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海水鱼放进淡水里不能存活,原来是渗透平衡被破坏了

2019-11-01     来源:科普中国

  我们都知道,海水中含有各种盐类,其中百分之九十左右是氯化钠,即食盐,另外还含有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁及钾、碘、钠、溴等各种元素的盐类。氯化镁是点豆腐用的卤水的主要成分,味道是苦的。因此,海水喝起来又咸又苦。

  海水鱼生活在海水中,每天喝的就是又咸又苦的海水,如果把它放到淡水里很快就会死掉。按理说,海水鱼生活在海水中,其体液内应该含有很高的盐分,但是海水鱼吃起来不咸也不苦,说明海水鱼中含盐并没有我们想象中那么高。

  其实,海水中盐的浓度比鱼血液和体液内盐的浓度要高得多。生活于海水中海水鱼不但没有被腌成“咸鱼”,其体内的盐分也没有增加,依然自由自在地在海里生息繁衍。这是因为海洋鱼类有很强的排盐能力,这种排盐能力与海水的高浓度盐形成一种平衡——渗透平衡。

  那么,什么是渗透平衡呢?有一种特殊的膜,被称为半透膜,它只允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过。用半透膜隔开两种溶液,两种溶液溶质不同,但是具有相同的渗透压,也就是膜两侧进出的水量相同,就达到了渗透平衡。渗透平衡广泛存在于生物体内,细胞膜是生物体内一种半透膜,它将细胞内液和细胞外液隔开,只允许水分子通过,而钠离子、钾离子等却不易通过。生活在海洋中的鱼类,通过呼吸吸入大量盐,海水鱼都有各自的调节方式,能将喝进去的海水中的盐分及时排出体外。如硬骨头鱼类的鳃片中有专门的排盐器官,软骨头鱼类是利用体内尿素的作用来排除盐分。这种吸入与排出是平衡的,所以海水鱼能够自由自在的生存。

  渗透平衡是调整细胞内液与细胞外液的水平衡的,一旦打破,会引起生物体的诸多反应。如果细胞由于某种原因脱水,细胞内液浓度升高,细胞外液的水分就会通过细胞膜向内渗透。若把海水鱼放到淡水里,海水鱼原来的细胞代谢渗透平衡被打破,吸入的淡水中盐含量几乎为零,可是排盐系统还会像原来一样排出大量的盐,为维持渗透平衡,海水鱼会不断吸水膨胀,最后因为细胞暴裂导致其死亡。

  相反,淡水鱼放到海水里会怎样呢?淡水鱼生活于淡水中,细胞本身已与淡水形成渗透平衡。一旦放入盐分高的海水中,身体中的水会不断地通过鳃呼吸和体表释放放出,最后脱水而死。

  本文由大连海洋大学水产与生命学院教授蒲红宇进行科学性把关。

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