我们人类赖以生活的地球是太阳系八大行星之一,已有40至46亿岁,是一个两极略鼓的不规则椭圆形球体。地球表面积5.1亿平方公里,其中71%为海洋,29%为陆地。从太空中看地球,地球是一个蓝色的星球,它的周围大部分被水包围。地球外部分为水圈、大气圈和磁场。核、幔、壳组成了地球的内部结构。地球上生活着上百万种的生物,它是目前宇宙中发现能够维持生物生命和生存的唯一的星球。

由于海水是从地球而来,因此海水中应该含有地球上所有的元素,但目前经过测定的仅有80多种。海水的含盐量非常高,被称为盐的“故乡”,其中90%左右是氯化钠,也就是食盐。另外还有氯化镁、硫酸镁、碳酸镁、钾、碘、钠、镍等元素。氯化镁味道是苦的,加上比重大的氯化钠,因此,海水喝起来是咸而苦的。
另一种观点认为,最初的海水就是咸的。因为提出这种说法的科学家,他们长期地观测海水中盐分的变化,发现海水中的盐分并不是随着时间而增加。但是在地球发展的各个时期中,海水中所含有的盐分的数量和成分都有所不同,产生这种变化的原因,至今仍在探索之中。
地球上的生命起源于海洋,其中一些海洋生物至今仍处于比较原始的状态。最早的海洋生物是单细胞的,通过细胞膜与海洋生态环境隔离开来。那时候的原始海洋含盐度较高,所以这种细胞膜不仅能够
保存远古时代记忆的细胞知觉,而且还能过滤从中通过的化学物质。但是它必须保持细胞内部环境的完整性,因此海洋生物的内部环境比外部环境含盐度要低。
事实上存在着两种生物:一种是细胞内成分能适应外部含盐度变化的生物,称为“渗透适应者(osmoconformer)”;另一种是在外部含度波动的情况下内部成分保持不变的生物,称为“渗透调节者(osmoregulator)”。软体动物生活在含盐度不断变化的环境里,属于第一种生物。做一个简单的实验就可以确定某一海洋生物是渗透适应者还是渗透调节者,你只需要称一下这个动物在浸入淡水前后的重量。如果是渗透适应者,水分进入它的细胞,造成其组织内外含盐量的不均衡,几乎立刻导致它的重量增加。
从进化的角度来考虑最简单、最古老的单细胞生物,可以看到他们都体现着“间隔化”,即细胞膜将其内部和外面的世界分离开来,这种细胞膜既间隔又连接,每一个细胞必须与外部的环境有持续的交流(比如营养和排泄)。这样,不同的化学物质从两个不同的方向通过细胞膜。
由于海洋的含盐度确实随着时间的流逝而不断增高,一个特定的生物要么适应这种变化,逐渐增加其含盐度,要么找到可以维持其细胞内含盐度不变的一种办法。不管是单细胞还是多细胞生物,很多生物的含盐度一般都比现在海洋的含盐度要低,仿佛它们其细胞里保存、记忆了远古海洋的信息。但是,面对一个含盐度逐渐升高的环境,它们是怎样保持完整性的呢?首先就要了解渗透进化包括什么?气泡或气球的球状外形和体积能平衡里外两种压力。当两种压力处于平衡状态时,气泡和气球保持静止,否则它们就向能够确定或重新确定这种平衡的方向飘动。如果刺破气球皮,气体突然排出可能导致灾难。我们观察肥皂泡时也能看到同样的情况,所谓肥皂泡就是肥皂水薄膜里含有少量的空气。如果这种五颜六色的非常薄的膜被尖锐的物体刺破,气体会突然排出,气泡随之消失。生物的细胞也像小袋子一样,乍看是球形的,一种外壳将其内部和外部环境分离开来。这两种环境,即细胞内环境与细胞外环境,由含有其他各种化学物质的盐水组成。细胞内的水分占我们身体水分总量的三分之二。另外的三分之一是以血液以及供应各种组织、肌肉、肾或者大脑细胞的水分。如果你吃咸的食物,体内细胞外水分中盐的含量几乎立刻升高。从这时起,细胞外环境的含盐量就比细胞内环境的高。针对这种不平衡,大自然已经为生物细胞膜选择性地渗透进化提供了一种完美的机制,即水分通过细胞膜离开细胞,重新与细胞外的钠结合。但这样做有一个代价,那就是细胞的脱水。所以你必须喝水以补充细胞内水分含量,使其回到原来的水平。
细胞的诞生代表着生命的起源,从原始细胞“间隔化”以及水产动物细胞渗透调节和渗透适应中我们也能看出:是否能够对于外部环境(盐度)进行适应与调节是生命诞生的一大重要特征,也是细胞能否在复杂环境中独立存活的关键要素。当真正能够适应环境的细胞诞生后,生命便开始走向进化这条无比艰辛却又多姿多彩的道路。

