海里的动物需要喝水吗,海洋动物怎么喝水
而这个水指的是淡水,淡水是一种很宝贵的资源,动物们为了一个淡水源头可以打得你死我活。
水是生命之源
别说动物了,历史上的人类也为了水源问题打仗,直到现在都没有停止。
可是,生活在陆地上的生物可以喝淡水,那么生活在海洋里的生物它们喝什么水呢?
人每天要喝水水是生命之源生命离不开水的根本原因在于,它起源于海洋。地球上任何一个生物,在大约38亿年前都有同一个祖先。
正是因为是在海洋
水是生物界最重要的物质,没有它谁都会死,不论是高级动物,还是低级动物。
而这个水指的是淡水,淡水是一种很宝贵的资源,动物们为了一个淡水源头可以打得你死我活。
水是生命之源
别说动物了,历史上的人类也为了水源问题打仗,直到现在都没有停止。
可是,生活在陆地上的生物可以喝淡水,那么生活在海洋里的生物它们喝什么水呢?
人每天要喝水
水是生命之源生命离不开水的根本原因在于,它起源于海洋。地球上任何一个生物,在大约38亿年前都有同一个祖先。
正是因为是在海洋里面出产,所以生物体内含量最多的物质是水。
以人类为例,我们身体的70%左右都是水,婴儿更多,超过了80%,即便是老年人,水分含量也在50%到60%,身体的一半多都是水。
人体器官中,含水量最多的是眼睛和血液,均在90%以上,大脑的含水量也在75%。
如果人类不喝水,那么我们的身体就会开始响起警报,很多生命的必须活动不能进行。
人在不同年龄的含水量
维持人体的化学反应,如氨基酸合成蛋白质、脱氧核苷酸合成DNA双链结构等,都要在水的环境中进行。
当人体大量失水,身体内的水分含量达不到这些生命活动的必须,那么人类就会面临死亡的危险。
人体内的水还会将生物活动产生的含氮废物,如尿素排出体外,如果缺水无法及时排出多余的尿素,就会被自己的尿毒死。
多喝水有助于排出毒素
地球上的水占据了79%,但是绝大多数是水都是咸水,只有淡水是可以饮用的。
可是,淡水资源仅占据地球水资源的28%,并且分布极其不均匀,旱的旱死,涝的涝死。
为什么不能喝海水或者咸水湖的水呢?因为这样的水越喝越渴!
人体的含盐量为0.9%,海水却拥有3.5%的含盐量,如果喝海水下去,就会形成细胞内外巨大的盐浓度差。
海水是咸的
水有一个特点,喜欢自发地从低浓度跑到高浓度去,所以人体细胞内的水就会窜到细胞外去,造成细胞的严重失水。
这就好比吃咸菜不配稀饭,越吃越咸,口渴了喝海水,越喝越渴。
所以,人哪怕是要渴死了,也不能喝海水,不然死得更快。
不仅人不能喝海水,绝大多数动物也不能喝海水,那么生活在海洋里的动物,都是怎样喝水的。
不能喝海水
海洋动物的喝水问题海洋里的动物根据在海里生活的时间不同,分为三个喝水门派。
第一个门派食物取水,是那些从陆地返回海洋的动物们获取水的办法,比如鲸豚类、鳍足类,还有那些灭绝的鱼龙、沧龙等。
这类动物在海洋中生活的时间比较短,它们通过吃的食物获得淡水。
说来也奇怪,所有生物细胞的含水量都差不多,并且含盐量也相差无几,因此可以通吃海洋动物肉类的方式获得水分。
这一招因纽特人也干过,直接生吃海洋动物的肉,不仅能获得水分,还能获取维生素。
海洋哺乳动物通过食物获取水分
第二类门派,排盐大法。
这类生物它们相当于喝海水了,但是通过各种办法把盐分排出去,比如鲨鱼的皮肤、海龟的眼泪、鱼类拉的高尿酸屎。
这些动物在海洋中生活的时间上亿年了,早就已经针对海洋环境对自身进行了魔改。
它们通过改变自身的细胞内外的压力,将盐分排出体外,就像武侠小说中的人中毒了,用内功将毒逼出来。
内功不行的人就逼不出来毒素,同类,这类动物的老年个体排盐能力较弱,就会出现排盐不及时,最后死亡。
海龟通过流泪排盐
第三类门派就比较玄学了,那就是选择加入海水,将自己的细胞成分调整到和海水相似的程度。
这一类海洋动物都是非常古老的物种,比如水母,它身体的95%以上都是水,除了它自己的蛋白质和胶质,剩下的成分和海水比较接近。
以我们常吃的海蜇皮为例,它属于钵水母纲,含盐量大约3.3%,所以即便是不拌任何佐料,海蜇皮也自带咸味。
凉拌海蜇
当然,水母这种超级含水量也给自己带来的麻烦。
首先它们不能离开水太久,否则就会直接曝晒而死,并且死后很难留下痕迹。
其次,由于含水量太重,它是很多海洋动物补充水分的理想来源,这也导致水母会成为其他动物的食物。
不过水母也是进化出了刺细胞来保护自己,让其他海洋动物再怎么馋它的身子也无可奈何。
大部分水母有毒
动物们的出场设备陆地上的所有动物都是从老家海洋爬出来的,本身也具备以上这些技能之一。
但是到了陆地之后,淡水变得比较容易获得,久而久之,陆地动物很多都需要额外补充水分。
生活在淡水里的鱼类,它们的细胞其实和生活在海洋里的鱼类没有什么区别,甚至连含盐量都相差无几。
但是,它们已经失去了调节细胞内外渗透压的能力。
淡水鱼不能进入咸水生活
因为淡水的含盐量远小于细胞内的含盐量,因此淡水都是主动进入淡水鱼的细胞内的。
一旦淡水鱼进入咸水,它们的细胞就会开始失水,自己拦都拦不住,最后活活“干”死在海水里。
可是奇怪的是,有一些咸水鱼,它就能进入淡水,比如洄游类的大马哈鱼,平时生活在海里,但是要回到河流的上游产卵。
关于这类神奇的操作,动物学家们认为,大马哈鱼的祖先,很有可能进入了淡水但是后来又返回了大海,于是才留下了这样的印记。
洄游的鱼类
对于洄游的咸水鱼来说,它们在淡水里不会存在失水,反而可以不用耗费能量排盐,于是将这部分能量用在了逆流而上回老家的路上。
至于生活在陆地上的哺乳动物,基本上已经离不开淡水了,离开了就得凉凉。
不过这其中也有例外,一些生活在沙漠中的动物,比如沙鼠,它通过高度浓缩自己的尿液强行将体内的废物排出,让自身的含盐量与海水相同。
沙鼠也是少有的可以喝海水的陆地动物。
说了这么多,反正人是不可能喝海水的,那么不幸流落孤岛成为了鲁滨逊,应该如何自救呢?
敢喝海水的沙鼠
流落孤岛水是人类必须解决的一个问题,并且水还得干净,不然喝了脏水可能凉得更快。
孤岛上的淡水几乎没有,人类应该如何保证自己的水摄入呢?
自然界最直接的淡水是雨水,地球上绝大部分地方的雨水都不是咸的,哪怕是在海上也是。
可以在岛上接雨水,再将雨水烧开饮用。
如果运气非常不好,掉到了一座岛屿很少下雨,那就得采取分离海水的办法了。
海洋中的孤岛
海水分离的办法有很多,什么反渗透法、离子分离法、沉淀法等等,这些都需要很强大的化学设备以及机械设备支持,荒岛上不可能存在。
那么就只能采取最简单的办法,蒸馏法,利用加热海水让它蒸发,然后遇冷凝结成水滴,得到的水是淡水。
这个办法早在几千年前人类就已经发现,还在这其中得到了产物——海盐,由此开启了人类的制盐史。
蒸发海水获得盐分
海洋不仅是所有生物的老家,更是一座大宝库,里面不仅含有盐,还有其他物质,比如金属元素铁、锰、金等,甚至组成水的氢元素,都成为了人类未来的能源。
分解海水可以获得氢气,氢气被认为是最清洁的燃料,没有之一,因为根本不会产生任何污染气体。
气的燃烧产物是水,水又能再次分解出氢气,实现了循环利用。
氢被誉为未来的清洁能源
感谢海洋的馈赠,感谢地球的馈赠。
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。
既然海水不能直接喝,那些海洋动物是怎样喝到淡水的?
大约在50亿年前,太阳星云中分离出了一些大大小小的星云团块,它们一边绕着地球旋转,一边自转,在这个过程中又互相碰撞、结合,渐渐的的形成了原始的地球,而在星云团块不断碰撞,原始地球不断受到加热增温,于是地内的物质,如铁等开始溶解,又在重力作用下,形成地核、地壳和地幔,地壳在冷却过程中,便出现了高山、平原、河床、海盆等。
最初,地球上的海洋也不是咸,而且带酸性且缺氧的,不过水分不断蒸发,反复地形成云致雨,将陆地和海底岩石中的盐分溶解,又不断汇集于海水中,经过漫长的岁月,于是海洋中的水就是咸的了,并且受海水的保护,生物首先在海洋中诞生了。
在古生物学和地质学上,寒武纪生命大爆发是一大悬案,它也一直困扰着进化论等学术界,仿佛一夜之间,地球出现了节肢、海绵、脊索动物等。
发展至今,人类已探索的海底仅有百分之五,还有百分之九十五是未知,而海洋总面积约占地球表面积的百分之七十一,海洋中的水约占地球上总水量的97%,然而可用于人类饮用的淡水资源却只占2%。
1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造卫星,之后苏联宇航员加加林成为了世界上第一个进入太空且从太空看到地球全貌的人,自此人类清楚的知道地球是圆,地球是一颗蓝色的星球。
海洋里面也是一个庞大的生态系统,曾也出现过海洋霸主,后又走向了灭亡,不少人想当然的认为海洋动物生活在汪洋之中,自然喝的也是海水,而人类如果喝海水,反而会导致体内水分流失,引发脱水症,事实上很咸的海水也会造成海洋动物体内的水分流失。
因为海水的盐浓度和渗透度都不同,甚至比鱼体内的还大,所以鱼类为了能够保存体内的水分,不至于沦落为一条咸鱼,而不得不通过喝更多的水,减少排尿维持体内的低渗压。
而生活在汪洋中的鱼类自然也具备有“海水淡化器”,部分是在鳃部,是“泌氯细胞”在起着作用,会将海水淡化成它们能够承受的水分,然后将海水中盐分的氯化物排出体外,所以你吃到的鱼不会是咸鱼,淡水鱼则是无法在海里生存。
海洋生物千千万,脊椎动物有着“海水淡化器”,而作为软骨鱼的鲨鱼,它的生存方式是不同,是不需要通过喝水的方式,因为鲨鱼血液中含有大量的尿素,会让它体内的渗透压高于海水,海水也是可以从鳃膜渗透到鱼体内。
在海洋中,人类是看不到鱼类的尿液和眼泪,但在陆地上,有人会看到海龟落泪,鳄鱼的眼泪等,不要以为它们是因为“情绪”而如此或者是“虚伪”,只是因为它们需要排出体内多余的盐分,在其眼窝有盐腺,于是就出现了落泪的一幕,当然,如果人类信以为真,以为它们是真的在流泪,对它们来说也是有好处的。
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