鱼类、水母、海星和海参都可以在水中呼吸，借此提取氧气，但它们是如何做到的呢？
数亿年前，陆生脊椎动物的祖先曾一度拥有这种在水中呼吸的能力，但在第一批呼吸空气的生物开始全天候待在陆地上之后，这种能力就不复存在了。如今，人类必须使用特殊设备才能在水中呼吸。
现实世界中的生物究竟是如何在水中呼吸的呢？
地球的大多数海洋、湖泊和河流中都含有大量溶解在水中的氧气，但我们的肺无法对其进行处理。然而，水生生物们却演化出了多种获取水中氧气的方法。
一种古老的方法
有些动物，比如水母，可以直接通过体表吸收水中的氧气。这些生物体内的消化腔有双重用途：一是消化食物，二是让氧气与二氧化碳在体内四处弥散。
事实上，地球最早的微生物生命获取氧气的方式与水母如出一辙，也是让氧气扩散到全身各处。这类呼吸方式约出现于28亿年前，也就是蓝菌开始向大气中排放氧气之后的某个时间。
不过，通过扩散法“呼吸”也有其缺点。要将氧气输送到身体较远的末端，这种方法比通过循环系统慢得多。这就限制了生物体型的大小。
“后门法”
海星可在海水流过皮肤上的凸起物“皮鳃”（papulae）时、以及沟状结构“管足”（tube feet）时，吸收水中的氧气。但有些类型的浅水海参却有着不同的呼吸方式：在肛门附近的体腔中长有用于呼吸的“树状”结构，是名副其实地“用屁股呼吸”。
“基本蓝图”
鱼鳃是一套非常成功的呼吸系统，利用一套血管网络从鱼鳃中流过的水中提取氧气，再通过鳃膜将氧气扩散到体内。大多数鱼鳃都遵从一套“基本蓝图”。它们能够实现气体的逆流交换，即从水中抽取氧气，同时将呼吸废气排入水中。鱼张开嘴时，便会有一股水流从鳃上流过。鱼鳃中密布的血管便可从水中获取氧气，同时排出二氧化碳。
不过，不同鱼的鱼鳃并非完全相同。为满足不同的氧气需求，不同鱼类的鱼鳃结构差别很大。例如，喜欢快速游动的金枪鱼的鱼鳃就与喜欢“守株待兔”的鱼鳃区别迥异。
一些水生两栖动物也有鳃，头上长有向外伸出的分支结构。这种特征一般只出现在动物幼年时期，大多数物种成年后就会消失。但部分水生蜥蜴则能把这一特征一直保留到成年。
还有一种名为肺鱼的鱼类，其鱼鳔结构特殊，因此它们既可在空气中呼吸、又可在水中呼吸。肺鱼在幼年时期也长有外鳃。但几乎所有肺鱼的鳃都会在成年后消失。
