第一批從水中遷徙到陸地上的生物是如何適應呼吸空氣的？
進化是物種繁衍發展、生生不息的重要過程，物種隨著環境的改變而逐漸進化出適合生存的條件。我們知道地球上早期的物種是生存在海洋中，後來逐漸在陸地上發展，那麼令人好奇的是，地球上第一批從水中遷徙到陸地上的生物是如何適應呼吸空氣的呢？畢竟它們已經習慣了海洋的呼吸方式，那麼到了大陸，它們要如何適應呢？
要回答這個問題，首先我們要對魚的呼吸有個大概的了解。其實在海洋中和陸地中呼吸的方式異曲同工，例如，由於空氣中的氧含量比水穩定得多，魚可以游到水面吞下一大口空氣，然後氧氣通過胃溶解到血液中。一旦一條魚進化出這種行為，就不難想像胃是如何變得專門化以改善空氣呼吸的，首先是為了呼吸空氣而長出一小部分，然後進一步發展到肺部，這種吞咽行為在各種魚類中仍然相當常見。
事實上，在大約4億年前，大多數魚比如硬骨魚都有肺，這樣它們就可以用大氣中的氧氣補充溶解在水中的氧氣。但是接下來發生在一個魚種中的情況是，肺進一步專門化成了一個魚鰾，使它們能夠更好地控制浮力，而且實際上它們的體內與外界空氣源完全隔絕，依靠溶解在血液中的氣體供給它們。
出現這個原因可能是因為這個血統也進化出了主動脈，改善了他們的循環系統向心臟供氧的能力，抵消了對補充氧氣的一些需求。但是不管是什麼原因，這種魚的血統，鰩鰭魚，或硬骨魚，變得非常成功。它們不僅是迄今為止最成功的魚類世系，占所有現存魚類物種的96%，而且是脊椎動物中最成功的一個。所以，即使你在現代魚類的血統中發現了肺的多樣性，如弓鰭、比基爾魚、加爾魚和得名的肺魚，但硬骨魚的巨大成功意味著游泳膀胱現在成了標準，而不是肺。
然而，仍然有許多潛在的水生棲息地，沒有可靠的高氧含量，特別是在熱帶淡水中。但進化基本上是一條單行道。硬骨魚不太可能把它的魚鰾恢復成肺，就像我們把耳朵和扁桃體恢復成鰓一樣。因此，要想讓硬骨龍的血統闖入這些棲息地，它們需要進化出新的呼吸方式。
這種類型的補充空氣呼吸實際上已經在硬骨魚中進化了好幾次。其中一個最著名的例子是攀鱸亞目，比如鬥魚，這種魚進化出了一種由鰓腔發展而來的東西，鰓腔是一個充滿摺疊的骨質板的口袋，裡面有很多可以進行良好氣體交換的表面積，鬥魚依賴這些器官呼吸，以至於他們實際上在沒有空氣的情況下會淹死。
所有這些都是為了說明，第一批從水上遷徙到陸地上的生物不必適應呼吸空氣，這種能力早在第一隻四足動物爬上泥灘之前就已經在魚身上進化了。空氣呼吸最初是作為獲得補充氧氣的一種手段，既有助於在低氧的水生生境中生存，也有助於支持更活躍的生活方式。即使在最成功的魚類世系失去了這種能力，當它們的肺變成專門的游泳囊時，這種能力對某些水生環境非常重要，以至於它們的後代進化出了新的呼吸空氣的方式，呼吸空氣在魚身上只是一種相當普遍的能力。
當然，雖然這個答案集中在脊椎動物身上，但還有很多其他動物從呼吸水過渡到呼吸空氣。幾乎任何一次去海邊的旅行都會發現大量的螃蟹在水裡或陸地上，還有許多其他甲殼類動物從水到陸地，從等足類動物到昆蟲再到龜形目動物。
不管怎麼說，即使是現在，還是有存在於這個轉變中的生物。比如泥鰍是一種能夠在陸地上生活的魚，這只是一個例子。任何兩棲動物都是另一個類似的例子。所有曾經存在的生物，包括今天在陸地表面徘徊的人類，都是過渡性的生物。
所以這個問題在很大程度上與肺是什麼以及氧氣如何通過皮膚被吸收有關，特別要考慮空氣從外膜到內部器官和細胞的距離，每一代人都越來越多地利用肺部從空氣中吸出氧氣。
有趣的是，幾乎所有的海魚都來自淡水祖先。在所有的鹹水魚（在海洋中）死亡後，一些淡水魚重新定居在海洋中，併產生了肺。在缺氧的淡水中，這些魚形成了內部的空間，使它們能夠將頭伸出水面，從空氣中獲取氧氣。
然而現在被污染的海洋殺死了無法從空氣中獲取氧氣的鹹水魚，在一些淡水體與鹹水體相連後，一些淡水魚重新適應了海洋。不再需要肺，肺重新適應成為一個魚鰾，使他們的後代更加敏捷，更好地適應生存。
