Рано или поздно большинство маленьких детей зададут вопрос: "Почему небо голубое?". И еще один большой вопрос для самых любопытных, развивающихся умов: "Рыбы пьют воду?"
Чтобы спасти вас от блужданий в одном только ответе, проведено целое исследование.
Решение этой головоломки в том, что некоторые рыбы пьют воду, а некоторые нет. Проще говоря, в целом, океанские и морские рыбы пьют много, а пресноводные - нет.
К тому же, что удивительно (и, возможно, интересно для маленького ребёнка, задающего этот вопрос), несмотря на то, что морские рыбы пьют много воды, они мочатся лишь в небольшом количестве, в то время как пресноводные рыбы делают наоборот.
Чтобы объяснить далее, есть две вещи, которые мы должны понять в первую очередь. Акт 1: "добыча кислорода для жизни" и акт 2: "осмос".
Начнем с Акта 1: "Кислород".
У нас, людей, это легко получается. Мы окружены кислородом - он составляет пятую часть воздуха, которым мы дышим. Поэтому мы просто должны вдыхать, и внутри наших легких кислород распространяется через примерно 70 квадратных метров очень тонкой мембраны в кровь. Бинго! Проблема решена, у нас есть немного кислорода в крови.
Но рыбам тяжелее. В окружающей их среде кислород растворяется в воде вокруг них - но добраться до него сложнее. Они не могут разрушить молекулу воды (а это H2O - два атома водорода и один атом кислорода). Нет, они должны полностью полагаться на молекулы кислорода, которые могут оказаться там, скрываясь между молекулами воды.
Рыбам уже около 450 миллионов лет, и они эволюционировали в жабры, чтобы удалять кислород из воды. Жабры - это легкие перьевые структуры с большой площадью поверхности снаружи и кровеносными сосудами внутри. На поверхности жабры находится барьер между плотью рыбы и внешней водой, который называется "полупроницаемой мембраной". Некоторые вещи могут пересекать барьер, другие нет. Молекулы кислорода достаточно малы, чтобы пассивно диффундировать - или проходить - из воды в кровь рыбы. Но любые соли в воде (натрий, хлорид и т.д.) слишком велики. Молекулы воды достаточно малы, чтобы пассивно диффундировать - но это действие зависит от того, какая из них солёная: рыба или окружающая её вода.
И это подводит нас ко второму акту: странному понятию "осмоса".
Чтобы продемонстрировать, предположим, что у вас есть аквариум с рыбами, наполовину заполненный пресной. Затем вы накладываете "полупроницаемую мембрану" на всю длину аквариума, на полпути вдоль его длины. И помните: такая мембрана функционирует как жабры рыбы. Теперь, поначалу, уровень воды с каждой стороны этой мембраны остаётся прежним - как и следовало ожидать. Но потом вы растворяете в воде с одной стороны мембраны обычную столовую соль. Внезапно уровень воды с этой стороны начинает подниматься. Что происходит? Пресная вода с другой стороны рассеивается по полупроницаемой мембране, чтобы попытаться уравновесить уровень солености с обеих сторон.
Это естественное уравновешивание, которое происходит по разным сложным причинам, в которые мы не будем вдаваться.
Итак, давайте теперь посмотрим, как это относится к рыбам, начиная с пресноводного вида.
В несоленом пруду или реке внутренняя часть рыбы солёнее, чем окружающая её вода.
Так же, как и в аквариуме, экспериментируйте раньше, молекулы воды в реке или пруду будут затоплены в тело рыбы - через полупроницаемую мембрану жабр и кожу. Таким образом, пресноводные рыбы будут затоплены водой. Это означает, что пресным рыбам не нужно пить воду - потому что через жабры и кожу они уже попадают в потоп. На самом деле, от всей этой воды пресноводная рыба рискует набухать, как воздушный шар. Поэтому, чтобы избавиться от лишней воды, у нее есть большие почки, которые помогают избавиться от большого количества мочи. Лучше не думать об этом, когда в следующий раз будешь плавать в пресноводном пруду, полном рыбы.
Итак, пресноводные не пьют много, но они естественным образом набухают, когда вода проникает в их тела, а потом им приходится все обмочить или рискнуть выскочить.
Противоположное происходит с морской рыбой в океане. Внутренняя часть рыбы здесь менее соленая, чем океан. Поэтому вода внутри рыбы затопляет, тщетно пытаясь разбавить весь океан. Их проблема в том, что они вздрагивают от недостатка воды. Поэтому морские рыбы пьют воду, как сумасшедшие. И им определенно не нужно делать много мочи, так что у них только маленькие почки.
