鱼会口渴吗?为啥淡水鱼不能生活在海水中?

鱼会口渴吗?

对鱼来说或者至少对硬骨鱼来说(硬骨鱼约占所有鱼类的96%),喝水的欲望是来自后脑的冲动,而陆生动物则来自前脑。一般认为,鱼不会像陆生动物那样有意识地感到口渴;对鱼来说,喝水只是一种自然反应或一种条件反射。因此,关于鱼类是否会口渴的简短回答是“不会”,至少在意识层面上不会。

但是鱼确实需要喝水、需要吸收水分,如果是陆地动物,整天泡在水里,过多的水就会导致死亡,但是鱼类对水的调节过程非常微妙,这也进一步回答了为什么鱼类必须待在咸水或淡水环境中。

首先,我们来看看鱼到底是怎么喝水的。

和其他动物一样,鱼需要在体内保持严格的水、盐,以及其他矿物质的平衡,这样才能生存和活动。对鱼来说,由于一直处在水中,因此对于淡水鱼来说主要的问题不是在体内摄取足够多的水,而是想办法调节矿物质的浓度平衡,如盐和钾。

对于淡水鱼类来说,它们血液中的盐浓度比周围环境要高。虽然鱼类的皮肤几乎不透水,但它们呼吸的过程中鳃不断地与周围的水接触,水就会通过渗透作用不断地进入鱼的血液中,渗透压力是水发生渗透的关键因素。

渗透作用是一种溶剂(水)穿过半透膜(如细胞壁),从溶质浓度较低的区域移动到溶质浓度较高的区域,渗透作用会使膜两边的溶质浓度相等。

例如,我们把一个红细胞放在蒸馏水中,由于渗透压和细胞膜薄而半透性的事实,细胞内部相对含盐量高,那么靠近纯水的细胞就会逐渐吸收越来越多的水,直到破裂。另一方面,如果我们把同样的红细胞放在比细胞内部的液体更咸的水中,相反的情况就会发生,细胞会逐渐失去水分,然后萎缩。如果在和细胞溶质水平相同的水里,什么都不会发生。(某些海洋生物,如大多数海洋无脊椎动物,实际上或多或少总是处于这种平衡状态,它们体内的溶质浓度与生活的海水相同)。

因此,为了调节大量的水进入血液进入而稀释矿物质的浓度(比如盐),淡水鱼必须非常频繁地排尿。为了达到这一目的,淡水鱼有较大的肾脏和相对膨胀的毛细血管网,称为肾小球,有助于它更快地产生尿液。

但是淡水鱼类也同时需要摄入相对大量的盐分,以进一步帮助它们保持矿物质的水平。淡水鱼的鳃里有特殊的氯化物分泌细胞,它们会主动地从周围的水中吸收盐分并将其释放到血液中,同时渗透压将越来越多的水吸入身体系统,稀释血液。

咸水鱼的“喝水”过程正好相反

咸水鱼的问题与淡水鱼完全相反,所以它们的饮水和排尿习惯也与淡水鱼相反。咸水鱼血液中的盐分比周围的水要少(低渗)。因此,咸水鱼不是通过鳃吸收水分,而是通过与淡水鱼相同的渗透压呼吸时,血液中会流失大量的水分。它们必须通过嘴巴喝大量的水。但是这个喝水并不是有意识地口渴,通常认为这种有规律地吞咽水是一种反射行为。

为了节约体内地水,咸水鱼也不怎么排尿。与淡水鱼不同的是,它们的肾小球只有很少的毛细血管网。

然而,咸水鱼喝的水含有大量的盐,远远超过了它们对水的需要。为了解决这个问题,咸水鱼的氯分泌细胞,不是像淡水鱼那样从周围的水中吸收盐,而是积极地把盐从体内释放到周围环境中。这一切结合起来,就能自动保持咸水鱼体内的盐水平。


淡水和海水之间来回迁徙的鱼

至于那些能在淡水和海水之间来回迁徙的鱼,因为它们的身体有双向调节能力,只需要一个短暂地适应期就能让身体在淡水鱼和咸水鱼中来回转换。例如,鲑鱼开始生活在淡水中,当它们向盐水过渡时,会自然地开始喝越来越多的水,同时排尿量开始迅速下降。与此同时,一种特殊的酶会导致鳃内氯分泌细胞的功能发生逆转,从环境中吸收盐,转换到将体内盐排出。它们通常在潮间带逗留几天后,等身体完全过渡,它们就可以安全地进入大海。当它们回到淡水中产卵时,同样的事情又会反过来发生,直到身体系统自然转换,就可以安全地逆流而上。