Испытывают ли рыбы жажду?
Рыбы постоянно окружены водой, но испытывают ли они жажду? И как бы они вообще пили? Чтобы ответить на эти вопросы, крайне важно понять, как вода — растворитель — взаимодействует с другими веществами, такими как соль, которая является растворенным веществом, через клеточную мембрану. Благодаря процессу, называемому осмосом, вода течет через мембрану из областей с низкой концентрацией растворенных веществ в области с высокой концентрацией растворенных веществ, пока клетка не сможет достичь некоторого равновесия с внешней средой.
Сколько воды потребляет рыба, на самом деле зависит от того, сколько соли содержится в окружающей ее среде обитания. В то время как рыбы пьют немного воды — соленой или свежей, в зависимости от их окружения — через рот, они в основном поглощают ее через кожу и жабры посредством осмоса.
«Вы должны думать о рыбе как о дырявой лодке в воде. Постоянно происходит движение либо воды, либо солей, находящихся в воде, между телом рыбы и внешней средой», — сказал Тим Грабовски, морской биолог из Гавайского университета.
Начать следует с того, как рыба в океане остается увлажненной. Морская вода содержит примерно 35 граммов растворенной соли на литр, в то время как кровь большинства рыб содержит примерно 9 граммов соли на литр. Этот дисбаланс «будет постоянно приводить к тому, что рыба будет терять воду во внешнюю среду и будет своего рода вторжением соли в свои клетки и внутрь своего тела», — сказал Грабовски. «Морская рыба всегда хочет пить. Она все время пьет».
Этим рыбам нужен способ сохранить воду, которую они пьют из океана, но избавиться от соли. Для этого у рыб в жабрах есть специальные клетки, называемые хлоридными клетками, которые, по сути, действуют как крошечные насосы, активно выталкивающие соль из тела. Чтобы сохранить как можно больше воды, морские рыбы редко писают, а когда они это делают, их моча исключительно соленая.
По словам Мелани Стиассны, куратора отдела ихтиологии Американского музея естественной истории в Нью-Йорке, пресноводные рыбы сталкиваются с совершенно противоположной проблемой, чем морские рыбы.
«Если вы пресноводная рыба, у вас есть проблема, потому что вода постоянно закачивается в вас», — сказал Стиассны. Слишком много воды может быть плохо, потому что она может разбавлять содержание соли в организме, что имеет решающее значение для регулирования кровяного давления и поддержки мышечной функции. Пресноводные рыбы проводят все свое время, пытаясь не допустить попадания воды в свое тело, и никогда не пьют ее — по крайней мере, намеренно.
«Пресноводная рыба может случайно набирать воду, когда кормится и тому подобное, но она никогда не пьет воду», — сказал Грабовски.
Подобно океаническим рыбам, пресноводные рыбы также имеют хлоридные клетки, но их насосы работают, втягивая соль в их тела, а не из них. Однако эксплуатация этих насосов может потребовать больших усилий.
«Вода поступает пассивно, но ее нужно энергично удалять», — сказал Стиасны. «У этого есть своя цена, особенно для морской рыбы, которая действительно должна выкачивать всю ту соль, которую она принесла в свой организм, выпивая много воды».
Есть некоторые рыбы, которые следуют совершенно другому своду правил в отношении питьевой воды. Например, в организме акул поддерживается высокая концентрация мочевины — соленого побочного продукта аммиака. «Акулы останавливают этот пассивный приток воды, потому что они уравновешивают ее мочевиной и своей кровью — поэтому они в основном такие же соленые, как соленая вода», — сказал Стиассны. Когда они набирают морскую воду, акулы выделяют избыток соли через хлоридные клетки железы в прямой кишке.
Однако, независимо от механизма, ключом к сохранению гидратации для всех рыб является нахождение идеального соленого баланса.