鱼鳔 :鱼的器官之一

更新时间:2023-03-14 14:50

鱼鳔,又叫鱼泡,鱼胶,是硬骨鱼纲的器官,体积约占身体的5%左右,连在消化管的后面,是个细长的葫芦状气囊,里面装有的空气与喉咙相通。鳔壁主要由结缔组织弹性纤维组成。鳔分前、后;内部结构两室,少部分的有一室或三室,形状有卵圆形、圆锥形等。根据鳔管与食管的连接位置,可以将鱼类分为管鳔类和闭鳔类两种。

泥盆纪时期,硬骨鱼的共同祖先进化出了最初的呼吸空气能力,然后与空气呼吸能力、神经系统、以及其他改进相关的遗传创新使肺鱼和四足动物的“肺”能够暂时离开水,直至后来成功摆脱水的束缚,水中的大部分硬骨鱼纲演化出鱼鳔。此演变过程证实了鱼鳔是从原始的肺演化而来。当鱼类处于一定水层时,可以通过控制鱼鳔的空气密度来保持中性浮力,且保持身体横向平衡。鱼鳔随着水压变化分泌或吸收气体,当自身比重与水的比重相同时,鱼体保持竖向稳定状态。鱼鳔可以保持鱼体横向平衡,其取决于鱼鳔的位置及重力表现。当鱼类在水中游泳时,鱼鳔可以使鱼体各点产生了浮力与不同部位产生的重力相抵消。鱼鳔作为辅助呼吸器官,必须或多或少地浮出水面并吞咽空气。鱼类不仅可通过鱼鳔感应水压,而且在繁殖季节或有交流需求时,鱼类可通过控制鱼鳔附近的发音肌,产生振动,以此发出声音。

鱼鳔色白、富含大量的蛋白质、胶质及维生素等,有一定的食用及药用价值,与鱼骨、鱼翅、海参等合称 “海八珍”,又被世人称为“海洋人参”。以鱼鳔为原料的加工方式有多种,主要用于制作干制品、保健品及胶粘剂等产品。花胶,是用鱼膘制成的干品。随着人民生活水平的提升,加之越来越多的人注重养生,中国的花胶行业规模也在逐渐扩大。以花胶为原材料开发的食物新模式受到市场肯定,如即食花胶、鲜炖花胶等。根据数据统计,2022年,同比增长70%,连续三年位居中国第一。此外,花胶每年的进口量都在增长,在亚洲一直被用来制作食物和药物,特别是在中国南方。一些陈年的、高档类的花胶被人们当作收藏品收藏起来,保存时间越久,收藏价值越高。

演化来源

大约4亿年前的脊椎动物辐鳍鱼纲的呼吸器官,被称为“原肺”。到了泥盆纪时期,早期鱼类开始从水中登上陆地过渡,为适应外界环境,硬骨鱼纲的共同祖先进化出了最初的呼吸空气能力,然后与神经系统、以及其他改进相关的遗传创新使肺鱼和四足动物的“肺”能够暂时离开水,直至后来成功摆脱水的束缚。生存在水中的大部分硬骨鱼类演化出鳔,用于调节身体在水中的沉浮,辅助呼吸等,而像某些原始鱼类,如多鳍鱼鲟鱼弓鳍鱼等现生水生物种,当它们处于陆地生态环境时,可以用“原始肺”作为气体交换器官,用来呼吸空气。在晚泥盆纪时期,硬骨鱼一般比较小,随着时间的演化,它们周身所覆盖着的鳞甲逐渐变薄变轻。这些鱼进化了充满气体的鱼鳔和可移动的鳍片,以增加自身的灵动性。现生硬骨鱼类包含肉鳍鱼总纲辐鳍鱼纲。这两个类群中物种数量最为繁盛的是肉鳍鱼类中的四足动物(成功登陆的脊椎动物类群)以及辐鳍鱼类中的真骨下纲。相对于这两个最为繁盛的类群,硬骨鱼纲的基部类群物种数量相对稀少,但却隐藏着祖先演化所遗留的痕迹,有“活化石”之称。

查尔斯·达尔文曾提出肺和鱼鳔是同源器官的假说,中国古脊椎动物研究相关人员从从结构和基因表达上证明了这一假说,即鱼鳔从原始的肺演化而来。肺鱼是现存最接近四足动物的近亲,且保留了从水到陆地过渡特征。但之前有部分动物学者大都认为鳔是肺的初型,先有鳔而后有肺,肺是从鳔演变过来的,从食管背壁茁发出来的单室鳔囊逐渐演变为开口于食管腹壁而双叶的肺脏。

形态

特征

鱼鳔,是硬骨鱼纲的器官之一,位于体腔背部,肾脏的腹面。鳔分前、后;内部结构两室,前室较大呈圆形,后室稍小,腹面有组长的鳔管,向前开口于食管背方。鱼鳔的结构分三层,外层是坚韧透明的纤维组织,含有鸟嘌呤晶体不透气,中间层是结缔组织,由胶原蛋白纤维和弹性行为组成,最内层是上皮细胞,仅含有一些的血管。外形有卵圆形、圆锥形、心脏形、马蹄形等,比较常见的内部结构分为两室,少部分的有一室或三室的,主要含有氮、氧和二氧化碳等气体,前后室的隔壁上有孔,有利于室内气体流通。

类型

根据鳔管与食管是否相通,可将鳔分为两类,一种是管鳔类,又称通鳔类 ,有鳔管与食道相通,它们通过鳔管充气与排气,如鲤形目的鲤鱼,草鱼等。第二种是鳔管退化消失的闭鳔类,它们通过腺体充气和排气,排出气体时需要借助体内特殊腺体分泌的DL-乳酸作为媒介。如鲈形目的白花鲈短带鱼等。

主要功能

平衡调节

由于鱼类组织密度比淡水和海水更大,容易下沉,为使自己保持在一定水层时,鱼类需要通过鱼鳔调节自身的密度,引入低密度组织,产生中性浮力。即鱼鳔通过其体积的改变来调节鱼体相对密度,使鱼体和水环境的相对密度接近。当自身比重与水的比重相同时,鱼体保持竖向稳定状态。鱼鳔随着水压变化分泌或吸收气体,鱼鳔不仅有利于氧气的吸收,而且还降低了鱼的整体密度,从而减少了游动时的能量消耗。如当鱼向上游动时,鱼体受水的压力减少,鳔内气体增多,减轻了鱼体的相对密度,使鱼体产生了上浮趋势,若要停留在一定水层,鳔必须排出部分气体借以抵消一上升趋势,当鱼向下游动时,鱼体所受压力增大,鳔内气体压缩,鱼体相对密度增加,此时,鱼鳔需要一部分气体,从而导致正浮力,使鱼体停留在一定的水层。

由于鱼鳔在鱼身体的中心,可以保持重心向下。当鱼类在水中游泳时,鱼鳔可以使鱼体各点产生了浮力与不同部位产生的重力相抵消,可以防止鱼体发生侧翻上浮。由于有鳔的鱼类大都生活在比较固定的水层,若急剧升降会对其产生不利。如当达到极限水深时,鱼鳔会因水压变化大而无法调节,导致鱼体无法上浮,而出现被“淹死”的情况。而一些闭鳔类鱼,如短带鱼。如若从深水层游到浅水层时,水压相对变小,而带鱼身体内部的压力仍旧很大,容易起鱼鳔胀破,导致死亡。

辅助升潜

根据气体定律,鱼鳔内气体的填充主要依靠在水面吞咽空气。如果鱼从水面下降,鱼鳔体积会被压缩,从而降低气鳔对整体浮力的贡献。当鱼下潜时,鱼鳔肌会收缩,空间变小,气压变大,以抵消水压的作用。当鱼上浮时,水压变小,鱼鳔肌放松,空间变大,气压变小,但这种调节是很缓慢的,仍然需要依靠胸鳍运动。作为气腔的鱼鳔有助于浮力,但它并不是调节浮力的主要结构,控制鱼体浮沉取决于在所处水层花费的时间和游动速度。

呼吸

鱼最初进化为使用鳃进行气体交换,而鱼鳔作为辅助呼吸器官,必须或多或少地浮出水面并吞咽空气。其中气管构成食道和鱼鳔之间的开放连接,可以通过括约肌闭合,从而使鱼鳔腔和血液之间的弥散气体交换提供空间。鱼鳔除调整气体交换本身外,还需要进行多方面调整,如离子调节、氮代谢、酸碱调节等。一些原始鱼类如多鳍鱼弓鳍鱼和雀鳝等,它们的鱼鳔管短粗,在食管前端开口,鳔壁内部组织是由弹性纤维构成,薄而柔韧,能承受较大的张力。内壁分布着很多的微血管 ,内部结构被纤维分成许多小孔,有利于气体交换,同时开口,便于呼吸气流畅通。

肺鱼的鱼鳔,具有“肺”的作用,它可以不受水的约束,在干旱到来之前,钻进泥洞中,身体分泌粘液与泥做成一类似”茧“的壳,壳上有小孔,一直处于”夏眠“状态,用鳔来呼吸空气。等雨季来临,”茧“壳破裂,肺鱼可以重新回到水里生活。另外一些闭鳔类鱼,它们通过腺体分泌气体和排气,排出气体时需要借助体内特殊腺体分泌的DL-乳酸作为媒介,排放到血液中。部分鱼类在水缺氧条件下,来自鱼鳔的含氧血液可能会失去氧气到鳃部位的缺氧水中,鱼类会浮出水面呼吸。

感应

骨鳔类的鳔与内耳有联系,能将外界传到鱼体的振动的振幅增强,从而鱼体能感受高频声波。当鱼鳔收缩时,鱼鳔内的气体密度会随着周围水压力变化而发生改变,以此获得听觉信号。有些特殊鱼类的鱼鳔能探测到极其细微的声音振动,能与内耳产生各种联系,如鼓鱼内耳中的特殊毛发可以把振动转化成声音并传送给大脑,以此来听取声音。

发声

为了能吸引配偶或者是与其他鱼类进行沟通时,鱼类会通过鱼鳔发出声音。通过控制鱼鳔附近的肌肉群(发音肌),使其快速的收缩,让鳔内壁产生震动,从而发出声音。相当于一个扩音器,如石首鱼科大黄鱼属下的鱼类,大黄花,多数雄性发出呱呱声或鼓声,一般在黄昏之后或处于繁殖季节时比较明显。

主要价值

经济价值

花胶又叫鱼肚,鱼胶,是鱼膘制成的干品,在亚洲一直被用来制作食物和药物,特别是在中国南方。随着人民生活水平的提升,加之越来越多的人注重养生,中国的花胶行业规模也在逐渐扩大。以花胶为原材料开发的食物新模式受到市场肯定,如即食花胶、鲜炖花胶等。根据数据统计,2022年,同比增长70%,连续三年位居全国第一。2015年,香港贸易中心推出了“肚”商品编码,每年花胶进口量都在增长,主要来自乌干达,巴西,坦桑尼亚印度越南。此外,一些花胶品种越来越罕见、难寻,有的已经绝种,花胶价格一直在攀升。部分有收藏习惯的人们,将陈年的、高档类的花胶当作收藏品收藏起来,保存时间越久,收藏价值越高。其中以黄唇鱼鱼胶最为名贵,被称为“鱼胶之王”。

鱼鳔在各行业的用途较为广泛,通过不同的加工方式,制作成不同的产品,满足消费者的各种需求。如将鱼肚、鳗鱼等鱼类的鱼膘,经过化学剂浸泡、风干等方式,进行二次加工后,可制成干制品后食用。另外以鱼鳔作为原料,可以制备鱼鳔胶粘剂,可用于古建筑修复、艺术品制作等领域。

2018年8月,德国国际合作机构(GIZ)与维多利亚湖渔业组织(LVFO)在联合发布报告,中国的鱼鳔代理商在乌干达的商业发展机会相对较好。肯尼亚海洋和水产研究所(KMFRI)在2018年3月研究显示,鱼鳔在尼罗尖吻鲈加工副产品总量中所占的比重平均为2%左右。据估计,每年肯尼亚出口到亚洲的鱼鳔多达290公吨。因此在湖区,收鱼鳔成了一个利润比较不错的买卖,同时也引发了对过度捕捞的担忧。

食用价值

鱼鳔是一种高蛋白低脂肪的食品,它含有的生物大分子胶原蛋白蛋白质 ,是人体补充合成蛋白质的重要原料,而且有利于人体吸收。它的营养成分还包括粘多糖、多种维生素及钙 、锌 、铁 、等多种微量元素 。另外,部分鱼鳔中的无机盐含量丰富,如鲤鱼,经实验数据证明,其微量元素硒、铁、锌和铜,含量高于鱼肉。

将处理好的鱼膘经蒸制后,把氢酸菜、野山椒入锅炒香后,掺入高汤,烧沸后倒入蒸制好的鱼鳔、菠饺,最后加入各种调料粉。用热油把辣椒和蒜沫炒香,最后淋在鱼鳔上。

医用价值

鱼鳔味甘性平,其含有的氨基酸占比高,具有滋阴养血 、止血 、补肾固精的功效。《本草拾遗》中提到可将鱼白、鳔等作为药物收入本草中,还可制胶后可入药。鱼鳔的炮制方法除了将生鱼鳔切段、切细等外,还可用于和各种辅料炒制。根据现代医学研究发现,由于鱼鳔具有弹性特质,经过合适的处理,可以作为有潜在应用性的血管材料。

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