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【创作培育计划】海鱼为什么喝盐水也能活?-天天速递

来源: 科普中国 时间: 2022-11-04 16:03:16

作者:李维阳(科普作家)

审稿专家:张伟(山东大学(威海)海洋学院副院长)

人和动物要生存都必须喝水,可为什么人只能喝淡水,而海里的鱼却能喝盐水呢?


(资料图片)

我们人是一种陆生哺乳动物,水是构成我们身体的主要成分,大约占我们身体总重量的70%左右,甚至骨头中都含有45%的水。水在我们体内能通过调节渗透压和表面张力等作用,能让细胞饱满坚实,使我们的机体能维持一定的形态,从而维持机体的正常运行,而且水还参与我们体内的及营养消化、吸收、运输和代谢,代谢物的排出等循环工作,还可以通过血液循环、排汗等调节体温。如果体内水含量过低,我们会觉得渴了,这时候会喝水补充,如果不喝水,失水超过20%人就有生命危险。

很多动物都可以通过直接喝水来补充水分,不过有一些生活在不那么方便直接喝水的地方的动物比如树栖的猴子、昆虫等等,也会通过食物比如植物的枝叶花果或者捕食其他动物来补充水分。在非洲的沙漠里有一种沐雾甲虫(Stenocara gracilipes),它生活的地方平时根本没水喝,但是经常会吹来富含湿气的海风,这时候甲虫就支棱着身体抬起屁股站在风中,等待风中的湿气在身体上凝结成露珠,再流到嘴里,看来在野外想喝口水还不是一件容易事儿。

不少朋友又有个问题,同样是水,海水为什么不能喝呢?如果喝海水又会怎样呢?海水的盐含量是3.5%左右,是人体液浓度的大约4倍,而我们的尿液排泄盐度一般不超过2%,也就是说如果我们喝了较多的海水之后,为了排出多摄入体内多余的盐分,就要补充更多的淡水,身体反而会觉得更渴,如果没有及时补充水分,人体组织细胞中的水分就会被“吸”出来,最终导致我们脱水。虽然我们的肾脏等器官有一定的调节水分、电解质及酸碱平衡的功能及机制,可以用来调节体液的浓度,但是调节的能力也是有上限的,一旦超过调节的临界点照样玩完。

如果将淡水中生活的鱼、虾等生物放入海水中,它们会怎么样呢?由于海水的盐分浓度远高于它们体液的浓度,就会产生一个渗透压差,它们体内的水的分会流到海水中,最终会脱水而死变成“鱼干”,一般淡水鱼虾在纯海水中能够撑1个小时左右就是极限了。如果反过来,把海水鱼放到淡水中,那么这个过程也就会反向运转,大量的水会进入海水鱼体内,导致血管和器官过度膨胀而死。不过有一些鱼因为本身就生活在河口、入海口等淡水海水交汇的区域,演化出了能同时适应淡水和海水的能力。

可能有朋友又会问了:海洋动物又是怎么喝水呢?它们大多不直接喝水,而是从食物中补充或者通过代谢脂肪产生的水分就可以维持自己的生存所需,还有些动物比如儒艮、海蛇会在下雨的时候张开嘴接雨水,一些海洋动物也演化出了特别强大的代谢盐的能力,比如湾鳄和海龟都有可以将体内盐分排出的腺体,鲸豚则是通过加强肾脏的代谢能力将摄入体内多余的盐分排出,它们为了适应环境都演化出了“独门绝技”。

网友们又会有了新的问题:“我们人类为什么就没有像鲸鱼海豚那样适应海水的器官呢?”,这就得从我们人类的起源说起了,包括我们的所有的陆生脊椎动物都起源于一支淡水肉鳍鱼类,最初的淡水鱼也来自海洋,可能就是不想和其他鱼竞争而选择适应淡水这片新天地生活,我们的祖先不管是淡水肉鳍鱼也好,还是选择了陆地生活的动物也罢,就不需要那么强大的适应高盐环境的能力了,这方面也就渐渐的弱化了,因为每个器官维持一份额外功能就需要我们投入多一份的资源,这就好比如果今天没有英语课,你肯定不会背着好几斤重的英汉词典去上学了,累不累啊。

大海是生命的摇篮,地球上所有生命都起源于大海,然而成长之后我们就会离开摇篮,开辟新的天地,进入淡水、登上陆地,而现在我们也许有了更远的目标,我们未来的征途也许就是星之大海。

(文章由科普中国-创作培育计划出品,转载请注明来源)

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