田螺的“呼吸之谜”：鳃与肺的特殊结构如何帮助它适应水陆环境切换？

Cipangopaludina 等种类）属于腹足纲、肺螺亚纲的淡水螺类。它们最显著的特点就是能够在水生和半陆生环境中切换生活，这很大程度上归功于其独特的呼吸器官——一个高度特化的“肺”，以及一些辅助结构。它们并没有真正的鳃（鳃在进化过程中退化了），而是通过改造外套膜腔来实现呼吸。

以下是田螺呼吸结构的特殊之处及其如何帮助它适应水陆环境切换：

特化的“肺”：改造的外套膜腔

• 结构： 田螺的鳃已经退化消失。取而代之的是，它们外套膜壁上的微血管网络极其丰富。这个富含血管的外套膜壁将整个外套膜腔包裹起来，形成了一个巨大的、薄壁的、充满血管的气囊。
• 呼吸原理： 这个气囊本质上就是一个肺。气体交换（氧气进入血液，二氧化碳排出）直接通过这片富含血管的、薄薄的外套膜壁进行。

适应水生环境：

• 水中呼吸模式： 当田螺完全浸没在水中时，它会将外套膜腔充满水（而不是空气）。
• 溶解氧的利用： 富含血管的外套膜壁直接与外套膜腔内的水接触。水中的溶解氧通过扩散作用穿过薄薄的外套膜壁，进入血液；同时，血液中的二氧化碳扩散到水中。
• 效率与限制： 这种依靠溶解氧的呼吸方式效率相对较低，因为水中溶解氧含量远低于空气中的氧气浓度。因此，田螺在水中生活时，需要周期性地爬到水面或靠近水面的地方进行换气。
• “鳃”的误区： 很多人误以为田螺在水里是用鳃呼吸。实际上，它用的是同一个“肺”结构，只是腔里装的是水，利用的是水中的溶解氧。它没有真正的鳃片结构。

适应陆生/半陆生环境：

• 空气呼吸模式： 当田螺暴露在空气中（例如水位下降、干旱、或主动爬出水面时），它会将身体前端（头部和足部）伸出壳口。
• 吸入空气： 通过身体前端的开口（呼吸孔），田螺主动将空气吸入外套膜腔，将其充满。
• 高效的气体交换： 此时，富含血管的外套膜壁直接与腔内的空气接触。空气中的高浓度氧气迅速扩散进入血液，二氧化碳也高效排出。这比在水中利用溶解氧的效率高得多。
• 保湿是关键： 为了维持高效的气体交换，外套膜壁必须保持湿润（氧气和二氧化碳需要溶解在湿润的膜表面才能扩散）。田螺通过以下方式保湿：
  • 粘液分泌： 体表分泌粘液。
  • 壳口封闭： 当缩回壳内时，厣（一个角质或钙质的盖子）能紧密封闭壳口，将湿润的空气锁在外套膜腔内，防止其干燥。这是陆生适应的关键特征。

辅助呼吸：皮肤呼吸

• 除了主要依靠外套膜腔“肺”进行呼吸外，田螺湿润的皮肤（尤其是头部和足部）也具有一定的气体交换能力，可以进行辅助性的皮肤呼吸。这在水中或潮湿陆地环境中能提供一定的补充。

总结：田螺呼吸之谜的解答

田螺的“呼吸之谜”核心在于它拥有一个高度特化的外套膜腔，兼具“水肺”和“气肺”的双重功能：

水中模式： 外套膜腔充水，富含血管的腔壁直接利用水中的溶解氧进行气体交换（效率较低，需周期性换气）。 空气模式： 外套膜腔充气，富含血管的腔壁直接利用空气中的氧气进行高效气体交换（依赖厣封闭保湿）。 关键适应结构：

• 高度血管化的外套膜壁： 气体交换的核心场所。
• 可开闭的呼吸孔： 控制空气和水的进出。
• 厣： 在缩回壳内时封闭壳口，锁住腔内的湿润空气或水分，防止干燥或水分流失，是水陆切换生存的保障。
• 湿润的皮肤： 提供辅助呼吸。

这种独特的呼吸结构进化，使得肺螺亚纲的田螺能够充分利用水生环境资源，同时在水位变化、干旱或寻找新栖息地时，能够短暂地脱离水体在陆地上活动或存活，实现了高度的环境适应性和生存灵活性。它们不是同时拥有鳃和肺，而是拥有一个能根据环境在“水肺”和“气肺”功能间切换的神奇器官。