魚鰾,又叫魚泡,魚膠,是硬骨魚綱的器官,體積約占身體的5%左右,連在消化管的后面,是個細長的葫蘆狀氣囊,里面裝有的空氣與喉嚨相通。鰾壁主要由結締組織彈性纖維組成。鰾分前、后;內部結構兩室,少部分的有一室或三室,形狀有卵圓形、圓錐形等。根據鰾管與食管的連接位置,可以將魚類分為管鰾類和閉鰾類兩種。
泥盆紀時期,硬骨魚的共同祖先進化出了最初的呼吸空氣能力,然后與空氣呼吸能力、神經系統、以及其他改進相關的遺傳創新使肺魚和四足動物的“肺”能夠暫時離開水,直至后來成功擺脫水的束縛,水中的大部分硬骨魚綱演化出魚鰾。此演變過程證實了魚鰾是從原始的肺演化而來。當魚類處于一定水層時,可以通過控制魚鰾的空氣密度來保持中性浮力,且保持身體橫向平衡。魚鰾隨著水壓變化分泌或吸收氣體,當自身比重與水的比重相同時,魚體保持豎向穩定狀態。魚鰾可以保持魚體橫向平衡,其取決于魚鰾的位置及重力表現。當魚類在水中游泳時,魚鰾可以使魚體各點產生了浮力與不同部位產生的重力相抵消。魚鰾作為輔助呼吸器官,必須或多或少地浮出水面并吞咽空氣。魚類不僅可通過魚鰾感應水壓,而且在繁殖季節或有交流需求時,魚類可通過控制魚鰾附近的發音肌,產生振動,以此發出聲音。
魚鰾色白、富含大量的蛋白質、膠質及維生素等,魚鰾中含有高級膠原蛋白、黏多糖,并含有多種維生素及鈣、鋅、鐵、硒等多種微量元素。有一定的食用及藥用價值,與魚骨、魚翅、海參等合稱 “海八珍”,又被世人稱為“海洋人參”。以魚鰾為原料的加工方式有多種,主要用于制作干制品、保健品及膠粘劑等產品。花膠,是用魚膘制成的干品。隨著人民生活水平的提升,加之越來越多的人注重養生,中國的花膠行業規模也在逐漸擴大。以花膠為原材料開發的食物新模式受到市場肯定,如即食花膠、鮮燉花膠等。根據數據統計,2022年,同比增長70%,連續三年位居中國第一。此外,花膠每年的進口量都在增長,在亞洲一直被用來制作食物和藥物,特別是在中國南方。一些陳年的、高檔類的花膠被人們當作收藏品收藏起來,保存時間越久,收藏價值越高。
演化來源
大約4億年前的脊椎動物輻鰭魚綱的呼吸器官,被稱為“原肺”。到了泥盆紀時期,早期魚類開始從水中登上陸地過渡,為適應外界環境,硬骨魚綱的共同祖先進化出了最初的呼吸空氣能力,然后與神經系統、以及其他改進相關的遺傳創新使肺魚和四足動物的“肺”能夠暫時離開水,直至后來成功擺脫水的束縛。生存在水中的大部分硬骨魚類演化出鰾,用于調節身體在水中的沉浮,輔助呼吸等,而像某些原始魚類,如多鰭魚、鱘魚、弓鰭魚等現生水生物種,當它們處于陸地生態環境時,可以用“原始肺”作為氣體交換器官,用來呼吸空氣。在晚泥盆紀時期,硬骨魚一般比較小,隨著時間的演化,它們周身所覆蓋著的鱗甲逐漸變薄變輕。這些魚進化了充滿氣體的魚鰾和可移動的鰭片,以增加自身的靈動性。現生硬骨魚類包含肉鰭魚總綱和輻鰭魚綱。這兩個類群中物種數量最為繁盛的是肉鰭魚類中的四足動物(成功登陸的脊椎動物類群)以及輻鰭魚類中的真骨下綱。相對于這兩個最為繁盛的類群,硬骨魚綱的基部類群物種數量相對稀少,但卻隱藏著祖先演化所遺留的痕跡,有“活化石”之稱。
查爾斯·達爾文曾提出肺和魚鰾是同源器官的假說,中國古脊椎動物研究相關人員從從結構和基因表達上證明了這一假說,即魚鰾從原始的肺演化而來。肺魚是現存最接近四足動物的近親蟳,且保留了從水到陸地過渡特征。但之前有部分動物學者大都認為鰾是肺的初型,先有鰾而后有肺,肺是從鰾演變過來的,從食管背壁茁發出來的單室鰾囊逐漸演變為開口于食管腹壁而雙葉的肺臟。
形態
特征
魚鰾,是硬骨魚綱的器官之一,位于體腔背部,腎臟的腹面。鰾分前、后;內部結構兩室,前室較大呈圓形,后室稍小,腹面有組長的鰾管,向前開口于食管背方。魚鰾的結構分三層,外層是堅韌透明的纖維組織,含有鳥嘌呤晶體不透氣,中間層是結締組織,由膠原蛋白纖維和彈性行為組成,最內層是上皮細胞,僅含有一些的血管。魚鰾外形包括卵圓形、圓錐形、心臟形、馬蹄形等。其內部結構以兩室常見,少數為一室或三室,腔內主要含氮、氧和二氧化碳等氣體。前后室的隔壁具孔,可促進室內氣體流通。此外,不同種類魚類的魚鰾在形態、大小和質地方面存在差異,這種差異導致制成的魚膠在品質、外觀及功效上呈現不同特征。
類型
根據鰾管與食管是否相通,可將鰾分為兩類,一種是管鰾類,又稱通鰾類 ,有鰾管與食道相通,它們通過鰾管充氣與排氣,如鯉形目的鯉魚,草魚等。第二種是鰾管退化消失的閉鰾類,它們通過腺體充氣和排氣,排出氣體時需要借助體內特殊腺體分泌的DL-乳酸作為媒介。如鱸形目的白花鱸、短帶魚等。
主要功能
平衡調節
由于魚類組織密度比淡水和海水更大,容易下沉,為使自己保持在一定水層時,魚類需要通過魚鰾調節自身的密度,引入低密度組織,產生中性浮力。即魚鰾通過其體積的改變來調節魚體相對密度,使魚體和水環境的相對密度接近。當自身比重與水的比重相同時,魚體保持豎向穩定狀態。魚鰾隨著水壓變化分泌或吸收氣體,魚鰾不僅有利于氧氣的吸收,而且還降低了魚的整體密度,從而減少了游動時的能量消耗。如當魚向上游動時,魚體受水的壓力減少,鰾內氣體增多,減輕了魚體的相對密度,使魚體產生了上浮趨勢,若要停留在一定水層,鰾必須排出部分氣體借以抵消一上升趨勢,當魚向下游動時,魚體所受壓力增大,鰾內氣體壓縮,魚體相對密度增加,此時,魚鰾需要一部分氣體,從而導致正浮力,使魚體停留在一定的水層。
由于魚鰾在魚身體的中心,可以保持重心向下。當魚類在水中游泳時,魚鰾可以使魚體各點產生了浮力與不同部位產生的重力相抵消,可以防止魚體發生側翻上浮。由于有鰾的魚類大都生活在比較固定的水層,若急劇升降會對其產生不利。魚鰾通過分泌或吸收氣體來調節魚體比重,但當魚下沉超過臨界深度(水體壓力與鰾內氣體壓強的平衡極限)時,外界水壓會使鰾無法調節體積,導致魚體比重無法降低,從而無法上浮,最終因鰾破裂或呼吸障礙而死亡。而一些閉鰾類魚,如短帶魚。如若從深水層游到淺水層時,水壓相對變小,而帶魚身體內部的壓力仍舊很大,容易起魚鰾脹破,導致死亡。
輔助升潛
根據氣體定律,魚鰾內氣體的填充主要依靠在水面吞咽空氣。如果魚從水面下降,魚鰾體積會被壓縮,從而降低氣鰾對整體浮力的貢獻。當魚下潛時,魚鰾肌會收縮,空間變小,氣壓變大,以抵消水壓的作用。當魚上浮時,水壓變小,魚鰾肌放松,空間變大,氣壓變小,但這種調節是很緩慢的,仍然需要依靠胸鰭運動。作為氣腔的魚鰾有助于浮力,但它并不是調節浮力的主要結構,控制魚體浮沉取決于在所處水層花費的時間和游動速度。
呼吸
魚最初進化為使用鰓進行氣體交換,而魚鰾作為輔助呼吸器官,必須或多或少地浮出水面并吞咽空氣。魚鰾里充填的氣體主要是氧、氨和二氧化碳,其中氧氣的含量最多。在缺氧的環境中,魚鰾可以作為輔助呼吸器官,為魚提供氧氣。其中氣管構成食道和魚鰾之間的開放連接,可以通過括約肌閉合,從而使魚鰾腔和血液之間的彌散氣體交換提供空間。魚鰾除調整氣體交換本身外,還需要進行多方面調整,如離子調節、氮代謝、酸堿調節等。一些原始魚類如多鰭魚 、弓鰭魚和雀鱔等,它們的魚鰾管短粗,在食管前端開口,鰾壁內部組織是由彈性纖維構成,薄而柔韌,能承受較大的張力。內壁分布著很多的微血管,內部結構被纖維分成許多小孔,有利于氣體交換,同時開口,便于呼吸氣流暢通。
肺魚的魚鰾,具有“肺”的作用,它可以不受水的約束,在干旱到來之前,鉆進泥洞中,身體分泌粘液與泥做成一類似”繭“的殼,殼上有小孔,一直處于”夏眠“狀態,用鰾來呼吸空氣。等雨季來臨,”繭“殼破裂,肺魚可以重新回到水里生活。另外一些閉鰾類魚,它們通過腺體分泌氣體和排氣,排出氣體時需要借助體內特殊腺體分泌的DL-乳酸作為媒介,排放到血液中。部分魚類在水缺氧條件下,來自魚鰾的含氧血液可能會失去氧氣到鰓部位的缺氧水中,魚類會浮出水面呼吸。
感應
骨鰾類的鰾與內耳有聯系,能將外界傳到魚體的振動的振幅增強,從而魚體能感受高頻聲波。當魚鰾收縮時,魚鰾內的氣體密度會隨著周圍水壓力變化而發生改變,以此獲得聽覺信號。有些特殊魚類的魚鰾能探測到極其細微的聲音振動,能與內耳產生各種聯系,如鼓魚內耳中的特殊毛發可以把振動轉化成聲音并傳送給大腦,以此來聽取聲音。
發聲
為了能吸引配偶或者是與其他魚類進行溝通時,魚類會通過魚鰾發出聲音。通過控制魚鰾附近的肌肉群(發音肌),使其快速的收縮,讓鰾內壁產生震動,從而發出聲音。相當于一個擴音器,如石首魚科大黃魚屬下的魚類,大黃花,多數雄性發出呱呱聲或鼓聲,一般在黃昏之后或處于繁殖季節時比較明顯。
主要價值
經濟價值
花膠又叫魚肚、魚膠,是魚鰾制成的干品,在亞洲一直被用來制作食物和藥物,特別是在中國南方。隨著人民生活水平的提升,加之越來越多的人注重養生,中國的花膠行業規模也在逐漸擴大。以花膠為原材料開發的食物新模式受到市場肯定,如即食花膠、鮮燉花膠等。根據數據統計,2022年,同比增長70%,連續三年位居全國第一。2015年,香港貿易中心推出了“肚”商品編碼,每年花膠進口量都在增長,主要來自烏干達,巴西,坦桑尼亞,印度和越南。此外,一些花膠品種越來越罕見、難尋,有的已經絕種,花膠價格一直在攀升。部分有收藏習慣的人們,將陳年的、高檔類的花膠當作收藏品收藏起來,保存時間越久,收藏價值越高。其中以黃唇魚魚膠最為名貴,被稱為“魚膠之王”。
魚鰾在各行業的用途較為廣泛,通過不同的加工方式,制作成不同的產品,滿足消費者的各種需求。如將魚肚、鰻魚等魚類的魚膘,經過化學劑浸泡、風干等方式,進行二次加工后,可制成干制品后食用。另外以魚鰾作為原料,可以制備魚鰾膠粘劑,可用于古建筑修復、藝術品制作等領域。
2018年8月,德國國際合作機構(GIZ)與維多利亞湖漁業組織(LVFO)在聯合發布報告,中國的魚鰾代理商在烏干達的商業發展機會相對較好。肯尼亞海洋和水產研究所(KMFRI)在2018年3月研究顯示,魚鰾在尼羅尖吻鱸加工副產品總量中所占的比重平均為2%左右。據估計,每年肯尼亞出口到亞洲的魚鰾多達290公噸。因此在湖區,收魚鰾成了一個利潤比較不錯的買賣,同時也引發了對過度捕撈的擔憂。
食用價值
魚鰾是一種高蛋白低脂肪的食品,它含有的生物大分子膠原蛋白蛋白質,是人體補充合成蛋白質的重要原料,且易于吸收和利用。它以水溶液的形式貯存于人體組織中,含有的膠原蛋白通過結合水影響某些特定組織的生理機能,從而改善組織營養狀況、改善新陳代謝,促進生長發育,增強抗病能力,起到延緩衰老和抵御癌癥的效果。它的營養成分還包括粘多糖、多種維生素及鈣、鋅、鐵、硒[xī]等多種微量元素。另外,部分魚鰾中的無機鹽含量豐富,如鯉魚,經實驗數據證明,其微量元素硒、鐵、鋅和銅,含量高于魚肉。
烹飪[rèn]
將處理好的魚膘經蒸制后,把氫酸菜、野山椒入鍋炒香后,摻入高湯,燒沸后倒入蒸制好的魚鰾、菠餃,最后加入各種調料粉。用熱油把辣椒和蒜沫炒香,最后淋在魚鰾上。
醫用價值
魚鰾味甘性平,其含有的氨基酸占比高,具有滋陰養血 、止血 、補腎固精的功效。《本草拾遺》中提到可將魚白、鰾等作為藥物收入本草中,還可制膠后可入藥。魚鰾的炮制方法除了將生魚鰾切段、切細等外,還可用于和各種輔料炒制。根據現代醫學研究發現,由于魚鰾具有彈性特質,經過合適的處理,可以作為一種潛在的新型血管材料。2021年10月5日,鄭州大學第一附屬醫院腔內血管外科副主任醫師白華龍在線發表研究發現于《通訊·生物學》。利用組織工程學改造的方法,作者將魚鰾去除細胞并保存結構完整性,使其無免疫原性。研究中,作者在魚鰾表面黏附抑制細胞增殖的藥物——雷帕霉素,使其植入體內后,藥物能緩慢釋放、抑制內膜增生。動物動脈和靜脈系統中的檢測結果顯示,魚鰾在體外和體內支持內皮細胞遷移和增殖,可顯著抑制內膜增生。
參考資料 >
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花膠怎樣吃?怎樣選?越貴越好嗎?看這一篇就夠了.廣東省中醫藥局.2023-03-16
以標準化推動傳統滋補回歸,官棧花膠是如何做到的?.中國經濟新聞網.2023-04-20
廣東首批優秀食品新品目錄發布 官棧鮮燉花膠、燕塘牛奶等134個新品入選,有你喜歡的么?.北京日報.2023-04-20
網紅花膠鍋背后,尼羅河鱸魚瀕臨滅絕.澎湃新聞.2023-05-22
舌尖上的中藥|花膠.北中醫三附院醫學部.2023-02-22
蹤脊椎動物在非硬骨鰭魚類中著陸的遺傳足跡.CELL.2023-04-26
科學家揭示脊椎動物水生到陸生演化過程中的遺傳創新基礎.光明網.2023-07-20
硬骨鰾的形態和神經支配及其在非硬骨譜系中的功能演變.ScienceDirect.2023-04-27
這種用“肺”呼吸的魚,吃肉不吐殼.澎湃.2023-03-15
離開水也能存活的魚,它們是這樣呼吸的.中國科普博覽.2023-04-12
ScienceShot: Robot Records Fish Farts.science.2023-04-06
花膠花椒一相逢 麻辣誘惑無數.央廣網旅游.2023-02-22
14521-湖南新旺堂健康科技-干制魚鰾.湖南省衛生健康委員會.2023-04-12
有傳言稱吃魚頭等于吃毒藥! 可我更關心如何把一條魚吃得更營養!.農業農村部農產品質量安全中心.2025-04-08
魚鰾有望成為新型血管材料.科學網.2025-04-08