你想過(guò)沒，魚整天泡在海里，它們渴了咋辦？

1982年有個(gè)叫史蒂夫·卡拉漢的水手，在大西洋上漂了76天才得救。他后來(lái)說(shuō)，最要命的不是沒吃的，而是周圍全是水，卻一口都不能喝，海水太咸了，越喝越完蛋。

你看，連人都知道不能喝海水，那海洋動(dòng)物呢？它們一輩子就活在海里，難道不渴嗎？要是渴了，它們又怎么搞到能喝的水呢？

海水為什么不能隨便喝？

海水平均鹽度大約是3.5%，也就是每升海水里約35克鹽。而大多數(shù)脊椎動(dòng)物體液（血漿等）的滲透壓相當(dāng)于鹽度約0.9%左右的“等滲鹽水”。這意味著，如果它們的身體內(nèi)部比外界“更淡”，水就會(huì)順著滲透壓梯度往外跑，像把一塊黃瓜撒鹽，水自己就滲出來(lái)。

對(duì)很多海洋動(dòng)物來(lái)說(shuō)，喝下海水，相當(dāng)于把一個(gè)更濃的溶液倒進(jìn)體內(nèi)。腸道會(huì)吸收水，但也會(huì)把大量鹽一并帶進(jìn)來(lái)，為了把多余鹽排出去，它們必須用腎臟或其他器官再“帶水排鹽”。如果排鹽的方式不夠精細(xì)，最后的凈結(jié)果就是，喝得越多，尿里帶走的水越多，反而更脫水。

所以每一種海洋動(dòng)物都必須演化出自己的"海水處理系統(tǒng)"把鹽排出去，把水留下來(lái)。下面我們來(lái)看看這些海洋動(dòng)物都是怎么處理海水的呢？

硬骨魚：一邊狂喝一邊狂排

海洋硬骨魚（比如金槍魚、鱸魚、沙丁魚）是最典型的"主動(dòng)喝水派"。由于體液鹽濃度比海水低得多，水分會(huì)不斷從鰓和皮膚滲透流失。為了補(bǔ)水，一條普通的海水硬骨魚每天要喝下相當(dāng)于體重10%到20%的海水。換算成人類，相當(dāng)于每天喝7到14升咸得發(fā)苦的鹽水。

喝下去容易，問題是怎么處理這一肚子鹽？真正的排鹽主力是鰓上一種叫"氯細(xì)胞"的特化細(xì)胞。這些細(xì)胞密密麻麻分布在鰓絲上，里面塞滿了線粒體，專門為主動(dòng)運(yùn)輸離子提供能量。

而細(xì)胞膜上有一種叫Na?/K?-ATP酶的蛋白質(zhì)，像微型水泵一樣消耗能量把鈉離子和氯離子強(qiáng)行泵出體外。整個(gè)過(guò)程就像你家里裝了一臺(tái)功率驚人的抽水機(jī)，24小時(shí)不停運(yùn)轉(zhuǎn)，只不過(guò)抽的不是水，是鹽。

這個(gè)過(guò)程有多耗能？研究顯示，海水硬骨魚用于滲透壓調(diào)節(jié)的能量消耗可占基礎(chǔ)代謝的10%到25%，相當(dāng)一部分"口糧"不是用來(lái)游泳，而是用來(lái)排鹽。

1930年代，丹麥生理學(xué)家奧古斯特·克羅格最早揭示了魚類鰓的離子調(diào)節(jié)功能，發(fā)現(xiàn)海水魚拼命往外排鹽，淡水魚拼命往里吸鹽，同一個(gè)器官，完全相反的任務(wù)。

更有意思的是，有些洄游魚類比如三文魚，一生中要在淡水和海水之間切換，它們的氯細(xì)胞可以在幾天內(nèi)"重新編程"，從吸鹽模式切換到排鹽模式，這種生理可塑性至今讓科學(xué)家著迷。

鯊魚：用尿素把自己變"咸"

鯊魚和鰩魚等走了一條完全不同的路：它們不想對(duì)抗?jié)B透壓，而是選擇"加入"它。

鯊魚血液里保留了大量尿素和氧化三甲胺。尿素是蛋白質(zhì)代謝的廢物，對(duì)大多數(shù)動(dòng)物來(lái)說(shuō)濃度一高就有毒，但鯊魚血液中的尿素濃度可達(dá)350毫摩爾/升以上，是哺乳動(dòng)物的100倍左右。

這樣一來(lái)，鯊魚的體液滲透壓被拉高到和海水差不多，水分不會(huì)往外跑，反而會(huì)有少量水通過(guò)鰓滲透進(jìn)來(lái)。理論上講，鯊魚根本不需要"喝"水。

但這里有個(gè)問題：尿素濃度這么高，為什么不會(huì)毒死鯊魚自己？主要是因?yàn)檠趸装防?。這種物質(zhì)可以穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，抵消尿素的毒性。鯊魚體內(nèi)尿素和氧化三甲胺的比例通常維持在2:1左右，但這個(gè)配比不是隨便定的，而是經(jīng)過(guò)幾億年演化篩選出的最優(yōu)比。

1950年代，美國(guó)生理學(xué)家霍默·史密斯發(fā)現(xiàn)鯊魚腎臟的設(shè)計(jì)有點(diǎn)反直覺，它們不是排尿素，而是拼命回收尿素。腎小管里有專門的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白把濾出去的尿素重新吸回血液。

這種策略代價(jià)也不小，肝臟要不斷合成尿素，還得同時(shí)維持氧化三甲胺的濃度平衡，但在海水生存的語(yǔ)境下，這恰恰是最省能量的解法。

有趣的是，當(dāng)牛鯊游進(jìn)淡水河流時(shí)，它們會(huì)在幾天內(nèi)主動(dòng)降低體內(nèi)尿素濃度近一半，說(shuō)明這套系統(tǒng)是可以靈活調(diào)節(jié)的。

海洋哺乳動(dòng)物：根本不喝水，水從食物里來(lái)

鯨魚、海豚、海豹這些海洋哺乳動(dòng)物呢？答案出人意料：它們壓根就不怎么喝海水。

《海洋哺乳動(dòng)物科學(xué)》指出：大多數(shù)海洋哺乳動(dòng)物的主要水分來(lái)源是食物中的水和代謝水，而非直接飲用海水。

魚類體液鹽濃度只有海水的三分之一，一條魚大約70%是水分，海豚吃下一公斤魚就等于攝入了700毫升低鹽水。另一個(gè)水源更巧妙，脂肪代謝會(huì)產(chǎn)生"代謝水"，每100克脂肪氧化可產(chǎn)生約107毫升水。藍(lán)鯨一天吃4噸磷蝦，光代謝水就能產(chǎn)生數(shù)百升。

這也解釋了為什么海洋哺乳動(dòng)物普遍擁有厚厚的脂肪層。鯨脂不僅是保溫層，也是一座"移動(dòng)水庫(kù)"。當(dāng)食物短缺時(shí)，分解脂肪既能提供能量，又能釋放水分，一舉兩得。駱駝駝峰的原理其實(shí)也差不多，只不過(guò)一個(gè)在沙漠，一個(gè)在海洋。

當(dāng)然吃東西時(shí)難免吞入一些海水，海洋哺乳動(dòng)物的腎臟確實(shí)比陸地親戚更強(qiáng)大，能產(chǎn)生高度濃縮的尿液。海豹尿液的滲透壓可達(dá)血漿的4到5倍，而人類最多只能達(dá)到約4倍。但這套設(shè)計(jì)不是為了"喝海水后排鹽"，而是為了"榨干每一滴食物里的水"。

海鳥和海龜：鹽腺這個(gè)神器

海鳥的策略又不一樣。信天翁、海鷗這些鳥類頭骨上有一對(duì)特殊的"鹽腺"，位于眼眶上方，可以分泌濃度比海水還高的鹽溶液，通過(guò)鼻孔滴出去。

1957年，瑞典生理學(xué)家施密特-尼爾森首次詳細(xì)描述了這套機(jī)制，發(fā)現(xiàn)鹽腺的排鹽效率比腎臟高得多，能在幾分鐘內(nèi)把多余鹽分排出去。信天翁進(jìn)食后會(huì)從鼻孔不停"滴水"，那不是鼻涕，是高濃度鹽水。

鹽腺的出現(xiàn)從演化角度看是一個(gè)關(guān)鍵突破。鳥類腎臟的濃縮能力本來(lái)就不如哺乳動(dòng)物，它們沒有哺乳動(dòng)物那種長(zhǎng)長(zhǎng)的腎小管髓袢，無(wú)法產(chǎn)生高度濃縮的尿液。如果光靠腎臟排鹽，海鳥早就脫水而死了。

鹽腺等于給它們開了一條"VIP通道"，專門處理鈉和氯這兩個(gè)最麻煩的離子，讓腎臟可以專心干別的活。沒有鹽腺的鳥類至今無(wú)法真正成為海洋物種，這就是為什么麻雀不會(huì)去海上討生活。

你可能不知道，海龜?shù)柠}腺是在眼睛后面，這就是為什么海龜上岸產(chǎn)卵時(shí)看起來(lái)總在"流淚"，那不是悲傷，是在排鹽。海龜鹽腺分泌的液體鹽濃度可達(dá)海水的兩倍，每排出一滴"眼淚"，就能帶走比等量海水更多的鹽分。

1959年的研究測(cè)量發(fā)現(xiàn)，綠海龜進(jìn)食后鹽腺分泌速率會(huì)大幅提升，幾分鐘內(nèi)就開始加速"流淚"，響應(yīng)速度相當(dāng)驚人。

寫在最后

海洋動(dòng)物的喝水問題，本質(zhì)上是一場(chǎng)和滲透壓法則的永恒博弈。有的選擇對(duì)抗，有的選擇妥協(xié)，有的另辟蹊徑，但無(wú)論哪條路，背后都是幾億年演化積累下來(lái)的精密工程。

海里看似到處是水，但對(duì)生命來(lái)說(shuō)，真正稀缺的從來(lái)不是“水”，而是“能留下的水”。它們不是在海里喝水，它們是在鹽的圍城里，把每一口水都算清楚。我們站在岸上覺得理所當(dāng)然的淡水，對(duì)它們來(lái)說(shuō)，其實(shí)是一種奢侈品。