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中。鱼每一次呼吸,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,心脏就无法把血输送到全身各处了。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,会越喝越渴,脱水会越厉害。但是,海鱼没有别的水可以选择,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被进一步夺走,而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,这么来回折腾并不是“免费”的,“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,它们和海鱼一样,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黏液。