动物的水分平衡在线视频

同学们好

上节课我们讲授了水的生态作用

以及在不同水分条件下

植物形成的各种生态型

也就是在不同的水分条件下

植物主要以

怎样的形态和结构来适应的

这节课

我们认识一下水生动物

是如何适应周围环境的

动物和植物相似

也必须保持体内的水分平衡

对水生动物来说

保持体内水分得失和平衡

主要依赖渗透作用

首先

我们了解一下水生动物的类型

水生动物一般分为海洋动物

和低盐环境

或淡水环境中的动物两大类

海洋动物又分等渗动物

低渗动物和高渗动物

等渗动物一般不会由于

渗透作用而失去或得到水

但排泄代谢废物的时候

会损失一部分水

因此动物必须从以下几个方面

摄取少量水分

第一

从食物中获得水分

第二

饮用海水并排出其中的溶质

第三

食物同化过程中产生的代谢水

等渗动物所需要的水量很少

一般不需要饮用海水

有时代谢水的多余部分还需要靠

通过渗透作用排出体外

比如海胆

高渗动物的血液渗透浓度比海水高

对这些动物来说

体外的水会渗透到体内来

过剩的水需要通过排泄器官排出体外

比如龙虾和海月水母

低渗鱼类体内的渗透浓度低于海水

因此体内的水分将向外渗透

如果要保持体内的水分平衡

这些鱼类就需要从食物

代谢过程或直接饮用海水来获得水分

由于鱼类代谢过程产生的水

和从食物中摄取的水是有限的

因此饮用海水

成了弥补失水的主要方法

但饮用海水

会将多余的溶质也吸收到身体中

所以

低渗鱼类必须有发达的排泄器官

以便把饮水中的大量溶质排泄出去

比如

低渗的硬骨和软骨鱼类

分别是通过鳃和直肠腺

将多余的溶质排泄出去的

这些排盐组织的细胞膜上

有钾离子泵和钠离子泵

可以主动把钾

和钠通过细胞膜排出体外

这是一个耗能的过程

美洲鳗鲡

在生活过程中要从淡水

迁入海水

当它接触海水后

成为低渗动物

由于饮用海水时会摄取一部分钠

而使血液的渗透浓度增加

接着一些细胞便会出现脱水现象

此时

肾上腺皮质增加

皮质甾醇的分泌

这种激素有两个方面的作用

一是能使分泌氯化物的细胞

从鳃内迁移到鳃的表面

也就是说使这些细胞换一个位置

二是在短时间内

在这些细胞膜内

形成大量的钠离子和钾离子泵

美洲鳗鲡在进入海水后的几天之内

排盐机制便可以形成

开始把从海水中摄取的

多余的钠和钾排出体外

实现血液的低渗调节

同学们

以上就是关于不同类型

海洋动物的渗透调节方式

接下来我们了解生活在

低盐和淡水环境中的动物

是如何进行渗透调节的

在海河交汇处一般是低盐环境

这里的渗透浓度波动性较大

当生活在海水中的动物

游到海岸潮汐区的河流入海口附近时

环境的渗透浓度下降

动物血液的渗透压高于周围的环境

所以动物必须对它们

体内的渗透浓度进行调节

变渗动物可以降低自己

体液的渗透浓度

以和环境浓度保持等渗

恒渗动物的体液

则保持恒定

不随环境改变而改变

那 么它们在新环境中

则成为了高渗动物

排泄器官需要把多余的水分排出体外

一直生活在淡水中的动物

由于体液的渗透浓度高于环境

所以水会不断地渗入体内

多余的水以尿的形式排出体外

随尿丢失的溶质

可从食物中得到一部分

鳃也能主动从水中摄取一部分

保证了体内盐离子的平衡

下面我们来认识陆生动物的水分平衡

陆生动物体内的含水量

一般比环境要高

因此常常因蒸发而失水

另外在排泄过程中也会损失一些水

失去的水再从食物

饮水和代谢水那里得到补充

以保持体内的水分平衡

因为水中是含有各种溶质的

因此动物与环境之间的水分交换

也伴随着物质的交换

陆生动物和水生动物一样

细胞内需要保持

最适的含水量和溶质浓度

陆生动物要维持生存

必须使失

水与得水达到平衡

动物在陆生环境失水的主要途径

是皮肤蒸发

呼吸失水和排泄失水

我们应该都有过这样的体验

当我们跑了很长的距离后

浑身都湿透了

这个时候会感觉口渴难耐

这种情况说明我们通过

皮肤蒸发和呼吸

失去了不少水分

丢失的水分主要从食物

代谢水

和直接饮水

三分面得到弥补

但在有些环境中

比如沙漠

水是稀少的

所以单靠饮水

远远不能满足动物对水分的需要

因此

动物在进化过程中形成了

各种减少

或限制失水的适应

陆生动物皮肤的含水量比其它组织少

因此可以减缓水穿过皮肤

有很多蜥蜴和蛇

其皮肤中的脂类可以限制水的移动

科学家通过实验的方法

把这些脂类从皮肤中除去

皮肤的透水性就会急剧增加

陆生昆虫利用器官系统来进行呼吸

而气门是由气门瓣来控制的

只有当气门瓣打开的时候

才能与环境

进行最大限度的气体和水分交换

节肢动物的体表

有一层几丁质的外骨骼

有些种类

在外骨骼的表面还有很薄的蜡质层

可以有效地防止水分的蒸发

鸟类

哺乳类的鼻道温度

低于肺表面

来自肺的湿热气遇冷后

就会凝结在鼻道内表面并被回收

居住在干燥荒漠的更格芦鼠

的鼻道迂回曲折

大大增加了鼻道内的表面积

减少排泄失水

是很多陆生动物

保持水平衡的另外一个有效的机制

许多荒漠鸟兽具有良好的

重吸收水分的肾脏

人尿中的盐离子浓度

比血浆中的浓度高3倍

但更格芦鼠尿中的盐浓度

却可以比血浆中的高14倍

许多研究表明

越是栖息于干旱环境的兽类

其尿液中盐离子的浓度

比血浆中高出的倍数也越大

含氮废物的排出方式

也是减少排泄失水的一种途径

大多数水生生物

以铵的形式排出含氮废物

但铵有一定的毒性

水生生物在它的浓度

达到对身体有害之前就迅速排出体外

排出铵节约能量

但耗水量大

排出1g铵需水量约为

300-500ml

陆生动物则无法为排氮

而承受如此大量的水分丧失

因此在蛋白质代谢中

常常产生毒性较小的尿素

或尿酸

随着浓缩的尿液排出体外

两栖类和兽类排泄尿素

爬行类

鸟类及昆虫排泄尿酸

排泄1g尿素与尿酸

需水量分别为50ml和10ml

在炎热干燥的沙漠生境中

有些动物甚至可以

结晶状态排出尿酸

显示了对陆生生活的节水适应

虽然减少呼吸和体表蒸发有助于保持

体内的水分

但却增加了陆生动物

在高温下体温调节的困难

一些陆生动物通过

体温波动来散热

例如

黄鼠体内的酶系统

与大多数动物相比

其保持活性的温度范围要宽得多

它的体温常常超出环境温度

以此维持散热

但当体温达到最高点42℃时

它会躲避到地下洞穴中去降温

还有不少陆生动物

是通过行为变化适应干热环境的

如荒漠地带的蝉与昆虫

白天炎热干燥时

它们待在潮湿的地洞中

夜间气温较为凉爽

它们才到地面活动觅食

在有季节性降雨的干热地区

动物会出现夏眠

如黄鼠狼和肺鱼

在夏眠时体温大约下降5℃

代谢率也大幅降低

从而度过炎热少雨时期

好了

这节课我们就介绍到这里

同学们

下节课再见