古生物的鳃与现代生物的鳃有什么区别？ 第1页

在古生物之中，最早出现的鳃并不是呼吸器官，而是调节体液平衡、对抗脱水和脱盐的简单线性构造；在从海水进入淡水生活的时候，交换离子的能力变得更加重要，对发达的鳃产生选择压。

• 原始海洋动物和现代水生动物幼体一般通过皮肤进行离子交换。一项研究测量虹鳟鱼幼体的鳃和尾巴处的离子交换和氧含量，发现出生15天后鳃附近的离子交换比尾巴附近多得多，氧则需要更长的时间（约25天）才呈现类似的情况，显示鳃的演化应该是先着眼于离子交换。

鳃在进行离子交换的同时可以进行气体交换、排出代谢废物并截获水中的颗粒，允许其兼用于呼吸、排泄和某些生物的滤食，发挥这些功能都是和水接触的表面积越大越好。能获取更多氧气的鳃让动物的动作可以更加有力而迅捷，由此产生正反馈让鳃演化得更大、更复杂来取得更多氧气。但同时这个系统也给使用它的生物的体型设下了极限：

• 身体结构不改动，在身长变为2倍的时候，鳃表面积变为4倍，体重变为8倍，单位体积（通常可精确到单个细胞）获得的氧减半。

这个限制比例对古生物和现代生物来说是一样的，但古代地球的大气氧含量与水中溶解的氧含量经常和现在截然不同，由此对古生物的具体限制和现在有差异。

在软体动物身上，许多物种的鳃和附属的出水管随着时间变得高度特化于滤食功能，有些还具备了自切与再生能力来对抗捕食者（例如长竹蛏的出水管）。帽贝、海蛞蝓往往退化了最初的鳃，然后以其它身体构造特化为鳃。

现代生物之中有一部分的鳃还在使用古老的简单结构，另一些则高度特化为繁杂的迷宫构造。复杂度介于二者之间的物种较多。在极限复杂度上，现代生物的鳃并不一定超过古生物，反而可以看到许多现代生物精简了祖先身上过度繁复的构造。尤其是一些原始四足总纲动物成体还保留着鱼那样的内鳃，现代两栖·爬行类则全部放弃内鳃，只有洞螈、泥螈属等极少数物种成年仍有外鳃。