黑，掩護自己逃生;它們的墨汁里還含有毒素，可以用來麻痹敵人使自己成功逃生的機率增加。

海洋中有一些與會集體行動，匯集起來，讓視力不好的捕食者認為它們是一條比它個頭大的魚，會被嚇跑;如果是視力好的捕食者，每一條魚在集體中被吃的概率小，以犧牲個體保全整體。

1.2水生植物

1.2.1利用弱光進行光合作用

水環(huán)境的光照強度微弱，且光質也不同，為了可以高效的利用弱光，水生植物的葉子通常比較薄，并且葉型一般是絲狀或帶狀的，也有的葉片寬大呈透明狀，以增加與水的接觸面積以及對不同波長的光的利用率;除此之外，葉綠體廣泛分布，不局限于葉肉細胞，且可以隨著原生質的流動向迎光面。這兩個特點就可以有效地利用水中的弱光進行光合作用。

例如，金魚藻為絲狀葉，可以大大增加與水的接觸面積，使葉子能最大限度地得到水里很少能得到的光照，吸收水里溶解得很少的二氧化碳，保證光合作用的進行。

1.2.2植物體的氣體內(nèi)部運輸以及植物體的平衡

水生植物由于長時間生活在水中，表皮變薄，可以直接吸收周圍環(huán)境中的水分，導致根失去了從周圍環(huán)境吸收水和養(yǎng)料的功能，所以，水生植物的根是不發(fā)達的。為了維持植物體內(nèi)的氣體流通以及植物體在水中的平衡，水生植物就在進化過程中將通氣組織保存了下來，成為水生植物的一個突出特點。

以挺水植物荷花為例，它的葉柄和地下莖藕中有很多孔眼（即通氣道），孔眼和孔眼相連，彼此貫穿形成為一個輸送氣體的通道網(wǎng)，這一特點為荷花在不含氧氣或者氧氣缺乏的污泥中生存下來提供了條件。除此之外，通氣組織可以增大浮力，維持植物體在水中的平衡。

2.水陸兩棲動物對環(huán)境的適應性

水陸兩棲動物包括了兩棲類動物以及部分爬行類動物，下面主要以兩棲類動物蛙為例說明其對環(huán)境的適應性。

2.1皮膚水分蒸發(fā)

皮膚較薄，有大量黏液腺保持體表濕潤;表皮裸露，出現(xiàn)輕度的角質化，可以防止體內(nèi)水分過度蒸發(fā)。這使得兩棲類能在一定程度上適應潮濕的陸地環(huán)境，防止體內(nèi)水分的喪失。

2.2呼吸

水陸兩棲動物的幼體用腮呼吸，成體用肺呼吸，并且輔以皮膚呼吸，這與幼體只能生活在水中，成體可以營陸生生活相適應。

蛙的成體具有內(nèi)鼻孔和囊狀的肺，向陸生動物靠近，可以直接呼吸空氣中的氧氣，但是兩棲類的肺尚不完善，皮膚也承擔一部分氣體交換功能，但是皮膚只有在保持濕潤時才可以執(zhí)行這一輔助功能。

2.3保護色

為了保護自己不被天敵發(fā)現(xiàn)，在長期的自然選擇下，蛙的體色與周圍環(huán)境相適應，有很好的掩蔽作用。例如，青蛙的綠衣裳是一個很好的偽裝，它在草叢中幾乎和青草的顏色一樣，可以保護自己不被敵人發(fā)現(xiàn).。

2.4警戒色

許多箭毒蛙的表皮顏色鮮亮，經(jīng)常帶有紅色、黃色或黑色的斑紋。這些顏色使箭毒蛙向天敵表明它們是有毒的，不能吃的，使攻擊者不敢接近它們。

3.總結與歸納

不論是植物還是動物，都在往有利于生存的方向進化，對自己的形態(tài)特征作出改變以適應長期生存的環(huán)境。

參考文獻：

[1]實用技術_魚病診治（2009年08期）

[2]大自然探索（2000.6）