本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
有经验的水手都知道 , 如果不幸遭遇翻船 , 坠落到茫茫大海之中 , 那么即使你再渴 , 也绝不能喝海洋中的水 , 否则会加剧你的死亡 。
这是因为海洋中的水含有高浓的氯化氮以及其他矿物质 , 海水中的浓度比人体细胞的浓度要高 , 以至于当喝海水时 , 我们的身体不仅无法补充水分 , 还会使得我们的身体加剧失去水分 。
人类可以避免喝海洋中的水 , 从而保存住体内的水分 , 但是海洋生物被海水所包围 , 它们该如何喝到淡水呢?
对于海洋生物而言 , 它们也无法直接利用海水 , 不过在演化过程中 , 它们已经演化出了相应的策略 , 来解决海水浓度高的问题 。 其中 , 不同的生物 , 采取的策略也不同 。
鱼鳃
对于淡水鱼而言 , 它们根本不需要摄入淡水 , 因为它们就生活在淡水环境中 , 而且它们的体液相对于淡水而言浓度更高 , 会导致淡水会通过渗透的方式补充到淡水鱼体内 。
淡水鱼在摄入水藻、植物或者其他鱼类时 , 也会摄入大量的水分 , 而它们又不用排汗 , 所以体内的水分有时会过高 , 导致细胞“撑”爆 , 为此 , 它们有时还会向外排水 。
和淡水鱼不同 , 海水鱼则必须要通过喝水来补充水分 , 为了获取海水中的淡水 , 它们演化出了一种淡化海水的方法 , 那就是通过鱼鳃中的“泌氯细胞”来淡化海水 。
硬骨鱼类虽然可以通过肾脏代谢一部分盐分 , 但是它们主要通过鳃部中的泌氯细胞 , 泌氯细胞会对海水进行过滤 , 从而使得鱼类能够获得淡化后的水源 。
尿素
鲨鱼虽然生活在海洋中 , 但是鲨鱼从来都不喝水 , 它们获取水分的方法 , 主要依靠“尿素” 。 大多数生物都会将尿素快速排出体外 , 但是鲨鱼是个例外 , 鲨鱼身体有一种特殊的粘膜 , 能够使尿素储存在体内 , 而这也是为什么鲨鱼肉闻起来有股骚味的原因 。
由于尿素的存在 , 使得鲨鱼血液中的渗透压远远比海水要高 , 在体内外渗透压的作用下 , 海水会通过渗透的方式 , 从体外流向体内 , 所以鲨鱼才不用喝水 。 当然 , 鲨鱼也会通过盐腺进行排盐 , 这一点稍后再说 。
海洋哺乳动物
海洋哺乳动物和陆生哺乳动物一样 , 也需要依靠淡水资源才能够存活 。 而它们又不能像鲨鱼一样 , 能够储存尿素来让体内渗透压变高;也无法通过鱼鳃来过滤水中的盐分 , 既然如此 , 它们是怎么在海洋中获取淡水呢?
海洋哺乳动物获取淡水的方法其实非常简单 , 那就是通过食物获取 。 海洋哺乳动物生活在海水之中 , 它们不需要排汗来调节体温 , 也不会被太阳蒸发失去水分 , 所以对水分的需求量较少 , 能够从摄入的食物中补充 。
海龟流泪
如果你仔细观察海龟 , 你会发现它的眼角经常会流泪 , 似乎发生了什么不太愉快的事情 。
但其实 , 海龟流泪是非常自然的一种现象 , 而且它们流出的眼泪并不是普通的眼泪 , 而是含盐量很高的液体 。
海龟属于爬行动物 , 它们的肾功能不如哺乳动物那么完善 , 所以无法通过肾脏来代谢身体内的盐分 。 但是在它们的眼窝后面有一种能够排盐的腺体 , 也被称之为“盐腺” 。
海龟的盐腺非常发达 , 研究人员曾经向海龟的胃部 , 注入了约等于体重1/2的海水 , 经过3-4个小时之后 , 它就将身体摄入到体内并被吸收的90%以上的盐分 , 通过泪腺排泄到了体外 。
也就是说 , 海龟的身体内部有着一台“海水淡化器” , 使得它们即使摄入海水 , 依旧能够从海水中获取身体所需的淡水 。
事实上 , 不只是海龟有这个技能 , 许多海鸟和爬行类动物也都有盐腺 , 它们都是通过这种方式才能够直接饮用海水 。
总结
生物想要在海洋中生存 , 必须要适应海洋中的海水 , 否则就会被自然选择所淘汰 。 而适应海水的方式不止一种 , 不同的海洋生物采取的策略也不同 , 甚至有些采用了多种方式结合的方式来使用海水 。
【鲨鱼|海水很咸不能喝,鲨鱼、蓝鲸等被海水包围,它们该如何喝到淡水?】人类脱离海洋生活环境时间过早 , 以至于人类在演化中逐渐失去了适应海水环境的基因 , 因此人类无法直接饮用海水 。
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