为什么海洋鱼类不能在淡水中生存?反之亦然

绝大部分的海洋鱼类是无法在淡水中生存的,同样的绝大部分的淡水鱼类也是无法在海洋中生存的,除了少数的洄游性鱼类外,造成这种现象的最主要原因就是海水和淡水的含盐度不同。

我们都知道海水中会含有大量的盐分,海水的平均含盐量大约为35‰,也就是1000克海水中含有35克各种盐分,这也是海水比较苦涩咸的原因。而淡水中的盐分非常非常少,可以忽略不计。

一般情况下,生活在海洋中鱼类和淡水鱼之间是泾渭分明,不进入到对方水体中
一般情况下,生活在海洋中鱼类和淡水鱼之间是泾渭分明,不进入到对方水体中

海水鱼常年生活在海水中,它们身体中水分含盐量虽然不如海水,但是也比淡水中的含盐量高很多。所以当你将海洋鱼类放入淡水的时候,它的身体会不断的吸收淡水,最终会导致自身体液的盐平衡被打破,细胞中会吸收过多的水分,有的甚至会导致细胞破裂而死亡。

什么是渗透

另外一方面淡水鱼如果进入到海洋中,也会因为海水的含盐量比自身身体内体液和细胞液中的盐分更高,会导致自身不断失水最后因为脱水死亡。

这种因为盐分不同而导致的吸水脱水的过程就是渗透,简单来讲,渗透就是液体分子(比如水分子)通过半透膜(比如细胞膜)从低浓度溶质到高浓度溶质的运动过程。

渗透原理示意图
渗透原理示意图

细胞膜作为一种半透膜,它的小孔大到足够让水分子通过,但是又小岛足以阻止盐分、糖分和其它浓缩物的流动。

渗透压和张力

渗透压是施加压力以抵消水分子穿过半透膜的流动。随着水穿过半透膜进入更高浓度的溶液,渗透压增加。如果半透膜两侧的溶液浓度相等,则不需要水流过。因此,不会发生渗透压。

渗透压和张力原理示意图
渗透压和张力原理示意图

张力是渗透压的量度。为了更好地理解为什么鱼只能在特定的水体中生存,你应该了解三种张力分类。张力的三个分类是:

什么是高渗、低渗和等渗

高渗是由于细胞外的内容物浓度高于细胞内的浓度,这将导致细胞收缩,因为水流出细胞以稀释外面的内容物。

另一方面,低渗性是由细胞内的高含量浓度引起的,由于水不断流入以稀释细胞溶液,从而使细胞膨胀和破裂。

高渗、低渗和等渗原理示意图
高渗、低渗和等渗原理示意图

等渗性是细胞内外溶质浓度的平衡。细胞体积没有变化,膜之间没有水的移动。等渗性的一个例子是血浆溶液中的红细胞。

鱼喝水吗?鱼会撒尿吗?

是的!由于渗透作用,鱼类需要进行渗透调节,即在体内保持适量水的过程。有些鱼需要喝水,但都必须经常排尿。淡水鱼和咸水鱼的生存取决于它们的身体能承受多少盐分。

海水对生活在海洋中的鱼类来说是高渗的,这意味着水不断地被吸出它们的身体。为了生存,咸水鱼不断地喝大量的水来补偿渗透造成的水分流失。它们通过排尿过滤掉血液中多余的盐分。

对于淡水鱼来说,它们不需要喝水,但它们必须排尿。因为淡水对生活在其中的鱼来说是低渗的,所以当它们吃东西时,水会不断地通过它们的鳃、皮肤或嘴进入它们的身体。为了平衡它们体内的水量,它们所要做的就是经常小便。

这是否意味着海水鱼只需要尿更多才能生活在淡水中?是的,但是没用!海水鱼的细胞将比它能够撒尿的速度更快(或比它的肾脏可以处理的更快)。

有没有能够同时在海水和淡水中生活的鱼类

当然是有的,这就是各种洄游性鱼类,这类鱼类一般会在一段时间生活在淡水,另外一段时间生活在海水中,并在这两者之间迁徙洄游。通常洄游性鱼类又分为两大类:溯河鱼和降河鱼。

鲑鱼是在淡水中出生,然后在海水中长大的典型洄游性鱼类
鲑鱼是在淡水中出生,然后在海水中长大的典型洄游性鱼类

其中溯河鱼指的是出生在淡水中,但是它的一生中大部分时间确是在海洋中度过,最后回到淡水中产卵,这类鱼包括条纹鲈鱼、鲟鱼和鲑鱼。

降河鱼指的是在大海中产卵和出生,但是要回到淡水中生活的鱼类,这类鱼的最经典代表就是鳗鱼

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