如鱼得水咸淡自知

17 10 2008年

曾经在电视节目中和我辩论过的台湾“排毒教父”林光常因为犯有诈欺罪,最近在台湾被判刑两年六个月。此前在媒体的炒作下,林光常曾在大陆风靡一时,他宣扬的稀奇古怪的“另类养生”拥有众多的追随者。例如,他提倡喝没有烧过的“生水”,因为水烧过以后,水中的氧气跑掉了,成了没有氧的“死水”,据说就没有保健价值了。常温常压下一升水的溶氧量大约是6~10毫克,而一个成年人在平静状态下每分钟大约呼吸16~20次,吸入氧气量大约是250毫升,等于360毫克氧。也就是说,一升水中的溶氧量比一次呼吸吸入的氧还少,水中那点氧气对人体来说微不足道,毫无价值。

但是水中那点氧气却对鱼类至关重要。鱼类和人一样,需要不停地吸入氧气维持生命活动,而除了肺鱼等极少数例外,鱼类只能通过鳃从水中吸入氧气。鱼不是用鼻子,而是用嘴呼吸的:先是移动下巴,扩大嘴巴的容积制造出真空,水就从外面被压入了嘴巴;然后扇动鳃盖扩大鳃腔,制造出另一片真空,让嘴巴里的水往鳃流去。鱼鳃由许多鳃丝紧密排列组成,鳃丝上有无数的细小突起称为鳃小叶。呼吸时,鳃丝、鳃小叶都完全张开,扩大了鳃和水的接触面积,以便尽可能多地摄取氧。鳃小叶表层只有一层上皮细胞,下面密密麻麻地分布着毛细血管,因此水和血液仅隔两三层细胞,水中的氧能轻易地进入毛细血管,随血液循环输送到身体各部分,同时血液中的二氧化碳则透过鳃小叶排到水中。

所以鱼鳃能高效地进行体内外的气体交换,但是这也意味着它能高效地进行体内外的水交换。这使得海鱼面临着一个严重的问题。因为海水的盐浓度比血液的盐浓度高,而在渗透压的作用下,水将自动从低浓度溶液渗透到高浓度溶液。每一次呼吸,海水流经鳃,给血液送去氧的同时,血液中的水也会流到海水中。血中的水流走后,血容量减少,血压下降,下降到一定程度,心脏就无法把血泵到全身各处了。而且血中水分减少,血盐浓度随之增加,夺走了细胞中的水,细胞就有了脱水死亡的危险。

为了防止脱水,鱼必须从外界补充血液中丧失的水分,也就是必须喝水。谁都知道,人再渴也不能喝海水,海水进入肠道以后,反而会把体内的水夺走,越喝会越渴,脱水会越厉害。但是海鱼没有别的水可选择,只能靠喝海水来补充水分。海水进入鱼肠内,怎么防止血液中的水进一步被夺走,而是从海水中吸取水分呢?

渗透现象是无法改变的,只能试图去改变渗透的方向,那就要让体内的盐浓度比海水还高。为了做到这一点,海鱼在喝水之前要先吃盐:肠壁细胞中有“分子泵”能把肠道内海水中的盐转运到肠道外,使得肠道外体液的盐浓度变得比肠道内海水的盐浓度还高,于是水分就从肠道内渗透到了肠道外,由血液带走。

但是那些被分子泵带进了体内的盐分怎么办呢?还得想办法再排出去。这个问题交给了带来所有这些麻烦的鳃去处理。血液把多余的盐送到了鳃,鳃上皮组织中有泌盐细胞,它们有另一套“分子泵”把血液中的盐转运出去,回归大海。海鱼就是通过分子泵的吸收和排出盐分来吸收水分的,这么来回折腾并不免费,分子泵的运转要耗费能量。

淡水鱼面临的是完全相反的问题。它们从不喝水,事实上,不请自来的水已经多得让它们的身体受不了了,必须耗费能量清除体内多余的水。由于血盐浓度比淡水中的盐浓度高,水的渗透方向倒了过来,淡水鱼每一次呼吸,在吸入水中的氧的同时,有大量的水通过鳃渗透到血液中,为此,淡水鱼拥有一个极为高效的肾脏,日夜不停地排出水分。如果人类的肾脏也像鱼类那么高效,我们每隔十几分钟就要排一次尿。

除了鱼类,其他在海边生活的动物也需要处理水盐平衡的问题。例如海鸟,它们也要靠喝海水来解渴,而且在吃海洋生物时也会把食物中的高浓度盐分吃进去,所以和海鱼一样,需要把体内多余的盐分排出去。当然,海鸟没有鳃,它们的泌盐装置在眼眶上方的头骨窝内,那里长着盐腺,把血液中的盐泵出来,排到鼻腔中。下次你看有海鸟画面的电视节目时留心一下,它们会时不时地摆摆头抖掉从鼻孔流出来的水珠,那就是盐腺排出的高盐粘液。鳄鱼等爬行动物也有类似的盐腺,长在眼眶附近,分泌液直接从眼角流出来。鳄鱼流眼泪并不是在装慈悲,而是在排泄多余的盐分。

2008.10.12.

(《中国青年报》2008.10.15)


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14篇回复 to “如鱼得水咸淡自知”

17 10 2008年
墨西哥海鲜 (09:17:54) :

海鱼做的咸鱼是不是没有放盐的?

17 10 2008年
jeep (09:22:54) :

方先生,我经常看你写的科普文章,受益匪浅。可是,我还想涉猎你的科普文章没有涉及或涉及得较少的学科。因此,我想向您提一个建议:您能否推荐一些翻译水平尚可的优秀国外科普著作?谢谢!
其他新语丝网友们,你们若有好的相关书籍,能否也推荐出来?

17 10 2008年
Carl (10:51:49) :

看着文章前半部分时,我一直在替这些“可怜”的海鱼担心,不知道他们怎样才能克服这个讨厌的海水。想想还真有意思,我这不是典型的“看《西厢》流泪,替海鱼担忧”吗?

17 10 2008年
Carl (11:02:03) :

看方舟子写科普,确实很有意思

17 10 2008年
treeroot (12:38:53) :

方先生,有些鱼在海洋中生活,但要回游到长江产卵,它们既排盐又排水的机制又如何呢?谢谢!

17 10 2008年
ywm (12:56:31) :

有些鱼每年都要会游到淡水的产卵地,他们是怎么既能适应海水又能适应淡水的?

17 10 2008年
bright (13:36:29) :

两套系统都起作用,根据渗透压调节,我猜是这种方式。

17 10 2008年
LL (14:23:38) :

我想,也许bright说得对。

17 10 2008年
supernova (14:25:40) :

我猜这些游到淡水产卵的鱼必定不会肾亏,^_^

17 10 2008年
exist (15:27:50) :

方舟子先生,喜欢看你的文章,包括批判中药的文章。我想请教一个问题,那么多传统中药都有毒性,那我们平时吃的食物,比如蔬菜,我们怎么知道有没有毒性呢?

17 10 2008年
supernova (16:10:42) :

to exist
因为把有毒动植物当食品吃的人都死光了,以致于再也没有人把这些毒物当食品了。

18 10 2008年
货源信息 (18:07:32) :

您可太有才了

20 10 2008年
付强 (09:28:46) :

不错!

20 10 2008年
上帝之脑 (14:57:06) :

那么那些能在淡水和海水同时生活的鱼像三文鱼或者是一些大江入海口的鱼有时候游入海水有时候游入淡水的鱼是怎么,保持盐的平衡的呢

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