海水很咸不能喝,那海洋中的鱼是怎么喝到淡水的呢?
四十多亿年前,地球的原始海洋中进化出了最早的生命。随着时间的推移,一些生物离开海洋登上陆地,但还有很多生物仍然生活在海洋中。据估计,目前全球海洋中生活着大约200万个物种,约占全球物种总数的五分之一。
生命的诞生离不开水,生命的生存也是离不开水,水可谓是地球生命之源。无论是陆地生物,还是海洋生物,都需要水来维持体内生物化学反应的进行,也需要水来运输氧气和营养物质。
虽然地球上存在水熊虫这样的嗜极微生物,它们可以在无水的环境中存活下来,但它们的身体运转仍然需要水。如果没有水,它们会进入隐生状态,身体脱水,新陈代谢停止下来。一旦接触水,水熊虫又会复苏过来。
对于生活在海洋中的动物,它们的身体运转也需要水。但我们知道,海水是咸的不能喝,那么,海洋或者咸水湖中的动物是怎么喝到淡水的呢?
早在四十多亿年前,地球刚刚诞生之后不久,海洋就已经形成。但那时的海水并不是咸的,而是酸的。随着时间的推移,陆地上的雨水把矿物质带到海洋中,并且海底不断渗出的钠盐也会溶解于海水中。就这样,大量的盐逐渐溶解在海水中,海洋由酸性变为碱性。
在海水变咸到一定程度之后,其盐度在过去几十亿年以来一直保持稳定。虽然每天都有大量的盐溶解到海水中,但同时海水也会失去很多盐,比如与海底玄武岩进行化学反应,这是一个动态平衡。
如今,全球海洋的盐度约为3.5%,即每升海水中包含35克盐,其中氯化钠占了大多数。生物体液的溶质浓度大都不到1%,如果一旦饮用海水,就会导致体液中的水分子流向浓度更高的海水中,因为体液中水分子的渗透压要低于海水的渗透压,从而引发生物脱水。
事实上,一些海洋鱼类可以直接摄入海水,比如鲨鱼,因为它们体液的溶质浓度要比海水更高。当这些海鱼摄入海水之后,由于海水的渗透压更低,其中的水分子将会流向它们的体液中。
但对于大部分的海鱼,它们主要通过淡化海水的方式来摄入水分。一些海鱼中的粘膜可以充当半透膜,在呼吸压差的作用下,只允许水分子通过,把盐分挡在外面。另外,海水鱼的嘴部、鳃部等部位存在氯细胞,它们可以分泌出海水中的氯离子,从而达到海水淡化的作用。
对于生活在海洋中的哺乳动物,比如鲸鱼,它们的体液浓度与陆地哺乳动物差不多,都是低于海水。然而,一些海洋哺乳动物可以直接喝海水,因为它们的肾脏具有强大的排盐能力,它们的尿液盐度可以达到海水的两三倍。
另外,肉食性的海洋哺乳动物可以通过捕食猎物来直接获取水分,而且代谢食物时也会产生淡水。由于一直生活在海水中,海洋哺乳动物失去水分较少,它们所需的淡水也会较少,其中一些甚至可以完全不用喝水。
不过,对于儒艮这样的草食性海洋哺乳动物,它们摄入水分就比较麻烦了。这些海洋哺乳动物既没有淡化海水的能力,也无法从食物中获取足够的水分,它们只能游到江河的入海口喝淡水。