Tại sao cá nước ngọt không sống được ở nước mặn (và ngược lại)?

Để trả lời và hiểu được câu hỏi của bạn thì chúng ta cần đề cập đến Hiện tượng thẩm thấu (Osmosis).

A. Hiện tượng thẩm thấu là gì?

Là sự chuyển động của các phân tử dung môi qua màng tế bào bán thấm (Semipermeable membranes) theo hướng từ nơi có áp suất (nồng độ) thẩm thấu thấp đến nơi có áp suất (nồng độ) thẩm thấu cao hơn.

Màng tế bào bán thấm là một rào chán với những cái lỗ nhỏ ngăn chặn các phân tử lớn như đường, muối, hoặc các nồng độ chất khác đi qua, nhưng đủ lớn để các phân tử nhỏ như nước di chuyển giữa hai môi trường trong và ngoài màng tế bào.

Ví dụ, nếu bạn thả một trái nho khô vào trong cốc nước ngọt, trái nho sẽ sớm phình lên. Điều này được giải thích bởi vì nồng độ đường ở trong quả nho lớn hơn so với nước ngọt, nên các phân tử nước sẽ thẩm thấu vào trong trái nho. Tuy nhiên, nếu bạn thả trái nho vào trong cốc nước muối bão hòa - một dung dịch có nồng độ thẩm thấu cao hơn, nó thậm chí sẽ teo lại hơn so với ban đầu vì nước từ trong trái nó thẩm thấu ra ngoài.

B. Thế cá nước ngọt có thể sống trong nước mặn không? Và ngược lại thì sao?

Cá nước ngọt không thể sống trong nước mặn vì nồng độ muối trong nước biển quá lớn. Nước ở trong cơ thể cá sẽ thẩm thấu ra khỏi các tế bào của nó, dẫn đến sự mất nước và cuối cùng là cái chết.

Tương tự, cá nước mặn không thể sống trong nước ngọt vì chúng có nồng độ muối cao hơn trong cơ thể của chúng so môi trường bên ngoài. Cơ chế thẩm thấu sẽ khiến nước thấm vào cơ thể chúng và tích tụ ở trong các tế bào, làm chúng phồng lên và dẫn đến cái chết không thể tránh khỏi.

C. Các cá thể đặc biệt.

Mặc dù vậy, một số loại cá có thể sinh tồn trong cả hai môi trường nước. Chúng được phân vào nhóm cá rộng muối (Euryhaline fish). Loài cá này có thể chịu đựng và di cư vào trong hai môi trường nước vào một khoảng/điểm thời gian nhất định. Chúng được chia thành 2 loại: Anadromous (di cư vào sông) và Catadromous (di cư ra biển).

- Nhóm Anadromous được sinh ra ở trong môi trường nước ngọt, nhưng hầu hết dành thời gian trong quãng đời của nó ở biển cả. Nhóm cá này chỉ quay trở về nước ngọt để để trứng, điển hình như cá hồi, cá vược sọc, cá trích, cá tầm, v.v.

- Nhóm Catadromous, ngược lại, sống ở môi trường nước ngọt và chỉ di cư đến vùng biển thông qua đường sông để đẻ trứng, ví dụ như loài cá chình Bắc Mĩ.

Tuy nhiên, kể cả như vậy, nhóm cá rộng muối vẫn cần thời gian để cơ thể thích nghi với nồng độ muối khác so với môi trường sống quen thuộc của nó. Bằng cách kết hợp các nồng độ muối của các môi trường sống khác nhau với từng giai đoạn sống khác nhau của hcusng, cá rộng muối có thể cân bằng giữa nồng độ muối trong cơ thể chúng với môi trường xung quanh.