我們常說水是生命之源,但是人類所說的這個水主要指的是“淡水”,畢竟齁咸的海水哪怕體量再大也不能用來解渴。所以在電影《未來水世界》當中最珍貴的除了泥土以外就是淡水了。
有限且珍貴的淡水資源
不過生活在海洋當中的動物就沒法像人類這么挑剔了,哪怕知道海水很咸不能喝也只能硬著頭皮喝。但是,海洋生物在“喝海水”這方面還是有自己的獨門絕技的。
那么,它們到底是怎么喝到淡水的呢?
原來海洋生物也需要喝淡水
海洋動物的海水淡化本領
許多吃過海魚的人,都覺得海魚本身就帶有“齁咸”的味道,并且認為這與它們常年飲用海水有著密切的關系。
但實際上,哪怕是生活在海中的魚類,天天飲用鹽分極高的海水也是頂不住的,因此它們就學會了通過自己的身體“淡化海水”。
魚需要水資源以補充充足的氧氣
根據科學家的觀察,許多生活在海中的魚類的魚鰓當中都有一種名為“泌氯細胞”的東西,它就是魚類悄悄裝在鰓部的“海水淡化器”。
這一細胞會在海水進入魚鰓之后對其進行過濾,幫魚類獲得淡水資源。
泌氯細胞及所在結構示意圖
當然這種凈化也不算是百分之百的,所以不少魚類還會積極使用自己的腎臟進行代謝,將多余的鹽分排出去。
可以說,為了維持體內的鹽分平衡,海魚算是雙管齊下了,這大概就是在多年進化當中悟出來的智慧。
海魚的滲透壓調節(jié)示意圖
不過海魚這種先飲用海水然后過濾凈化的機制對海洋中的哺乳動物來說,就非常不適用。并且,對于生活在海洋中的哺乳動物來說,淡水確實是“剛需品”,在這種情況下,它們就會選擇直接放棄海水。
簡言之,它們攝取淡水的途徑是“食物”。不少人可能會疑惑,僅從食物當中獲取的水能有多少呢,真的夠喝嗎?
海洋中的部分哺乳動物
事實上,由于在海中,海洋哺乳動物鮮少流汗也不用直接面對太陽,所以對水分的需求沒有這么大。在這種情況下,它們不會刻意去飲用海水。
除此之外,海洋中還有不少動物都有著自己的獨家“淡化海水”的本領,比如大家都熟知的海龜,這種長壽的生物也是需要飲用淡水的。
終身生活在海洋中的海龜
而海龜獲取淡水的方式其實和海魚有些相似,那就是先將海水喝進去,然后再進行“淡化”工作。
這也是為什么許多人看到海龜爬上陸地時總是“眼含淚水”,這倒真不是它們對這土地愛得深沉,而只是在單純的排鹽罷了。
不過當時熱心的人類在發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象之后,有的認為是下蛋太痛苦所以流淚了,順便還安上了“萬物有情”的說法,有的則認為這是海龜離開海水后為了讓眼睛保持濕潤所以流出的“眼藥水”。
看似“流淚”,實為“排鹽”
總之說法五花八門,但是這些說法都不正確,因為根據科學家觀察,在海龜的眼窩后方存在一種名為“鹽腺”的東西,它的作用好就是排出海龜體內多余的鹽分。而這個鹽腺的出口處剛好就在海龜的眼睛旁邊,因此才會讓大家產生海龜在哭泣的的錯覺。
由此可見,海龜的鹽腺其實就和海魚腮中的“氯化物分泌細胞”有著一樣的功能,它們的作用都是用來凈化海水,將體內的鹽分排出去。
鹽腺位置示意圖
那么,只有海洋生物有這種“過濾器”嗎?
同樣具備鹽腺的海鳥
顯然不是,自然界中有些生物雖然不是生活在海中的,但是卻不可避免地需要飲用海水,比如各種海鳥。比如說海鷗和信天翁等,它們雖然表面上屬于藍天,但其實同時也屬于大海。
而在海洋上空飛行的過程當中,不僅很難找到落腳的地方,尋找淡水資源也是很困難的。所以為了適應環(huán)境,這些海鳥就進化出了用來排鹽的鹽腺,畢竟在大海之上暢游的時候喝海水是很正常的事情。
海鳥的鹽腺位置示意圖
不過人們在看這些海鳥排鹽的時候,就覺得它們是在一邊喝海水一邊吐,因為它們鹽腺排出鹽液時也非常明顯,可以說和海龜之間所差無幾。
仿生學家表示,這種鹽腺排出的鹽液經鼻孔流到嘴上,又從嘴上滴地落下來,所以,看上去好像是海鷗和信天翁在喝了海水后,又吐了出來一樣。
“漏嘴巴”的海鳥
總之動物們也知道海水很咸不能喝,但是有時候卻“不得不喝”,所以在被迫做出這種選擇后,它們也選擇進化了自己。
這種自己淡化海水、排出多余鹽分的功能,確實讓人類十分眼饞。因為世界上的淡水資源其實是相當有限的,而體量巨大的海水又無法被飲用,這使得人類十分苦惱。
海洋約占地球表面面積的71%
人類也想要淡化海水
人類作為一種對淡水資源需求巨大的生物,自從將世界的淡水資源進行了大概的統(tǒng)計之后,就一直在思考能夠使用什么方法增加淡水。
可是,目前的不少海水淡化方式實在是太費錢了,因此將海水改造成淡水這方面,人類的研究一度陷入了困境。
資料顯示,2008年,世界上海水淡化產生的淡水量大約是5000×10^4m3/d,其中中東地區(qū)占55%、美國占15%、歐洲9%、亞洲8%。沙特、以色列等中東嚴重缺水國家70%的淡水來自海水淡化。
全球水資源分布示意圖
后來,“仿生學”開始進入科技舞臺,使不少科學家看到了動物在漫長進化當中展現(xiàn)出的“智慧”,并且這種智慧只要利用得當也可以幫助人類克服不少困難。
因此近年來,許多科學家就試圖仿照海洋生物淡化海水獲取淡水的方式,幫助人類獲取更多的淡水資源。
仿生學能通過生物本能造福人類
比如他們根據海魚淡化海水的方法,研究出了一種名為“電滲析法”的新方法用于淡化海水。雖然,目前人類還是沒法通過這種方法實現(xiàn)規(guī)?;K?,但是這種借助動物智慧幫助自己的方法還是很不錯的。
在淡水資源越來越緊缺的情況下,人們還是期待著淡化海水的方法能夠盡快取得進展。畢竟以人類本身來說,我們久居大陸之上,是無法像以上介紹的那些生物一樣在演化當中慢慢進化出“海水過濾器”,因此如果陸地淡水資源被消耗殆盡,我們還是只能依靠科技去“改造海水”。
改造海水的過程示意圖
說到這兒,可能有人覺得如果真的面臨無水可飲的境地時,人類依然會直接喝海水。但根據科學家的研究,人到時候直接飲用海水可能會比不喝水死得更快。
那么,人類不能直接飲用海水呢?
蔚藍清澈的海水
人類為何無法直接飲用海水?
在許多人看來,想讓身體出現(xiàn)進化,那么就要勇于去挑戰(zhàn),如果不面臨著極端的環(huán)境,人是很難進化的。
事實確實是這樣,但是這并不代表人類在飲用海水之后就會立即獲得什么“特異功能”,因為進化往往要經過漫長的自然選擇。
至于人類為什么無法直接飲用海水,主要原因就是我們的身體器官不允許。魚類在攝入海水之后,尚且會調動腎臟等器官,積極處理海水,將鹽分排出。但是人類在這方面實在是太弱了,我們腎臟的排鹽功能實在是有限。
腎臟表示它已經盡力了!
根據科學家介紹,人體腎臟的排鹽濃度限定為2%以內,而海水的含鹽量卻高達3.5%。這就意味著,直接飲用海水,我們的腎臟根本無法承受這個負擔。
而為了讓其正常工作,人在直接飲用海水之后還要飲用大量的淡水將其沖淡,這忙活半天,除了折騰了自己的身體器官,本質上沒有任何好處。
海水中溶解的鹽分示意圖
并且海水當中還含有大量人類無法直接吸收的物質,它們有的對人的身體存在著致命的傷害。在這種情況下,一些面臨淡水匱乏的船員們才會做出哪怕渴死不喝水,也不會去喝海水的決定,畢竟確實是會越喝越渴的。
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