您現在的位置是:首頁 > 藝術

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

由 答案在這兒 發表于 藝術2023-01-01
簡介並且這種生物從淡水進入海水和從海水進入淡水,會使用不同的方法進行調節

如何看生物幾倍體

地球上的水資源總儲量大約為1。36×1018立方米,雖然看起來很多,但是其中的淡水資源卻只佔了

2.53%

左右。所以早在上世紀,世界氣象組織就指出,

人類在未來會面臨淡水危機

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

而相比人類而言,海洋生物就不會因為缺水感到困擾,因為在我們看來很鹹且無法飲用的海水,似乎本身就是它們的“日常飲用水”。

那麼,為什麼海洋動物能喝海水呢?它們是否有喝淡水的需求?如果有,它們又是如何喝到淡水的呢?

海洋生物是如何喝到淡水的?

地球上的淡水雖然相對稀少,但生活在陸地上的生物想要攝取,還是比較容易的。而對於海洋中的生物來說,如果需要淡水,那可能就比較麻煩了。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

事實上,

海洋生物雖然生活在海洋中,周遭環境皆為高鹽的海水,但其實它們大部分本身也是需要淡水的

,就連大家覺得齁鹹的海魚也不例外。

所以,我們看到的能“噸噸噸”喝海水的大多數海洋生物,

並非是真的能喝海水,而是它們通過了某種方法,將需要的水資源,進行淡化處理了。

首先咱們先來看

依靠鰓來呼吸的脊椎動物,也就是各種“魚”

。魚鰓上面有一種特殊的細胞,叫作“

泌氯細胞

”,它們一般位於魚鰓的鰓絲表面。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

在顯微鏡下,我們可以看到上面有圓形或者橢圓形的開口,直徑大約為12到23微米,而這些開口之內就有大量排列不規則的泌氯細胞。

這些泌氯細胞就是魚類的“海水淡化器”,它們能夠幫助魚將海水中的鹽儘量地過濾,從而維持其體內的滲透壓穩定。

據測定,海水硬骨魚類每天吞飲的海水量可達到體重的7%到35%,吞飲的海水大部分透過腸道吸收並滲入血液中,隨海水一同吸入的多餘鹽分(主要為Na+、K+)則由鰓上的泌鹽細胞(氯細胞)排出。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

值得一提的是,透過泌氯細胞獲得淡水的,基本都是海洋中的

硬骨魚類

。其他的軟骨魚類則會使用其他的方法,

既利用體內的尿素來排出海水中的多餘鹽分

。這就意味著,它們獲取淡水的方法是“先攝入再過濾排出”。

以軟骨魚當中典型的

鯊魚

為例,這傢伙的腎臟非常發達,可以對滲入體內的水分進行合理的排出,至於鹽分,

鯊魚會透過直腸腺排洩排出

。在這種情況下,鯊魚排出物質的頻率其實要比攝入還高。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

其次再來看看海洋中的兩棲類動物和爬行動物,主要代表就是

海龜和海蛇

先來說說海龜,它們對淡水的需求還是很大的。不同於魚類的泌氯細胞,海龜的過濾器在自己的眼睛兩邊,這是它的“

鹽腺

”。當攝入海水之後,它就會利用鹽腺排出多餘的鹽分,從而實現淡化。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

當然,如果可以更方便地飲用淡水,海龜也是很樂意的。比如當其上岸產卵的時候,就會適當飲用雨水之類的淡水。

再者看海蛇,相較於海龜,它們鮮少會上岸,因為陸地的環境對其來說是相當危險的。但是它們又需要喝淡水,這樣該怎麼辦呢?

從前人們一直以為,海蛇是依靠舌頭下面的鹽腺進行排鹽的,可是佛羅里達大學的生物學家

哈維·利耶懷特

在研究黑背海蛇的時候,卻發現

這些傢伙竟然會衝上海灘尋找下雨之後留下的淡水。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

研究結果顯示,黑背海蛇補充淡水的方式,並不單依靠直接喝海水,因為

它們的鹽腺太小了,排出鹽分的速度相對來說很慢

。所以,為了獲得更多的淡水,黑背海蛇就會在下雨之後到海灘上收集雨水飲用。

最後就是生活在海洋中的

哺乳動物

了,這些動物對淡水也是有需求的,並且它們其實和陸地上的哺乳動物差不多,都很難適應海水的鹽度。

由於沒有硬骨魚那樣特殊的泌氯細胞,腎臟又不像軟骨魚那麼強大,所以這類動物基本都會選擇“

不喝海水

”。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

問題是海洋中只有海水啊,如果不喝海水會不會被活活渴死呢?

實際上,不喝海水並不代表就不攝入水分了。因為這些生物可以透過“乾飯”來獲取淡水,當食物進入它們體內之後,就能夠被充分地代謝分解,最終變成它們身體所需的淡水。

需要注意的是,哺乳動物中也存在某些“過濾海水”的佼佼者,比如大家都熟悉的

鯨魚

。這傢伙不但體型大,腎臟功能也強悍,所以可以在吞入海水之後進行過濾。在自身過濾及飲食攝入的作用下,鯨魚並不會為淡水不足的問題而困擾。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

值得一提的是,除了以上介紹的這些海洋生物,還有一種生物比較特殊,那就是被科學家稱之為“

廣鹽性物種

”。因為這些傢伙,既能在淡水當中生活,也能進入半鹹水水域,適應能力非常強。

神奇的“廣鹽性物種”

廣鹽性物種當中大多數都是魚類,它們對於水域中鹽度的變化,有著很強的適應能力。

比如大家都熟悉的長江特有物種

中華鱘,

這傢伙就屬於廣鹽性物種。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

你以為它是淡水魚,卻想不到它在長成幼鱘之後,就會朝著大海奔去,因為淡水當中的營養物質沒辦法使其跨入另一個生長階段。

並且這種生物從淡水進入海水和從海水進入淡水,會使用不同的方法進行調節。以從淡水進入海水來說,它們的身體狀態會

從排水保鹽轉向排鹽保水。

在這種情況下,會開啟適用於海洋的滲透壓調節機制。

此過程中主要有三個調節途徑,第一就是

吞嚥海水

,讓體內水代謝達到平衡。第二就是

減少尿量

,因為此時它們腎小管的通透性會增強。第三就是

讓自己鰓絲上的泌氯細胞發生細胞學變化

,簡言之就是使用皮質醇讓其增生,從而更好地排出鹽分。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

由此可見,動物們的適應能力是非常強悍的,尤其是廣鹽性物種,它們體內的這種神奇調節機制,可能是多年演化積累才得到的成果。

不難看出,自然界中許多生物都有“過濾海水然後攝入淡水的好方法”。那難道人類就沒有進化出什麼優勢嗎?我們真的一點兒海水都不能喝?

人真的不能喝海水嗎?

可能大多數人都聽過一句話,叫作“喝海水還不如渴死”,這主要是因為

海水中的鹽度大約是人血液鹽度的3到4倍左右

,而我們的腎臟又沒有這麼強悍,在這種情況下,海水攝入產生的鹽分,會改變細胞和血液所需的水分,甚至影響人的大腦功能。

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

不過此前有一個叫作阿蘭·邦巴爾的生物學家,進行了橫渡大西洋的經驗,並且驗證瞭如果在海上漂流,可以嘗試節制地飲用海水。

簡單來說,就是

在困境之下,科學地進行水資源分配。

將稀缺的淡水和海水混搭起來飲用,這樣的話也能夠延長生命,提高生存機率!

海水很鹹不能喝!那海洋中的生物,究竟是如何喝到淡水的?

可見,人體對海水還是有一定適應性的。不知道在未來淡水真的一滴都不剩的時候,人是否也會進化出海洋生物那種特別的“淡化裝置”。

推薦文章