Соленость
Сухопутному жителю - человеку может показаться непонятным, что для большинства водных животных огромную роль играет количество солей, растворённых в воде. Правда, хотя мы можем плавать как в солёной воде, так и в пресной, но пить солёную воду бесполезно: жажду она не утоляет.
Дело в том, что содержание солей в клетках и тканях очень важно для любого живого существа. Некоторые животные умеют переносить колебания концентрации растворов, другие быстро гибнут при её изменении.
Например, если поместить обычные клетки человеческой крови, - красные кровяные тельца, или эритроциты, в дистиллированную (полностью лишённую солей) воду, то она устремится в клетку, в которой есть что растворять. Эритроцит набухнет и лопнет. Наоборот, если поместить клетки в крутой солёный раствор, то вода выйдет из них и эритроцит сморщится и погибнет. Именно поэтому в кровь нельзя вводить обычную пресную воду, человек может умереть. Раствор солей, в котором не гибнут клетки крови, называют физиологическим раствором, его продают в аптеках.
Реакция клеток крови на солёность раствора
Концентрация растворимых веществ во внутренней среде большинства беспозвоночных морских животных приблизительно такая же, как в морской воде (неразбавленная океанская вода имеет концентрацию солей 3,45 %). Большинство из них, попадая в пресную воду, начинают набухать и быстро погибают. Часть морских животных, например некоторые многощетинковые черви нереиды, способны вынести сильное понижение солёности, но тогда не выдерживают сильного понижения температуры, особенно неустойчивыми оказываются их личинки. Те животные, которые не умеют регулировать содержание воды в организме, должны уплыть в более солёные воды либо переждать неблагоприятный период. Усоногие рачки - балянусы и двустворчатые моллюски - мидии, когда их заливает пресная вода, плотно закрывают створки своих раковин и замирают, пока снова не восстановится привычная солёность. Мидии, правда, если дать им приспособиться, могут жить в морской воде, разбавленной на 50 %, однако тогда им требуется больше кислорода, чем обычно. То же самое относится к рачкам-бокоплавам.
Все постоянные обитатели пресных и опреснённых участков водоёмов обладают приспособлениями для выведения из организма избытков воды, которую впитывает тело. Другой способ выжить в таких условиях - понизить концентрацию вещества в организме, выделяя во внешнюю среду растворимые вещества, например органические.
Покровы рыб не очень проницаемы для воды, однако через жабры и слизистую оболочку ротовой полости вода легко попадает в организм. Находясь в пресной воде, рыбы сбрасывают больше воды через почки и имеют более разбавленную кровь, чем в море.
Приспособление рыбы к пресной и солёной воде
В морской воде рыбы сбрасывают избыток солей через почки вместе с мочой и поддерживают в крови более низкую концентрацию растворённых веществ.
Возможность свободно "переходить" из солёной воды в пресную позволяет рыбам выбирать наилучшие места для откорма и размножения. Для многих обитателей Севера, людей и животных, ежегодное движение рыб из морей и речных устий вверх по течению на нерест - это такое же важное событие, как наступление лета.
Киты и ластоногие не пьют морскую воду, однако те из них, кто питается рыбой, получают менее солёную пищу. Если еды хватает, они получают достаточное количество воды. Дело не только в концентрации солей в крови рыб. Любое органическое вещество - жиры, белки, углеводы - при окислении в клетках организма может превратиться в углекислый газ и воду. Биологи называют её "метаболической водой", т.е. водой, полученной в процессе химических реакций в организме из других веществ. Всё же морским млекопитающим приходится экономить воду, как ни странно это звучит.
Человек теряет много воды через кожу, вместе с потом, а также во время дыхания (подышите на зеркальце - и его поверхность затуманится - покроется мельчайшими каплями). Киты и дельфины не охлаждаются, испаряя пот с поверхности тела, а значит, совсем не теряют воду этим путём. Их дыхание тоже имеет много особенностей. Скорость вентиляции лёгких мала - так полнее используется кислород вдыхаемого воздуха. Кроме того, между лёгкими и верхними дыхательными путями возникает перепад температур, у дельфина воздух в лёгких теплее на 9°С. Этого вполне достаточно, чтобы большая часть влаги конденсировалась и осталась в организме. Китообразные теряют при дыхании в три раза меньше воды, чем наземные звери.
Моржи и усатые киты находятся в наиболее трудном положении, ведь они питаются в основном беспозвоночными, концентрация солей в которых бывает даже выше, чем в морской воде. У этих животных через почки выделяется более концентрированная моча.