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海洋動物也需要喝水,但海水很鹹不能喝,那它們怎麼喝到水?

田園牧哥 2022/01/31
 

趣味動物世界專注於分享動物趣事的百科全書。陪妳一起看動物野蠻生長,感受不一樣的生命活力。 文/獨家記憶

 

從上個世紀中後期開始,人類逐漸走向了遙遠的太空, 能夠從遠方以另外一個較為獨特的角度來回望我們所熟悉的地球——一顆淡藍水珠。

這是因為地球有著非常豐富的儲水量,地球上大概72%的表面都被水給覆蓋,加起來能有14.5億平方千米。 然而其中大部分的水資源都是海水,淡水資源僅僅只有0.5%左右,並且大部分淡水資源都是被冰凍在冰層中,又有一部分位于地下,僅僅只有少數大概地球總水量的0.26%淡水資源可以被人類直接使用。

從上面我們也可以得知,地球上的淡水資源是非常匱乏的, 雖然目前來說能夠滿足一部分國家人口的需求,但不少國家都陷入了缺水的困境之中。

體積多達13.7億平方千米的海水固然比淡水資源多得多,卻根本無法被人類直接使用,而大規模轉化海水的成本太高,往往缺水的國家都無法支撐。

為什麼海水不能喝?

有些人可能會認為,如果在面臨生死存亡的關頭,比如遇到海難,躺在一張木板上,身處一望無際的海面,周圍沒有半點大陸的跡象,在這樣的情況下, 我們為了存活下來,是可以擯棄一些對于海洋「骯髒」的觀念,喝海水來求生。

事實上,當我們漂流在海面上時, 哪怕再渴也最好不要直接飲用海水,當然,稍微喝幾口海水是可以的,誰海邊游泳玩耍的時候不會一不小心吞口海水進去,但想要靠著喝海水來解渴活下去是完全做不到的。而船員們出海時除了必備的乾糧食物等, 也會帶上滿滿的飲用水,根本不會去喝海水,這是為什麼呢?

其中一個原因就是因為海水實在是太鹹了,它的鹽度大概為35%, 即每升海水就有35克的鹽份,而人體的體液濃度大概是0.85%到0.9%,這也是我們生病時注射的鹽水濃度范圍。

鹽水只有保持在這樣的濃度下,才能被使用在生理學的實驗以及臨床上面, 保證它的滲透壓與細胞外是一致的,避免細胞因為滲透壓的不同導致脫水或者是吸水,從而造成其破裂。

然而海水的濃度明顯大過人體體液濃度,一旦我們大量飲用下去,可能不僅不會解渴, 還會由于高滲透的海水流入體內,導致細胞內的水分在滲透壓下不斷外流,造成細胞皺縮,從而引發各種不良反應,甚至是會因為脫水而休克死亡。

還有一個原因其實是因為海水裡的元素多達80種左右,每立方千米就存在有3750×10t的固體物質,大大超出了正常的飲用水衛生標準,甚至還有國家朝海水傾倒核污染,以及大量的工業污染。

在如此的情況下, 海水就不僅僅是普通的「骯髒」 那麼簡單,它已經成為了人類公然排放污染垃圾的「垃圾池」,對人類本身有著極其巨大的危害,在不加以淨化的情況下喝了這些水,就算不會被過高的鹽量導致脫水死亡,也會因為水質原因而大受影響。

海洋動物如何喝水?

我們都知道,世界上任何一個生物都離不開水, 其中最無法離開水的大概還要屬那些生活在水裡的生物。然而可能很多人都不知道,並不是所有的魚都會喝水, 生活在淡水區域的魚基本上永遠不需要喝水,反而是生活在海洋的魚需要常常用水。

這其實與我們在上面所提到的滲透壓有關,因為不只是人類, 所有的生物都是由細胞組成的,魚的體液濃度大概是0.5%左右,不論是淡水魚還是鹹水魚都是差不多的濃度。

在淡水中,魚的體液濃度要高于淡水區域下水的含鹽量,這就導致淡水魚內部的滲透壓很高,按照水會從滲透壓低處向高處流動的原理,淡水魚附近的水會不斷地向其體內滲透,內部的水是較多的。

同時,淡水魚除了滲透進入體內的水以外, 它們在吃東西的時候也會吸入部分的水,為了避免自己因為內部水太多發生膨脹,淡水魚不僅不需要再喝水,反而要時刻將多餘的水排出去,保證體內外的滲透壓達成平衡。

海水魚的體液濃度比周圍海水要低, 則會發生海水魚體內的水朝周圍海洋裡滲透的情況,從而面臨脫水的危險,那麼海水魚要如何喝水呢?

當然,不是所有生活在海洋裡的生物都需要喝水,比如軟骨魚類就不需要喝水,包括鯊魚、鰩魚等,顧名思義,軟骨魚的骨架是軟骨,大多有流線型的身體和對鰭,體內的軟骨甚至不能說是真骨組織。

對于普通的動物來說,尿液是有毒的,它們很快就會將無用的尿液排泄出去,但軟骨動物比如鯊魚卻會在血液裡保存尿液,並進化出了特殊的粘膜,來避免尿素的排出。

鯊魚的尿素含量幾乎是其他海洋動物的100倍左右,根據這樣的方法,鯊魚就可以使得自身的體液濃度大過海水,反而是海水中的水分子會不斷地從鯊魚外部的鰓裂向體內滲透, 因此它們根本不需要喝水,就像是淡水魚一樣能輕鬆獲得水分。

海洋哺乳動物會從捕到的獵物身體裡獲取水分的補充,偶爾的代謝也可以獲得部分的淡水,並且因為生活在大概中, 它們根本不會像大陸上的哺乳動物一樣還要受到陽光的蒸發,因此本身失去的水分就非常少,對淡水的需求自然也少。

然而後來科學家們卻發現一些海洋哺乳動物的尿液含鹽量明顯要大于海洋的平均鹽量,這足以表明它們並非只會從獵物的手中獲得淡水,而是也能飲用咸水,並能維持身體水分。這其實是因為這些海洋哺乳動物都有一個非常強大的腎臟,它們在喝下海水後會在腎臟內進行「雙重」過濾。

先是由腎小球進行初步過濾,將血漿裡的大分子統統「拒之門外」, 只讓水分子、鹽分子等較小的元素來到腎臟隨後血漿再不斷地被另外的「篩檢程式」篩選,最後再將鹽分等海洋哺乳動物不需要的廢棄物排出。

這樣的過濾操作看似簡單,但其實卻比人類的腎臟功能還要強大,這也是為什麼它們能夠在海洋中自由地生長繁衍的原因。

然而在海洋哺乳動物裡還有一種名為 「儒艮」的動物,它們屬于草食性動物,因此無法通過捕食獵物,從其他的海洋生物那裡獲得淡水,並且它們也不具備淡化海水的功能,只能去往河流的入海口獲取淡水資源。

硬骨魚類是非常古老的脊椎動物,它們比起軟骨魚類來說要更加進步,結構也更加復雜和成功,而硬骨魚類也在長期的海洋生活中進化出了獨特的「海水淡化器」。

比如硬骨魚類具有一種生長在鰓裡的 「泌氯細胞」,這些細胞可以通過分泌出氯化物而將海水的鹽分排出,從而形成了一個硬骨魚類體內的「海水淡化車間」,源源不斷地篩選著「路過」的海水,不會放任任何的「可疑分子」。

不過由于海水的滲透壓依舊比硬骨魚類體內要大,很容易導致魚類體內的水分向外滲透流失,因此硬骨魚便會不斷地喝水,以及減少排泄來保持相對平衡。

同時還有一些魚類會在喝入海水以後,利用呼吸時的壓強差,加上口腔內部的半滲透膜,從而將海水裡的水分子滲透進入體內,再將不需要的鹽分排出。

除了這些,如果我們經常觀察海邊的動物, 就會發現有時候海龜會默默地「流淚」,似乎受了什麼委屈一般,在無聲地發洩自己的情感。

當然,這些所謂的「情感」只是人類根據自己的「感覺」所加在動物身上的,海龜的流淚現象確實是存在,但根本不是因為「傷心」或者是「委屈」,它們其實是為了排出體內的鹽分。

根據科學家們的研究, 海龜的眼窩後有一種「鹽腺」,它體內多餘的鹽分就會通過這個獨特的腺體而進入眼眶,順著「眼淚」排出去,成為了人類認為的「流淚」。

不只是海龜具有鹽腺, 鱷魚、信天翁等等也都存在著類似的腺體,它們都是通過上面所說的方式排出體內不需要的鹽分,這也是為什麼會有「鱷魚的眼淚」的傳說,就是因為鱷魚在吃完獵物後會增加鹽分,于是要流淚排出多餘的鹽分來保持穩定,同時還有潤滑眼睛的作用。

看到了這裡,我們可能多少也會對海洋生物們多一些了解, 在自然界中每一個生物都進化出了最適合自己的生存方式,都按照著自己最好的模式繁衍發展,哪怕是生存在有著大量鹽分的海水中,這些動物們都可以利用各種各樣的方法來使得自己可以獲得更好。

作為人類,我們擁有更加豐富的知識,能夠創造出大量神奇的工具,我們的腦海中有星辰大海,有萬里江山,面對同樣缺水的困境,我們遲早有一天會創造出先進而成熟的技術,解決缺水的難題。

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