2月26日，科學家在《科學進展》雜誌Science Advances上發表了一篇論文，說一些魚的尿對生態系統特別有價值，甚至關係到數百萬人的食物供應。乍一看不大可思議，這到底是怎麼一回事。
天吶——魚是怎麼撒尿的？
和你一樣，魚也要喝水，喝了水自然要排出來，不然水越來越多，魚就被水撐炸了。當然，在被炸死之前，它更有可能被魚尿中過量的有毒物質毒死。因此，為了排出過多的水分，同時把對魚體有毒的物質排出去，魚也有腎。
魚的腎臟形狀各種各樣，這取決於魚的物種。有些腎是長條形的，比如鰻魚；有些腎比較緊湊，比如琵琶魚。腎臟就是為了處理這些多餘的水分，處理過的水分對身體就沒什麼作用了，被稱為“尿液”。排出尿液總得有個出口，淡水硬骨魚的出口就是洩殖腔，位於尾部下方的一個小口，排尿量較大，鹽分較少；海水硬骨魚雖然也是從洩殖腔排尿，但尿量比較少，鹽分很多，大多數水分從鰓排出。簡單來說，淡水硬骨魚尿比較多，海水硬骨魚尿比較少。
圖源：https://www.zhihu.com/question/270510581/answer/356507987
魚尿 VS 人尿？
雖然魚尿的基本組成成分相同，即水、無機物、有機物，但細分下來，不同魚類的尿液成分有很大的區別。淡水硬骨魚類可以通過鰓將氨排出體外，所以氨的含量在尿中很少；海水硬骨魚因缺少水分，又或者酶系統不同，多數將氨轉變為氧化三甲胺、尿素、尿酸等排出體外；海水軟骨魚類的尿液尿素含量較高。
不管是水裡的植物，還是陸地上的植物，它們都需要養分。尿液中含有氮、磷、鉀，這些都是植物生長所必須的元素。為了滿足農業生產需求，傳統生產方式或開採礦石或從空氣中提取這些寶貴元素，然後生產出你所熟知的肥料。所以魚的尿液可以給這些植物提供養分。
你也許聽說過一個知識：人如果對著植物尿尿，本以為給它養分，做的是好事，結果卻把好事辦砸了，只會把植物燒死。難道魚的尿就不會把海里的植物燒死嗎？
人的尿之所以可以把植物燒死，是因為尿中除了水還有各種其他溶質。 正常人尿液中大概含有3%-4%的固體物質，換句話說，一升的尿有30-40克的物質。而不利於動物生長的鹽鹼地，它的土壤溶液濃度大約是30克/升。這麼一對比，你也許就明白了，如果你在土地上撒尿，等同於將這片土地變成鹽鹼地。鹽鹼地濃度太高，高於植物體內的滲透壓，就會把植物裡面的汁液都給榨出來，就像醃酸菜一樣。當然一次尿尿的量不足以讓植物死掉，你天天沒事就往上面尿，量大了，濃度高了，可憐的植物自然就會死掉。所以這是一個濃度問題，如果尿液的濃度沒那麼高，就可以給植物提供養分了。
這裡插個題外話，美國伏蒙特州Brattleboro小鎮有個叫做肥沃土地研究會（REI）的組織，專門研究人尿施肥技術。他們做的就是收集街坊鄰居的尿，在2012年收集了2271升的尿，2013年收集了11356升的尿。除了要給尿液做一定的處理，使之濃度降低以達到最佳稀釋比例外，他們還要對尿液進行額外的殺菌，處理完之後就交給當地的農民，當作肥料用。
收集人尿的志願者們找到了2013年田間試驗的最佳稀釋率。圖源：https://modernfarmer.com/
一個農民正用馬匹運處理好的人尿準備灌溉 圖源：https://modernfarmer.com/
魚的尿液之所以燒不死植物，也是一樣的道理——濃度達不到燒死植物的標準。因為魚的尿並不是直接灌溉到植物上，而是先進入海水或淡水，再進入到生長植物的土地裡，所以魚的尿液本身就會被水所稀釋。
魚尿的價值？
在開篇提及的魚尿對生態系統作用的論文中，作者Jake Allgeier對兩種生活在巴哈馬群島紅樹林河口的魚類——灰笛鯛和巴西笛鯛進行了研究。
灰笛鯛 圖源：Wikipedia
巴西笛鯛 圖源：Wikipedia
紅樹林普遍分佈在沿海附近，自然會有漲潮和落潮。退潮時，河口從晶瑩剔透的的瀉湖變成了泥沼，這些魚會退到有水的窪地裡；在漲潮時，它們會出現在河口附近覓食，同時排尿，給周圍的紅樹林提供了養分。
研究地點在低潮(左)和高潮(右) 圖源：insidescience
為了確定不同魚的氮貢獻量的差異，科學家給這些魚的身體上裝了追蹤裝置，並且在較深的窪地裡裝了接收器，退潮時，魚會回到這些地方。當接收器探測到魚的時候，說明魚在窪地裡休息；沒有信號的時候，說明魚在外面覓食。研究小組對每條魚的活動進行了30天的跟蹤。
Jake Allgeier和他的同事隨後估算了每條魚撒在紅樹林上的尿量。為了便於比較，他們假設氮的排放量和魚的體型成正比例，計算了每條魚的氮含量。
正在給灰笛鯛測量的科學家 圖源：insidescience
研究發現，並不是所有的魚都有同樣的貢獻。那些精力充沛的魚活動更加頻繁，加速了它們的代謝，排尿量更大，貢獻也更大。不僅如此，這些魚由於精力充沛，遊動的範圍會更大，尿中的營養物質傳播範圍就更大。
令人驚訝的是，當研究人員估計每條魚產生多少氮的時候，他們發現提供營養的大部分工作是由幾條魚完成的，差異量異常顯著。值得注意的是，這兩種笛鯛似乎提供了生態系統中97%的氮，比之前的研究要高出了不少。可見，魚尿對紅樹林有多麼重要。
不只是紅樹林，魚尿也滋養了大片的珊瑚。2016年，Jake Allgeier在《自然通訊》上發表的另一項研究表明，魚尿對珊瑚十分重要，而大型魚類，特別是食物鏈頂端的大型捕食者則尤為重要，它們尿液的貢獻量最大；捕魚則會使由魚類參與的珊瑚礁氮循環減少一半。
他發現，魚的尿總能以恰好的比例滋潤在珊瑚上。
尿液對珊瑚非常重要，因為世界上許多珊瑚礁並不能得到其它新形式的營養。營養物質以食物的形式進入生態系統，並以排洩物的形式再次返回給珊瑚，也被稱為氮的循環。而漁業的捕撈則大幅降低了這種再循環，如果一個地方出現了捕撈，將會減少魚尿，影響50%的氮循環。怪不得做完研究後，Jake Allgeier會說：“說起來有點搞笑：我們要保護魚尿！”
參考文獻：
Allgeier J E, Cline T J, Walsworth T E, et al. Individual behavior drives ecosystem function and the impacts of harvest[J]. Science Advances, 2020, 6(9): eaax8329.
Allgeier J E, Valdivia A, Cox C, et al. Fishing down nutrients on coral reefs[J]. Nature communications, 2016, 7(1): 1-5.
出品：科普中國
製作：蘇澄宇
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