Задумывались ли вы когда-нибудь, почему большинство морских видов рыб не могут просто исследовать водный мир, плавая по рекам и озерам? Точно так же даже самые голодные пресноводные рыбы не могут мигрировать в наши богатые питательными веществами океаны в поисках пищи. Оказывается, они физически и химически не способны переносить значительные перепады солености, которые влияют на насыщение их клеток. Но почему? Давайте выясним!
Для начала стоит сделать небольшую ремарку. На самом деле, не все рыбы погибают при смене водоёма. В качестве примера можно привести тихоокеанские лососи и пресноводные бычьи акулы, которые в течение всего жизненного цикла естественным образом мигрируют между солеными и пресными водоемами. Эти рыбы эволюционно приспособлены к тому, чтобы регулировать количество воды и соли, накапливаемых и выделяемых их организмом. Для них, провести несколько месяцев в реке или озере –обычное явление, однако для других видов рыб этот же сценарий может обернуться катастрофой.
Морской рыбе может быстро стать некомфортно в пресноводной среде. Этот печальный эффект - явление, которое лучше всего описывается естественным законом диффузии и осмоса, - является одним из основных ограничивающих факторов при выборе среды обитания. Этот же закон объясняет, почему кожа наших пальцев сморщивается после долгого купания или почему мы испытываем жажду после употребления соленой воды.
Морская рыба может раздуться в пресноводной среде
Если попытаться вырастить морскую рыбу в пресном водоеме, например, в пруду, озере или даже в аквариуме, то у нее быстро появятся признаки вздутия. Это объясняется тем, что морские рыбы не способен эффективно справляться с избытком воды, которая попадает в их организм.
В отличие от пресноводных видов, морские рыбы обладают значительным содержанием солей в своем организме. Эта особенность ставит их жизнь под угрозу при переносе в среду с низким содержанием соли, так как существует разница между концентрацией соли в их теле и пресноводной воде. Этот фактор приводит к неконтролируемому притоку воды через их кожу, жабры и рот.
Согласно закону осмоса, вода будет стремиться перемещаться из области с более низкой концентрацией соли в область с более высокой концентрацией соли. В случае морских рыб, это означает, что вода будет непрерывно поступать в их организм из окружающей пресной среды. Этот процесс сохраняется до тех пор, пока концентрация соли в теле рыбы не сравняется с концентрацией соли в водоёме.
Скорость, с которой морская рыба способна вывести избыток воды из организма, не соответствует скорости поглощения пресной воды ее организмом. Поэтому, сколько бы не пыталась рыба урегулировать уровень воды в своём организме, в конечном итоге она всё ровно погибнет.
Что такое осмос и осморегуляция?
Осмос описывает перемещение молекул жидкости через полупроницаемую мембрану из одного жидкого раствора в другой. Когда вода движется в клетку и из клетки через клеточную мембрану, концентрация солей в клетке или ее окружении может меняться. Если оба раствора изотоничны, т.е. имеют одинаковую концентрацию солей, то водообмена не происходит.
Если один из растворов гипертонический, т.е. концентрация солей в нем выше, чем в другом, осмотическое давление возрастает, и вода перемещается через мембрану. Если же раствор гипотоничен, то есть имеет более низкую концентрацию солей, чем другой, то он скорее теряет, а не поглощает воду.
Возьмем, к примеру, обезвоженный кусочек фрукта, опущенный в стакан с дистиллированной водой. Со временем «гипотоническая» вода должна поступить в плод, что приведет к его набуханию. Под действием осмотического давления концентрация солей и сахаров в плоде должна снизиться, предположительно до тех пор, пока она не станет идентичной концентрации в окружающей его воде. И наоборот, если плод опустить в «гипертонический» раствор с высокой концентрацией солей (например, в перенасыщенную соленую воду), то он сморщится.
Эвригалинные рыбы
Эвригалинные рыбы приспособились выживать как в соленой, так и в пресной воде. К ним относятся такие мигрирующие виды, как лосось и форель, которые заходят в реки и ручьи для нереста. Эти виды рыб, наделённые способностью к осморегуляции, имеют целый ряд физиологических модификаций для питания в море и размножения на суше.
В эстуариях, где уровень солености обычно сильно колеблется, обитает множество эвригалинных видов рыб и водных беспозвоночных. Некоторые из этих живых существ способны удерживать в себе больше соли, чтобы противостоять сезонным повышениям солености воды. При переходе в пресноводные системы у них активизируются определенные ферменты, которые выводят избыток солей, снижая осмотическое давление между гипотонической водой и клетками.
Однако для развития этих физиологических изменений требуется время. Даже взрослого лосося нельзя просто вытащить из аквариума с соленой водой и бросить в пресноводный ручей. Эвригалинным рыбам необходимо время для адаптации к изменениям воды. В противном случае у них тоже могут появиться признаки стресса и вздутия.
Если Вам понравилась данная статья, подписывайтесь на наш канал, чтобы узнать больше полезной информации о нашем мире!
