深海魚的水鹽平衡(1 / 2)

深海魚的水鹽平衡

海洋動物的水鹽平衡

生物體的器官、組織都是被包含在體液中的,體液中還分布著大量的無機鹽離子。不同的離子有不同的生理作用。體液的滲透壓主要決定於體液中各種鹽類的總濃度。體液的離子組成和滲透壓的穩定保證了內環境的穩定。

海洋無脊椎動物的體液通常情況下會和海水等滲。因此,一般說來,它們不存在水鹽平衡的問題。海生的變形蟲沒有伸縮泡而淡水變形蟲有伸縮泡,就是因為海生變形蟲是生活在等滲液中,其代謝廢物可從體表排出,不用費力靠伸縮泡來調節細胞的含水量。

當海洋的無脊椎動物移動到鹽分較低的水域,如河口地區或淡水河流、湖泊中,問題就出現了。很多海洋無脊椎動物不可能生活在這樣的環境中,如果進入這種環境,體液中的鹽分逐漸減少,直至體液和體外液體達到平衡,但其細胞不能適應如此大變化的液體環境,會很快死亡。

海洋動物的生活環境

有些海洋動物能夠適應低滲溶液的生活環境,即可以在鹽度為0.5‰~30‰的溶液中(海水為35‰)正常生活。

如生活在近海沿岸的一種蟹,在海水中,體液和海水等滲,進入沿岸鹽分較低的半鹹水區域,體液仍能保持較高的滲透壓,這是由於其鰓有調節體液鹽分濃度的作用。

在半鹹水環境中,它們的排泄器官(觸角腺,又稱綠腺)能將過多滲入的水排出體外。

但由於排泄器官的機能還沒有發生適應於半鹹水環境的變化,因而排泄的尿總是和血液等滲。

因此,排泄過剩的水被排除了,同時卻失去了體液中的鹽分。這就需要另外的機製來保持滲透壓的平衡。它的鰓將半鹹水中的鹽分逆濃度梯度地(主動轉運)吸收,轉移到血液中,體液中的鹽分就會得到補償,從而保持滲透的基本平衡。

與此同時,蟹細胞內的滲透壓也適應於半鹹水環境而有所下降;細胞中鈉離子和氯離子的濃度都在降低;一些氨基酸,如甘氨酸、脯氨酸、穀氨酸和丙氨酸等的濃度也都降低,而含氮廢物的排泄量卻有所增加,這說明在低滲溶液中,氨基酸的分解加快了。

由此可見,這種蟹適應低鹽分水域的方法是“雙管齊下”:一方麵通過鹽分的回收而使體液滲透壓提高,另一方麵通過鈉、氯等離子的排出和氨基酸的分解而使細胞內的滲透壓適當降低,從而使體液和細胞的滲透壓達到平衡。

淡水動物大多起源於海洋動物,所以海洋動物對半鹹水和淡水環境的適應可以說是進入淡水的基礎。

科學家發現像牡蠣、蛤等海洋動物,當海水變為低滲時,如河口地區,隻是被動地關閉外殼,使外界的水不能流入。這雖然也是一種適應,但不涉及動物結構和生理機能上的變化,和人類潛水時閉氣很相似,是一時權宜方法,並不具備生物進化意義。