虾类依靠什么呼吸-虾类呼吸系统探究：依靠哪些机制实现呼吸？

摘要：虾类呼吸系统采用了多个机制来实现呼吸和氧气供应，包括鳃、鳃弓、前肠壁和皮肤等多个器官的功能协同。本文从四个方面对虾类呼吸系统进行探究，阐述虾类呼吸机制的多样性和适应性。

虾的鳃是呼吸和排出代谢废物的主要器官，也是虾体内最大的内脏器官之一。有些虾的鳃弓上还有附属鳃，比如龙虾的附属鳃。鳃的表面上密布着许多小绒毛状的纤毛，能够促进水的流通和增加氧气的接触面积。虾的鳃的呼吸机制主要包括下列三个方面。

第一，对流呼吸。水从虾的嘴巴进入，通过鳃的内部并由鳃弓下方的肢节把经过鳃的水推出鳃腔，然后排出虾体外。这个过程形成了对流，鳃不断处于充分氧化状态，维持虾体内高氧水平。

第二，扩散呼吸。鳃的表面有很多细胞，这些细胞随着身体的运动和鳃的流动不断进行着吸氧排二氧化碳的过程。虽然每个细胞通量不高，但因为鳃的表面积很广，唯一一个并不影响虾体全身供氧和排泄二氧化碳的呼吸方式。

第三，换气作用。当水中的溶解气体参量发生变化时，比如氧气的嘌呤分压降低时，虾的鳃就会像肺一样吸氧。这种适应性的作用能够在氧气供应不足时快速地提供氧气。

虾类鳃弓的独特形状使其成为了支持鳃呼吸的关键器官。虾的鳃弓固定在身体胸部结构，能够保证鳃持续地使用对流呼吸、扩散呼吸和换气作用三种呼吸机制。鳃弓的判断还可以获得虾的新陈代谢指数，并为虾体内的微生物提供一个便利的生长环境。

虾的鳃弓内有许多上皮细胞，细胞间有伸出的连接蛋白，形成真正的细胞隔膜。在鳃弓内，物质发生交换的过程主要由细胞膜起主导作用。为了维持细胞膜的功能，虾的鳃弓必须处在生理状态下，如氧分压、氨、二氧化碳等物质的影响都很大。

虾类的鳃弓下方通常具有翼状肢，而这个肢节的作用是将水流动从口进入，经过鳃弧，再从体侧的壳缘或鳃下缘流出。这些细节的设计，实现了充分利用鳃弓上的鳃进行氧气供应。

虾的前肠壁可以进行氧合作用，进一步增加体内氧气水平。虾的前肠壁上有钙化的小颗粒，这些小颗粒中混合着细胞质膜，能够在前肠壁上吸氧做出反应，制造能够被肌肉细胞所利用的ATP。

前肠壁的氧合作用可以维持虾的肌肉活动，但试验表明这种作用量是相对较小的，比如在氧气分压为10kPa下，氧合作用提供的ATP只占虾体需求量的1%左右。

虾的前肠上还有一个叫做Hmd(Hematopocyanin Methylase)的蛋白质，这种蛋白质能够促进前肠壁向血淋巴系统输送氧气和二氧化碳的能力，从而更迅速地促进氧气的供应。

虾的皮肤的气孔可以进行氧气的吸收和二氧化碳的排出，但这种途径对虾的呼吸供氧提供的贡献较小。通过皮肤的呼吸途径，只有少量的氧气可以进入虾体内，而排出的二氧化碳也相应较多。为了保证皮肤途径呼吸供氧的充分配额，虾的身体表面积很大，所以也能够满足虾的氧气需求。

虽然皮肤对虾的呼吸供氧影响较小，但在一些极端环境下，比如发生水生环境污染等，虾的皮肤途径也能够成为呼吸供氧的重要途径。

总结：

虾类呼吸系统采用了多个机制来实现呼吸和氧气供应，包括鳃、鳃弓、前肠壁和皮肤等多个器官的功能协同。这些不同的机制相互配合，使得虾类可以适应不同的环境和生态条件。