الأسماك محاطة بالمياه باستمرار، لكن هل تشعر بالعطش؟ وكيف سيشربون حتى؟ وللإجابة على هذا السؤال، من المهم أن نفهم كيف يتفاعل الماء - وهو مذيب - مع مواد أخرى مثل الملح، وهو مادة مذابة، عبر غشاء الخلية.
وتعتمد كمية الماء التي تشربها السمكة على ملوحة البيئة المحيطة بها، علماً بأنه من خلال عملية تسمى التناضح، يتدفق الماء عبر الغشاء من المناطق ذات التركيزات المنخفضة من المواد المذابة إلى المناطق ذات التركيزات العالية من المواد المذابة حتى تتمكن الخلية من الوصول إلى نوع من التوازن مع بيئتها الخارجية.
كمية المياه
وتعتمد كمية المياه التي تستهلكها الأسماك حقًا على كمية الملح الموجودة في البيئة المحيطة بها. في حين أن الأسماك تشرب بعض الماء - المالح أو الطازج، اعتمادًا على البيئة المحيطة بها - من خلال أفواهها، فإنها في الغالب تمتصه من خلال جلدها وخياشيمها عن طريق التناضح.
يقول تيم جرابوسكي، عالم الأحياء البحرية في جامعة هاواي، لموقع Live Science، في معرض إجابته على سؤال حول شعور الأسماك بالعطش: "عليك أن تفكر في السمكة كنوع من القارب المتسرب في الماء"، مضيفاً: "لديك باستمرار حركة إما الماء أو الأملاح الموجودة في الماء بين جسم السمكة والبيئة الخارجية".
لنبدأ بكيفية بقاء الأسماك في المحيط رطبة. تحتوي مياه البحر على ما يقرب من 4.7 أوقية من الملح المذاب لكل جالون (35 جرامًا لكل لتر)، في حين أن معظم دم الأسماك يحتوي على ما يقرب من 1.2 أوقية من الملح لكل جالون (9 جرام لكل لتر).
وذكر جرابوفسكي أن هذا الخلل "سيؤدي باستمرار إلى فقدان الأسماك للماء بسبب البيئة الخارجية وغزو الملح إلى خلاياها وداخل جسمها، إن أسماك المياه المالحة تشعر بالعطش دائمًا. إنها تشرب طوال الوقت".
خلايا متخصصة
تحتاج هذه الأسماك إلى وسيلة للاحتفاظ بالمياه التي تشربها من المحيط مع التخلص من الملح. وللقيام بذلك، وحتى لا يؤدي الأمر إلى الشعور بالعطش، تمتلك الأسماك خلايا متخصصة في خياشيمها تسمى خلايا الكلوريد، والتي تعمل بشكل أساسي كمضخات صغيرة تدفع الملح بشكل فعال إلى خارج أجسامها. للحفاظ على أكبر قدر ممكن من الماء، نادرًا ما تتبول الأسماك البحرية، وعندما تفعل ذلك، يكون بولها مالحًا بشكل استثنائي.
وتواجه أسماك المياه العذبة التحدي المعاكس تمامًا للأسماك البحرية عندما يتعلق الأمر بالمياه، وفقًا لميلاني ستياسني، أمينة قسم علم الأسماك في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي في مدينة نيويورك.
تقول ستياسني لموقع Live Science: "إذا كنت من أسماك المياه العذبة، فستواجه مشكلة لأن الماء يتم ضخه باستمرار داخلك". يمكن أن يكون تناول الكثير من الماء أمراً سيئاً لأنه يمكن أن يخفف محتوى الملح في الجسم، وهو أمر بالغ الأهمية لتنظيم ضغط الدم ودعم وظيفة العضلات. تقضي أسماك المياه العذبة كل وقتها في محاولة إبعاد الماء عن أجسامها ولا تشربه أبدًا، على الأقل عن قصد.
ويقول جرابوسكي: "قد تستهلك [أسماك المياه العذبة] الماء بالصدفة عندما تتغذى وأشياء من هذا القبيل، لكنها لا تشرب أي ماء على الإطلاق". وأضاف أنه من أجل مكافحة هذا الوابل المستمر من السوائل، "فإنه يتبول بشكل مستمر". ولكن لا داعي للقلق بشأن السباحة في مجموعة من الأسماك التي تتبول في البحيرات أو الأنهار؛ وقال جرابوسكي إن البول يتكون في الغالب من الماء فقط.
كما هو الحال مع أسماك المحيط، تحتوي أسماك المياه العذبة أيضًا على خلايا كلوريد، لكن مضخاتها تعمل عن طريق سحب الملح إلى أجسامها بدلاً من إخراجها منها. ومع ذلك، فإن تشغيل هذه المضخات يمكن أن يستغرق الكثير من الجهد.
تكلفة خاصة
وتقول ستياسني: "[المياه] تأتي بشكل سلبي، ولكن يجب إزالتها بقوة". "هناك تكلفة لذلك، خاصة بالنسبة لأسماك المياه المالحة التي يتعين عليها حقًا ضخ كل هذا الملح الذي جلبته إلى نظامها من خلال شرب الكثير من الماء."
هناك بعض الأسماك التي تتبع قواعد مختلفة تمامًا لمياه الشرب. على سبيل المثال، تحتفظ أسماك القرش بتركيزات عالية من اليوريا - وهو منتج ثانوي مالح للأمونيا - في أجسامها. وتذكر ستياسني: "[أسماك القرش] توقف هذا التدفق السلبي للمياه لأنها قامت بموازنتها مع اليوريا ودمها، لذا فهي في الأساس مالحة مثل المياه المالحة". عندما تمتص أسماك القرش مياه البحر، فإنها تطرد الملح الزائد من خلال خلايا الكلوريد في غدة في المستقيم.
وبغض النظر عن الآلية، فإن مفتاح البقاء رطبًا لجميع الأسماك هو إيجاد التوازن المالح المثالي.
اقرأ أيضاً:
الطاقة المستدامة.. العلماء يصنعون بطارية باستخدام الهيموجلوبين!
