淡水魚は、一生の一部または全部を塩分濃度0.05％以下の淡水で過ごす魚です。
淡水魚は海水に対して低張性です。
そのため、体細胞内のイオン濃度は海水より低くなっています。
海水が移動すると、淡水魚の体内の水分が体外に移動し、脱水状態になり死に至る。
このように、浸透圧の違いが淡水魚が海水で生きられない主な理由です。
オスモラリティとは
浸透圧は、特定の溶液の溶質濃度の尺度です。
血漿浸透圧は、身体の電解質-水バランスの尺度です。
これは、溶媒1キログラムあたりの粒子数に比例する。
したがって、浸透率の異なる溶液は、異なるイオン濃度を持つ。
浸透率の異なる溶液間では、半透膜を隔てて水分子の受動的な拡散が起こります。
これを浸透圧という。
図1に浸透圧を示す。
図1: 浸透現象
イオン濃度が高い溶液を高張力溶液、イオン濃度が低い溶液を低張力溶液と呼びます。
水は低張溶液から高張溶液に移動する。
2つの溶液の浸透圧が同じである場合、それらは等張溶液と呼ばれます。
有効浸透圧勾配は、強壮度として知られている。
なぜ淡水魚は海水で生きられないのか？
淡水魚は淡水と等張性です。
つまり、淡水魚の体細胞には淡水と同程度の濃度のイオンが含まれています。
しかし、海水は淡水よりも高濃度のイオンを含んでいます。
そのため、淡水魚の体内細胞の細胞質は、海水に対して低張です。
すると、細胞質内の水分が細胞膜を通して海水中に移動する。
この過程は、細胞質のイオン濃度と塩水のイオン濃度が等しくなるまで行われる。
そのため、淡水魚は体内の水分を塩水に奪われる。
このため、海水中の淡水魚は脱水状態になる。
そのため、淡水魚は海水中で脱水し、やがて死んでしまう。
図2に高張力溶液中の浸透圧の流れを示す。
図2：高張力溶液中の浸透圧の流れ
これは、淡水魚の海水魚でも同じことが言える。
海水は高濃度のイオンを含んでいるので、海水魚の体も高濃度のイオンを含んでいる。
海水魚が淡水に投げ込まれると、海水魚の体は淡水に対して高張になる。
そのため、浸透圧によって海水魚の体内に水が移動し、海水魚が膨張する。
しかし、魚の中には、淡水と海水の両方で生活できるように適応した「オイリュハリン型」の魚がいる。
彼らは、異なる塩分濃度でも生存できるよう、独自の浸透圧調節機能を備えている。
結論
淡水魚は海水に対して低張性です。
そのため、海水中に投げ込むと体内の水分が外に出てしまう。
そのため、淡水魚は海水に対して低張性です。
