海龜真的可以用屁股呼吸嗎？科學家：“龜息大法”的真諦

在我們的印象中，哺乳動物和爬行動物作為地球上高階動物的代表，絕大部分都是用嘴和鼻子來呼吸的。而處於向哺乳動物、爬行動物進化的中間階段-兩棲動物，青蛙和蟾蜍在幼年時期是用鰓來呼吸，當長大以後可以用肺和面板進行呼吸，從而讓它們能夠更好地適應陸地和水域環境。

海龜的“龜息大法”

海龜作為一類典型的爬行動物，它們既可以在陸地上、也可以在水底長時間的活動，從其生理結構上看，它們的主要呼吸器官和哺乳動物一樣，依靠的都是肺。然而，移動速度非常緩慢的海龜，即使是在水下，也同樣可以待很長時間，這比同樣在水中生活的哺乳動物-鯨魚要長得多。那麼，海龜是如何在水下憋那麼長時間的呢？透過科學家們的研究發現，一些海龜竟然進化出了依靠“屁股”呼吸的功能，這妥妥的是“龜息大法”呀！

無論是透過肺、面板，還是透過鰓、“屁股”等不同方式進行呼吸，動物們的最終目的，都是將一部分的空氣擠壓進身體內部的特定“空隙”中，然後再透過不同的機制將空氣中的氧氣“壓進”血管中，然後透過心臟的搏動，將攜帶著“養料”的血液，泵到身體的各個區域，從而保障著機體各項生理活動所需要的能量供給。

對於很多海龜和河龜來說，它們的棲息區域都是海底或者河床，由於它們的移動速度很慢，如果像其他水生動物那樣，隔較短的時間上升到水面之上來進行換氣，那麼這個過程無疑是非常危險的，一方面水體上部的水流速度會相對較快，如果頻繁上升到水面，那麼就會增大被沖走的風險。另一方面，越靠近水面，就越可能讓海龜成為水中猛獸、大型鳥類等天敵的食物，對於幼年的海龜來說，這兩個方面的危險更為突出。

所以，在長期的進化中，海龜家族中的大部分成員，都進化出了用“屁股”呼吸的能力。為什麼“屁股”一詞要打上引號，因為對於海龜來說，並沒有真正的“屁股”，它們只有一個稱為“洩殖腔”的多功能開口，具備的功能包括有性生殖、排出體內廢物，當然也包括呼吸。利用“洩殖腔”進行呼吸的這種型別，在生物學上被稱為“洩殖腔呼吸”。

海龜用“屁股呼吸”的原理

在這種呼吸過程中，海龜透過洩殖腔這個開口，將周圍的水體“泵入”內部的兩個被稱為滑囊的器官，這個器官有點類似“水肺”。滑囊在運轉時，會透過舒張作用來調節洩殖腔的開口大小，形成類似擠壓的作用，從而調節著水體的進出。在此過程中，水體中的氧氣便會擴散進入滑囊壁，然後沿著滑囊壁排列的小結構，最終進入海龜的血液中。

不過，由於這種呼吸方式屬於海龜的“輔助”呼吸功能，受生理和生化作用的限制，其呼吸效率要比正常的用肺呼吸低得多。通常情況下，所有烏龜仍然以肺呼吸為主要方式，只在少數的海龜和河龜，它們的洩殖腔呼吸佔比較高，比如費茲洛河龜，它們用“洩殖腔呼吸”的吸氧量佔總量的比例，能達到40%以上，在極特殊的情況下，例如湍急的河流或冰凍的池塘中，這個比例還會更高。而其他型別的多數龜類，這個比例則只有4%左右。

決定洩殖腔呼吸效率較低的另外一個原因，那就是耗費的能量問題。在陸地上我們用肺呼吸時，由於氣體很輕，我們幾乎不用消耗什麼能量，就可以讓氣體自由地進出我們的肺部。但是在水體中就不一樣了，一方面是水體是一種“黏稠度”比空氣高得多的物質，另一方面水中的氧氣含量要比同體積下的空氣少200倍，因此要想維持身體的能量供給，海龜們需要抽進更多的水，才能獲得相同數量的氧氣。