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海水是咸的,但是生活在海里的“鱼”却不是咸的?

2023-08-22 15:18
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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我们都知道,海水是咸的,如果你不小心喝了一口,可能会觉得很难受。但是,你有没有想过,生活在海里的“鱼”是怎么样的呢?它们为什么不会被海水中的盐分影响呢?它们的身体是怎么调节水盐平衡的呢?今天,我们就来探讨一下这个有趣的话题,看看海水鱼和淡水鱼之间的差异和奥秘。

一、海水中有多少盐分?

首先,我们要了解一下海水中有多少盐分。海水中的盐分主要是由各种金属离子和非金属离子组成的,其中最多的是钠离子和氯离子,也就是我们常说的食盐。海水中还有其他的钙、镁、硫、碳等离子,这些都会影响海水的味道和性质。一般来说,海水中的盐分浓度大约是3.5%,也就是说,每升海水中含有35克的盐分。这个浓度比人体血液中的盐分浓度要高出很多,人体血液中的盐分浓度大约是0.9%。

那么,海水中的盐分是从哪里来的呢?其实,海水中的盐分主要有两个来源:一是陆地上的河流。河流在流经土壤、岩石等地表物质时,会溶解其中的一些盐类,并带入海洋。二是海底本身的地质活动。海底有很多火山、热液等现象,它们也会释放出一些盐类到海水中。这些盐类在海洋中不断循环和交换,形成了一个动态平衡。

二、为什么生活在海里的“鱼”不是咸的?

既然海水中有那么多盐分,那么生活在海里的“鱼”为什么不会变成咸鱼呢?这就涉及到一个生物学上的重要概念:渗透压。渗透压是指溶液中溶质(如盐)对溶剂(如水)产生的吸引力。当两种不同浓度的溶液被半透膜(如细胞膜)隔开时,溶剂会从低浓度溶液向高浓度溶液移动,直到两边达到平衡。这个过程叫做渗透作用。

那么,对于生活在海里的“鱼”来说,它们体内细胞液和外界海水之间就存在着一个渗透压差。如果不加以调节,那么细胞液中的水分就会不断流失到海水中去,导致细胞脱水和死亡。所以,“鱼”必须要有一套有效的机制来保持自己体内和外界环境间的水盐平衡。这个机制主要包括以下几个方面:

喝水。“鱼”通过主动喝水来补充体内失去的水分。但是,喝下的海水中也含有很多盐分,所以,“鱼”还要通过其他方式来排出多余的盐分。

排盐。“鱼”通过腮和肾脏来排出多余的盐分。腮是“鱼”呼吸的器官,它们有很多血管和毛细血管,可以让血液和海水进行气体交换。同时,腮上也有一些特殊的细胞,叫做氯细胞,它们可以把血液中的钠离子和氯离子转移到海水中去,从而降低血液中的盐分浓度。肾脏是“鱼”排泄的器官,它们可以把血液中的多余水分和废物排出体外,形成尿液。海水鱼的肾脏非常节约水分,所以它们产生的尿液非常浓缩,含有很高的盐分。

储存尿素。尿素是一种含有氮的有机物,是人和动物代谢蛋白质时产生的废物。一般来说,尿素是有毒的,需要及时排出体外。但是,对于一些海水鱼来说,尿素却是一种有用的物质。这是因为尿素可以增加细胞液中的渗透压,从而减少水分流失到海水中去。所以,一些海水鱼会在体内储存一定量的尿素,比如鲨鱼和鳐鱼。这些鱼还会在体内合成一种叫做甘露醇的物质,它可以保护细胞免受尿素的损伤。

三、淡水鱼和海水鱼有什么不同?

我们已经知道了海水鱼是怎么适应海水环境的,那么淡水鱼呢?淡水鱼生活在淡水中,淡水中的盐分浓度比海水低得多,甚至比细胞液还低。这样一来,淡水鱼就面临着一个相反的问题:如果不加以调节,那么外界淡水就会不断流入细胞液中去,导致细胞过度充水和破裂。所以,淡水鱼也必须要有一套有效的机制来保持自己体内和外界环境间的水盐平衡。这个机制主要包括以下几个方面:

不喝水。淡水鱼不需要主动喝水来补充体内失去的水分,因为外界淡水已经足够了。相反,淡水鱼会通过嘴巴和腮把吞进去的多余水分吐掉。

吸收盐分。淡水鱼通过腮和肾脏来吸收外界淡水中的少量盐分。腮上也有氯细胞,但它们的作用是相反的:它们可以把外界淡水中的钠离子和氯离子转移到血液中去,从而增加血液中的盐分浓度。肾脏也有类似的功能,它们可以把血液中的多余水分和废物排出体外,形成尿液。淡水鱼的肾脏非常浪费水分,所以它们产生的尿液非常稀释,含有很低的盐分。

不储存尿素。淡水鱼不需要像海水鱼那样在体内储存尿素来增加细胞液中的渗透压,因为外界淡水已经低于细胞液了。相反,淡水鱼会把尿素尽快排出体外,以免对细胞造成毒害。

通过以上的分析,我们可以看出,淡水鱼和海水鱼在保持水盐平衡方面有着截然不同的策略和适应性。这些策略和适应性是“鱼”在长期的进化过程中形成的,是“鱼”对环境的响应和调节。当然,并不是所有的“鱼”都只能生活在一种水域中,有些“鱼”可以在不同的水域中转换,比如三文鱼和鳗鱼。这些“鱼”有着更复杂和灵活的机制来适应不同的水盐浓度,这就是为什么它们可以在淡水和海水之间迁徙。

 

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