 见过鱼鳔了吗？鱼鳔就是鱼肚子里白色的、充满气体的囊。许多鱼都有鱼鳔。鱼鳔的体积是如何改变的？它的改变对于鱼的沉浮有什么作用？ 有一本书上介绍了鱼鳔，提及了它的改变对于鱼的沉浮作用的影响，现抄录如下：鱼通过肌肉的收缩，使鳔变小或变大。当鱼要浮起来时，肌肉放松，鳔内充满了气体，空气比水轻，鱼受的浮力大，就能浮起来；当鱼要下沉时，肌肉收缩，鳔内气体减少，鱼受到的浮力随之减小，鱼就沉下去了……在鳔的作用下，鱼还能依据不同温度下的不同压力，放出或吸进空气，以调节身体的密度，达到与周围的水的密度接近的程度，从而保持在水中停留不动的状态。 如此说来，鳔对鱼来说太重要了。如果没有了鳔，鱼就不可能活命了。但事实并非如此，像鲨鱼，鲶鱼，金枪鱼等鱼类就没有鳔，它们不是照样快乐的生活着的吗？有时，它们还能在一定的水域里上浮和下潜呢。 在生物学上，对有鳔的鱼类解剖的过程中，还没有发现鱼鳔的壁上具有能够主动改变自己体积的肌肉纤维。 鱼鳔是怎样自由收缩的呢？ 实验已经表明，鱼的尾鳍在鱼类的运动中起着推动作用。(你可以把鲫鱼的尾鳍固定或剪掉，观察鲫鱼的运动状态，就会明白了。)当然了，鱼从嘴里吞进水后，由两侧鳃盖的缝隙喷射出去时，水对它的相互作用力，也是它在水内能够迅速沉浮的重要力量。 尽管如此，鱼的鳔和鱼的沉浮还具有一定关系的。 鱼类生息繁衍，世代延续，造就了生活在不同水域的两大鱼类体系——海水鱼和淡水鱼。海水鱼生活在海洋里，淡水鱼生活在湖泊里。生活在水中的不同种类的鱼所栖息水层的深度也是不同的，有的生活在浅水层，有的生活在深水层，有的则生活在水底。因此，一定的鱼类只能在一定的范围内生活，而不能在整个水域内随意活动。这样，各种鱼类就形成了它们生活的水层所需要的身体构造。 有鳔的鱼生活在原栖息水层的时候，鱼鳔使鱼具有了适当的体积，从而使它受到一个大小适当的浮力，这个浮力和它的重力相等，并且这两个力是平衡的。这样，可以使鱼在原栖息水层时，不必为平衡自己的体重而消耗能量，有利于从事其他的必要的生存活动。这时，鱼鳔内气体的压强，和水对鱼的压强是相同的。 生活在水中的鱼永远不会只停留在原栖息水层，由于各种原因和不同的需要，它们会游动到原栖息水层的上方或下方。它们的游动主要是靠鳔或尾来完成的。当鱼在原栖息地稍有下沉时，它在水中的深度就会增加，水对鱼的压强变大，大于鳔内气体的压强，漂内气体的体积被迫逐渐减小，鱼的体积随之变小。这时，鱼体排开水的体积变小，它受到的浮力随着减小，比鱼受到的重力要小，这将有助于鱼的下沉。随着鱼的下沉，鱼在水中的深度越来越大，它受到水的压强也越来越大，鱼鳔和鱼体被压缩的越来越小，受到的浮力越来越小，使鱼下沉的速度越来越大。 当鱼在鳔或尾的作用下向上游动时，鱼受到水对它的压强减小，小于鱼鳔内气体的压强，鱼鳔内的气体把鱼鳔从里面撑起来了，鱼的体积就增大了。这时，鱼受到的浮力随之增大，比鱼受到的重力要大，这将有利于鱼的上浮。鱼在水中上升的位置越高，它在水中的深度越小，受到水对它的压强就越小，鱼鳔和鱼体就胀的越大，受到的浮力就越大，使鱼继续上升，并且越来越快。 由此我们可以看出，鱼鳔体积的改变并不是一种主动的改变，而是在外加压强的增加或减小时的一种迫不得已的改变。 鱼鳔体积的这种改变在鱼的沉浮和鱼的徊游中确实可以使鱼节省一定的能量。但是，对于那些快速游动的鲨鱼、金枪鱼等鱼类来说，鱼鳔体积的改变对鱼体升降的调节以及对它们的运动会造成一定的障碍，鳔的存在成了它们的负担，所以鲨鱼、金枪鱼等鱼的鳔在进化中逐渐退化，现在已经消失了。 鱼鳔体积的这种改变，有时不仅不会给鱼类带来好处，反而会使它们受到伤害，因为这种改变，使鱼不得不越来越快的沉到水底去，或使它们越来越快的升到水面上来。超过鱼本身适应的一定深度范围内压力的变化，会引起体内一些血管的破裂，或者是鳔因膨胀而炸裂。 有的渔民在深海捕鱼时，常常可以看到有些鱼在半途逃脱了，但他们看到的深水鱼不是重新沉入了它们生活的深水中，而是急速上升到水面。当这些鱼上升到水面时，有的鱼的鳔会突出到嘴的外面。因此，专门捕捉深海观赏鱼的专业人士，会在将鱼从海水里运送到海面之前，用一根细针刺一下鱼鳔，放出里面的一部分气体，防止鱼鳔爆炸。如果这项工作没有做好的话，那么他们捕捉珍稀鱼类的辛苦就会白费了。 其实，很早的时候，人们就已经注意到鱼鳔体积的改变与鱼沉浮的关系并加以利用了。 1578年，美国人威廉·伯恩通过对鱼的观察，总结的出了潜水艇的工作原理。他认为，如果保持物体的重力不变而改变它的体积，从而改变它受到的浮力，就可以达到使物体沉浮自如的目的。美国的木皮西蒙斯就制作出了这样一艘改变体积的潜水艇。但在实际操作过程中，人们发现，利用改变体积的办法来制造潜水艇的难度比较大。后来，人们在设计和制造潜水艇时都采用了保持体积不变而改变它的重力的办法。现在的潜水艇，包括核动力潜水艇，都是利用改变潜水艇自身重力的方法来实现在水中上升或下浮。（作者：牛云景） |
