海水は塩辛すぎて飲めません!では、海に住む動物はどうやって真水を手に入れるのでしょうか?

水は生命の源であるとよく言われますが、人間が言う水は主に「真水」のことを指します。結局のところ、塩辛い海水は、どれだけ量が多くても喉の渇きを癒すことはできません。映画「ウォーターワールド」では、土の次に大切なものは真水です。

淡水資源は限られており貴重である

しかし、海に住む動物は人間ほど好き嫌いが激しいわけではありません。海水は塩辛すぎて飲めないとわかっていても、結局は飲むしかありません。しかし、海洋生物は「海水を飲む」という点では独自の技術を持っています。

それで、彼らはどうやって真水を手に入れるのでしょうか?

海洋生物も淡水を飲む必要があることが判明

海洋動物の脱塩技術

海水魚を食べたことがある人の多くは、海水魚自体が「とても塩辛い」味だと感じており、これは一年中海水を飲んでいることと深く関係していると考えています。

しかし、実は海に住む魚たちも、非常に塩分濃度の高い海水を毎日飲むことに耐えられないため、自らの体を使って「海水を淡水化」する方法を習得したのです。

魚は十分な酸素を供給するために水を必要とする

科学者の観察によれば、海に生息する多くの魚のえらには「塩化物分泌細胞」と呼ばれるものがある。これらの細胞は、魚のえらに秘密裏に設置された「海水淡水化装置」です。

この細胞は、海水が魚のえらに入った後に濾過し、魚が淡水資源を得るのを助けます。

塩化物分泌細胞とその構造の模式図

もちろん、この浄化は100％ではないので、多くの魚は腎臓を積極的に使って余分な塩分を代謝し、排泄します。

海水魚は体内の塩分バランスを保つために二刀流でアプローチしているとも言えますが、これは長年の進化の知恵なのでしょう。

海水魚における浸透圧調節の模式図

しかし、海水魚がまず海水を飲んでから濾過・浄化するという仕組みは、海洋哺乳類には当てはまりません。さらに、海に住む哺乳類にとって、真水はまさに「なくてはならないもの」です。この場合、彼らは海水を直接放棄することを選択するでしょう。

つまり、彼らが真水を得る手段は「食料」なのです。食べ物だけでどれくらいの水分を摂取できるのか疑問に思う人も多いかもしれません。本当に飲むだけで十分ですか？

海に生息する哺乳類

実際、海洋哺乳類はめったに汗をかかず、海の中で直接太陽に直面する必要もないため、水の必要性はそれほど高くありません。この場合、彼らはわざと海水を飲むわけではありません。

さらに、海には、よく知られているウミガメのように、「海水を淡水化する」という独自の能力を持つ動物がたくさんいます。この長寿の生き物も真水を飲む必要があります。

ウミガメは一生を海で過ごす

ウミガメが真水を得る方法は、実は海水魚のそれと少し似ています。つまり、まず海水を飲んでから「淡水化」作業を行うのです。

だからこそ、カメが陸に上がってくるのを見ると、多くの人がいつも涙を流すのです。それは彼らが土地を深く愛しているからではなく、単に塩を排泄しているだけなのです。

しかし、熱心な人間たちがこの現象を発見した後、亀が痛くて泣いているから卵を産んでいるのだと考える人もおり、「すべての物には感情がある」という諺も付け加えられました。他の人々は、これはカメが海から出た後、目を潤すために流した「目薬」だと信じていました。

「泣いている」ように見えるが、実は「塩分を排出している」

要するに、さまざまな意見がありますが、どれも正しくありません。科学者の観察によると、カメの眼窩の後ろに「塩腺」と呼ばれるものがあり、その機能はカメの体から余分な塩分を排出することだからです。この塩腺の出口はカメの目のすぐ隣にあるため、人々はカメが泣いていると錯覚するのです。

このことから、ウミガメの塩腺は実は海水魚のえらにある「塩化物分泌細胞」と同じ機能を持っていることがわかります。その機能は海水を浄化し、体内から塩分を排出することです。

塩腺の位置の模式図

では、この「フィルター」を持っているのは海洋生物だけなのでしょうか?

塩腺を持つ海鳥

明らかにそうではありません。自然界には海に生息しない生物もいますが、海鳥など海水を飲む必要がある生物もいます。例えば、カモメやアホウドリは青い空に属しているように見えますが、実際には海にも属しています。

海上を飛行中は、着陸できる場所を見つけるのが難しいだけでなく、淡水資源を見つけるのも困難です。そこで、環境に適応するために、これらの海鳥は塩分を排出するための塩腺を進化させました。結局のところ、海で泳ぎながら海水を飲むのは普通のことです。

海鳥の塩腺の位置の模式図

しかし、これらの海鳥が塩分を排出しているのを見ると、海水を飲むと同時に吐き出しているように思われます。なぜなら、海鳥の塩腺からの塩分の排出も非常に明白であり、ウミガメのそれとほぼ同じであると言えるからです。

バイオニクスの科学者によれば、塩腺は塩液を分泌し、それが鼻孔から口に流れ込み、その後口から滴り落ちるため、カモメやアホウドリが海水を飲んで吐き出しているように見えるという。

口から水が漏れる海鳥

つまり、動物も海水は塩辛すぎて飲めないことを知っているが、時には「飲まなければならない」ので、この選択を迫られた後、自らも進化することを選択するのだ。

海水を淡水化し、余分な塩分を排出するこの能力は、まさに人間が非常に羨むものです。世界の淡水資源は実際には非常に限られており、大量の海水は飲用できないため、人類は非常に苦しんでいます。

海は地球の表面の約71％を覆っている

人類は海水の淡水化も望んでいる

淡水資源を大量に必要とする種族である人類は、世界の淡水資源を大まかに統計的に分析して以来、どのような方法で淡水を増やすことができるかを考え続けてきました。

しかし、現在の淡水化方法の多くは高価すぎるため、海水を淡水に変換する人間の研究は困難を極めています。

データによれば、2008年に世界で海水淡水化によって生産された淡水の量は約5000×10^4m3/日で、そのうち中東が55%、米国が15%、ヨーロッパが9%、アジアが8%を占めています。深刻な水不足に陥っているサウジアラビア、イスラエル、その他の中東諸国の淡水の70%は海水淡水化によって供給されている。

世界の水資源分布の模式図

その後、「バイオニクス」が科学技術分野に進出し始め、多くの科学者が動物が長い進化の中で示してきた「知恵」、そしてこの知恵が適切に使用されれば人間が多くの困難を克服するのにも役立つことに気付きました。

そのため、近年、多くの科学者が海洋生物が海水を淡水化して真水を得る方法を模倣し、人類がより多くの真水資源を確保できるように努めてきました。

バイオニクスは生物学的本能を通じて人類に利益をもたらすことができる

例えば、海水魚が海水を淡水化するために使用する方法に基づいて、「電気透析」と呼ばれる海水を淡水化する新しい方法を開発しました。人類は現在この方法で海水の大規模な淡水化を達成することはできませんが、動物の知能を人間に役立てるこの方法は、それでも非常に優れています。

淡水資源がますます不足する中、人々は海水を淡水化する方法の急速な進歩を依然として期待しています。結局、人間は大陸で長く暮らしてきたので、上で紹介した生物のように進化の過程でゆっくりと「海水フィルター」を進化させることはできません。したがって、陸上の淡水資源が枯渇した場合、「海水を変換する」技術に頼るしかありません。

海水変換プロセスの概略図

この時点で、もし本当に飲み水がない状況に人間が直面したら、やはり海水を直接飲むだろうと考える人もいるかもしれません。しかし、科学者の研究によると、海水を直接飲む人は、水を飲まない人よりも早く死ぬ可能性があるという。

では、人間は海水を直接飲むことはできないのでしょうか?

澄んだ青い海

なぜ人間は海水を直接飲むことができないのでしょうか？

多くの人々の目には、身体を進化させたいなら、挑戦する勇気がなければならないと映ります。人間は極限の環境に直面しなければ進化するのは難しい。

確かにその通りだが、人間は海水を飲んだ後すぐに「特別な能力」を獲得するわけではない。進化には長い自然淘汰の過程が必要になることが多いからだ。

人間が海水を直接飲むことができないのは、体の器官がそれを許さないことが主な理由です。魚は海水を摂取すると、腎臓などの臓器を動員して積極的に海水を処理し、塩分を排出します。しかし、人間はこの点に関しては弱すぎます。腎臓の塩分排出機能は本当に限られています。

腎臓は最善を尽くしたと言っています！

科学者によると、人間の腎臓の塩分排泄濃度は2％未満に制限されているが、海水の塩分濃度は3.5％にも達する。つまり、海水を直接飲むと、腎臓がその負担に耐えられなくなってしまうのです。

適切に機能させるためには、海水を直接飲んだ後、大量の真水を飲んで薄める必要があります。この忙しい仕事は、彼ら自身の臓器を苦しめる以外に本質的な利益はありません。

海水中の溶解塩の模式図