淡水与海水鱼[doc]

淡水与海水鱼[doc] [科目] 化学 [年级] [文件] str197.doc [标] 淡水与海水鱼 [关键词] 水/生活 [内容] 淡水与海水鱼 我们通常把鱼类分为两个大类，一类是淡水鱼，一类是海水鱼。我们知道海水鱼(又称咸水鱼)是生活在海洋中的，但我们思考过这样的问题吗:海水鱼可以在淡水中生活吗, 下面我们就这个间题进行一番探讨。 经过科学实验，人们了解了许多这方面的知识。 硬骨鱼类的血液渗透压和某些脊椎动物大致相同，约为海水的三分之一，但是远远高于淡水。鱼类的体不但覆盖着一层鳞，而且皮肤上还有极为发达的粘液腺，它能分泌大量的粘波保护鱼，使水和高子几乎不能通过。作为呼吸器官的鳃，由于直接和外界接触，因此大量的水和离子是通过鳃出入的。这就经常导致淡水鱼出现水过剩和离子不足的危险，但海水鱼则恰恰相反，它们经常可能发生水不足和离子过剩的危险。 由于上面的原因，淡水鱼需要把从鳃进入体内的水分，大量地以稀尿液的形式排出体外，以便保持体内水分平衡。因此，淡水鱼基本上不喝水。此外，淡水鱼的体液中的离子，虽然可以通过渗透排至环境中，也可以从尿中排掉，但是鳃能积极地摄入Na+和CI—离子，所以即或在不能获得食物的情况下，它也能够维持体内的离子平衡。 与淡水鱼恰好相反的海水鱼，它为了不让体内的水分丧失，不仅泌尿量很少(钓为淡水鱼的十分之一)，而且还可以通过饮用海水用肠道吸收的方法，来补偿不足的水分。在它们吸收水分的同时，虽然也吸收一些不需要的一价离子，但是这些离子能和从体表渗入的一价离子一起，在鳃的对抗浓度梯度(浓度梯度:如果液相中的两点间有浓度差时，当两点间的距离为?X，浓度差别为?C，则?C/?X为浓度梯度)。在具有浓度梯度的空间里，即按热力学自动进行的方向，高浓度向低浓度移动(扩散)的作用下，把Na+和CI—排到海水中去。吸进体2+内的两价离子(如Mg)，大部分从肛门排走，一小部分从尿中排掉。 像前面所叙述的那样，鱼类为了在环境差别悬殊的淡水或海水中生活，它们的 肾、鳃和肠道，都作为渗透压调节器官而起着重要作用。由于环境的差别，淡水鱼和海水鱼的渗透压调节器官在构造和功能上各不相同，它们都是为了适应各自的环境而进化生成的。 上面的叙述就是海水鱼为什么不能在淡水中生活的初步回答。 但是，这一个简单的回答并不能解决全部的问题。因为我们还知道，有的海水鱼能够自如地在淡水中生活，而有的淡水鱼却能在海中过活。如鳟鱼虽然是一种淡水鱼，如果使它在高盐浓度的环境中适应一个阶段后，它竟能在海水中生活，在海中繁殖，甚至可以延续到下一代。再比如，银鰕虎鱼、鲻鱼、鲈鱼、鲽鱼虽然它们都是海洋鱼类，但有时亦可上溯至江河。通常生活在半咸水，亦称咸淡水(这种水主要见于江河入海处)的鱼类，有许多既能在淡水中生活，也能在海水中生活。此外，还有出生在淡水中，然后到海水中生长再到淡水中产卵的大马哈鱼;和大马哈鱼的情况恰恰相反的鳗鲡，则是生在海中，到江河中生长，再到海中产卵。像大马哈鱼和鳗鲡这类迴游鱼类，都能在两种环境中度过生活的不同阶段。像上面这类能在盐分浓度范围很宽的环境下生存的鱼，常称“广盐性鱼类”;而金鱼、金枪鱼等只能在淡水或海水中生活的鱼类，常称为“狭盐性鱼类”。 由此可见，最初的认为海水鱼和淡水鱼的渗透压调节器官构造和功能是为适应环境而形成的互不相同的回答，并不能令人满意。看来，我们还要找到广盐性鱼类在不同生存环境中生活的生理依据，才算解决了这个问题。 广盐性鱼类为何既能在淡水中生活，又能在海水中生活呢, 原来，这是它们的渗透压调节器官能够发生功能转换之故。例如就拿鳃来说吧。淡水鱼的鳃可以摄取Na+和CI,，而海水鱼则相反，它的鳃要排除这些离子。海水鱼经常要喝海水，它的肠道在吸收水分的同时，所吸人的NaCI量，要比淡水鱼摄人的盐量高五倍到十倍。这种过量的盐与从鳃向体外排出的量有一定的关系。 海水鱼同淡水鱼相比，海水鱼鳃具有非常高的透过一价离子的能力。此外，海水鱼鳃中还含有高度发达的称为“盐细胞”的大型分泌细胞。这种细胞中的钠——钾腺苷三磷酸酶的活性很高，主动担负着排除钠离子的作用。 如果将鳗鲡转移到海水中时，它的鳃部的离子透过性很高，粗细胞也开始发达起来，钠——钾腺苷三磷酸的活性也增大，一周以后，就转变成海水鱼型的鳃。属于狭盐性鱼类的金鱼，有时也能生活在相当于海水浓度一半的水中。使它的 鳃部并不出现上述变化，只是通过升高血液中盐的浓度，使之和外界相等，以适应改变了的环境而维持生存。 其次，如果将海水型的鳗鲡转移到淡水中，它的盐细胞和钠——钾腺苷三磷酸酶的活性，要经过一月以上才逐渐恢复成淡水型。可是它的鳃的离子透过性却迅速转变成淡水型。 22将钠的同位素Na。注射给海水型鳗鲡，并测定它从其鳃部的排出量，当它在海22水中时，Na的排出值很高，如果把它转移到淡水中，则排出的速度急剧下降，22几小时后，鳃排出的Na的速度已经很慢，两天以后它的离子透过性就和一个完善的淡水型鱼相同了，从而实现了盐分平衡。 狭盐性海水鱼转人淡水中时，鳃的离子透过性，不能像广盐性鱼那样充分下降，尤其是第二步降低根本观察不到。因此，鱼体内的离子丧失很快，几小时以至几天后就会死亡。此外，从海水进入淡水中的鱼类，需要迅速增大排尿量。广盐性鱼类虽然具有这种能力，但是狭盐性鱼类尿量的增加却很慢，因而更进一步加速了体液中离子浓度的降低。 鱼类在淡水中生活时，需要分泌一种脑下垂体激素——催乳激素，狭盐性鱼进入淡水中时，并不能充分分泌这种激素，这也是它们的渗透压调节器官不能进行功能转变的另外一个原因。