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皮膚呼吸

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皮肤呼吸是一种呼吸的形式,或稱作皮肤气体交换,這種氣體交換並不在進行,而是发生在生物的皮膚或外珠被。皮肤呼吸可以是唯一的气体交换方式,也可以伴随換氣等其他形式 。皮肤呼吸发生在多种生物中,包括昆虫两栖动物鱼类海蛇海龟 ,對於哺乳动物則影響較小。

身体限制

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皮肤呼吸中的气体交换受三个因素控制: [1]

分类多样性

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皮肤呼吸作用发生在各种海洋、潮间带和淡水的鱼類中。对于水生呼吸英语Aquatic respiration而言,鱼的主要呼吸作用是经由。取决于物种和温度,皮肤呼吸占总呼吸的比例可佔5%到40%。 皮肤呼吸在呼吸空气的物种中(例如背眼虾虎鱼蘆鰻)更为重要,此类物种占总呼吸的比例可達近50%。 [1]

两栖动物

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的的喀喀湖蛙突出的皮肤褶皱增加了皮肤呼吸的表面积。

在所有可以測量的物種中,两栖动物是以皮膚作為主要的呼吸部位。 [1] 皮肤呼吸是无肺螈科的唯一呼吸方式,无肺螈科完全没有肺,卻是蠑螈中最大的一科。 在低温下,青蛙和其他两栖动物的皮肤呼吸也可能是主要的呼吸模式。 [2]

一些利用皮肤呼吸的两栖动物具有广泛的皮肤褶皱以增加呼吸速率。 例子包括美洲大鲵的的喀喀湖蛙[1] 美洲大鲵的皮肤呼吸占氧气摄入量和二氧化碳排泄量的90%以上。 [3]

爬蟲類

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鳞片覆盖很大程度上阻止了爬虫类的皮肤呼吸,但是鳞片與鱗片之間,或少量鳞片的区域可能會发生气体交换。 一些海龟在水下冬眠時會依靠泄殖腔周围的皮肤呼吸。 [3]

某些海蛇的皮肤呼吸最多可占总氧气摄入量的30%,这在潜水时十分重要,在潜水过程中,血液会从肺中分流出去,并流向皮肤的微血管,在某些情况下会导致皮肤變成粉紅色。 [1]

哺乳动物

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哺乳动物是內溫動物(“温血動物”),其代谢需要量高于外温脊椎动物(“冷血动物”),且皮肤比其他脊椎动物更厚,更不透水,这使得皮肤无法成为主要的气体交换来源。 然而,仍可能会发生少量的皮肤呼吸,對蝙蝠而言,高度血管化的翅膀可能占二氧化碳排泄量的12%。 [3]至於人类和大多数其他哺乳动物,其皮肤呼吸仅占1-2%。 [1]

参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Feder, Martin E.; Burggren, Warren W. Cutaneous gas exchange in vertebrates: design, patterns, control and implications (PDF). Biological Reviews. 1985, 60 (1): 1–45 [2019-12-29]. doi:10.1111/j.1469-185X.1985.tb00416.x. (原始内容存档 (PDF)于2021-04-15).  引用错误:带有name属性“Feder&Burggren85”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Johnson, Peter H. Raven, George B. Respiration 6th. Boston: McGraw-Hill. 2002: 1053-1070. ISBN 0073031208. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Kardong, Kenneth V. The Reepiratory System 3rd. Boston, MA: McGraw-Hill. 2002: 403. ISBN 0072909560.