Động vật dưới biển uống nước lọc bằng cách nào?

Sinh vật biển lấy nước lọc để duy trì sự sống như thế nào trong khi xung quanh toàn là nước mặn? Câu trả lời sẽ khiến bạn bất ngờ về sự tuyệt vời của tạo hóa!

Trên Trái đất, các đại dương chiếm 97,2% tài nguyên nước, các tảng băng trôi và sông băng chiếm 2,15%, nước ngầm chiếm 0,31% và hồ chiếm 0,009%; khí quyển (hơi nước) chiếm 0,001%, trong khi sông suối chỉ chiếm 0,0001%. Trong số đó, chỉ có nước ngọt trong nước ngầm, hồ, sông, suối mới được động vật, thực vật trên cạn sử dụng, nghĩa là lượng nước mà Trái đất có thể cung cấp cho sự sống trên cạn chỉ chiếm chưa đến 1% tổng lượng nước. Vậy sinh vật biển sống sót bằng cách nào?

Quá trình hình thành và tiến hóa của sự sống rất tinh tế. Vì các sinh vật biển không thể trực tiếp sử dụng nước biển, nên để thích nghi với môi trường sống, các sinh vật dưới biển sẽ trải qua một loạt quá trình tiến hóa liên tục để giải quyết vấn đề nồng độ nước biển cao và giúp chúng có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt này. Các sinh vật biển khác nhau áp dụng các chiến lược khác nhau.

Thực vật phổ biến trong sinh vật biển bao gồm rong biển, loài có khả năng thích nghi với môi trường nước biển có nồng độ muối cao, có thể thu được nước và muối vô cơ từ nước biển, sử dụng CO₂ hòa tan trong nước và tổng hợp các chất hữu cơ cần thiết thông qua diệp lục của chính nó và thông qua ánh sáng mặt trời để tạo ra các chất hữu cơ cần thiết để tồn tại.

Rong biển.

Đối với cá biển, để tồn tại, chúng đã tiến hóa các cơ quan với chức năng lọc độc đáo. Các loài cá biển sử dụng các tế bào tiết clo trong mang để lọc nước biển. Các tế bào tiết clo giống như một nhà máy vi xử lý trong mang cá, một mặt có nhiệm vụ phân tích lượng muối trong thủy vực, mặt khác giữ lại nguồn nước đủ tiêu chuẩn. Ngoài ra, một số loài cá sẽ thực hiện quá trình thanh lọc thứ cấp trong cơ thể của chúng, sử dụng tế bào, gan và các bộ phận khác của chính chúng để điều hòa và giảm lượng muối dư thừa trong cơ thể. Các cơ quan nội tạng có thể lọc sạch một lượng nhỏ nước biển, vừa đủ đáp ứng nhu cầu cung cấp cho cơ thể. Cấu trúc bên trong của hầu hết các loài cá thuộc loại "trực tràng" và nước chưa tinh khiết được thải trực tiếp qua hậu môn.

Cá biển đã tiến hóa các cơ quan với chức năng lọc độc đáo.

Cá voi là động vật có vú sống ở biển. Chúng có thể nuốt trực tiếp nước biển và sau đó lọc nước thông qua quả thận đặc biệt của chúng. Ruột và dạ dày của chúng có một lớp dày niêm mạc đặc biệt không chỉ có thể lọc nước biển mà còn giúp ruột không bị trầy xước do ăn phải vật sắc nhọn. Sau nhiều lớp sàng lọc và tiêu hóa, những chất đủ tiêu chuẩn sẽ được hấp thụ và sử dụng, còn những chất không đủ tiêu chuẩn sẽ bị đào thải ra ngoài, nhờ đó những con cá voi khổng lồ có thể sống tự do trong đại dương.

Khi cá mập bài tiết, chúng không bài tiết nước tiểu ra khỏi cơ thể mà tích tụ dưới da cơ thể.

Cá mập trắng
Cá mập.

Khi cá mập hút nước biển qua bề mặt cơ thể, muối không thể xâm nhập do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu hình thành giữa urê ở vỏ não và nước biển bên trong cá mập. Thành phần của vỏ não và urê hoạt động giống như một hàng rào lọc nước tự nhiên, cho phép cá mập bổ sung nước mọi lúc mọi nơi.

Rùa cũng có cách thanh lọc độc đáo, khi nước biển xâm nhập vào cơ thể, muối trong đó sẽ bị quá trình lọc tế bào đặc biệt lấy đi, tích tụ gần tuyến lệ, hòa tan theo nước mắt và đào thải ra ngoài.

Cách chim biển làm sạch nước biển cũng tương tự như rùa biển, chúng thải ra các chất có chứa tinh thể muối qua lỗ mũi.

Sự sống sót của kẻ mạnh và sự tiến hóa đa dạng sinh học qua hàng triệu năm đã tạo nên môi trường sinh thái hiện tại của Trái đất.

Cập nhật: 11/01/2024 VH&PT