海水魚
魚類の進化の歴史の中で、海水への適応は決して一方通行のものではない。カンブリア紀以降、魚類が多様な種分化を遂げる過程で、淡水から海水へ、あるいは逆に海水から淡水への進出・適応が何度も繰り返されてきた。現在海水または淡水に限定して分布する種類も、遠い将来には再び異なる環境に適応し得る可能性をもつと考えられている。
ヌタウナギ類は現生の脊椎動物として最も原始的なグループで、その祖先(最初の脊椎動物)は海で進化を遂げたと推測されている。やや遅れて出現したヤツメウナギ類は淡水に進出し、現生種は一般的な硬骨魚類と類似した浸透圧調節機構を獲得している。古生代デボン紀に淡水域で分化した軟骨魚類は、やがて独自の尿素代謝機構を身につけて海水への適応を果たした。その多くはサメ・エイ類として海洋で繁栄した一方、一部の種類は再び淡水での生活に戻っている(いわゆる淡水エイ)。
初期の硬骨魚類は淡水域で進化し、デボン紀には肉鰭類と条鰭類に分かれた。前者のうちシーラカンス類は、軟骨魚類と同様の尿素による浸透圧調節機構を得て海水に進出している。肉鰭類は多くの四肢動物の祖先と考えられており、尿素を利用した浸透圧調節や水分保持のメカニズムは、その後に出現した多くの陸上脊椎動物にも引き継がれている。
チョウザメなど初期の条鰭類は淡水で進化したが、遅れて出現した真骨類は塩類細胞と呼ばれる特殊な細胞を分化させることによって海水環境に適応し、中生代ジュラ紀には海に進出している。真骨類は白亜紀以降、海水域で急激な種分化を遂げ、現代の水圏で最も繁栄した魚類となっている。
海水魚の多くは体外受精による繁殖を行い、産み出された卵は海中で胚発生する。このため、海水魚は上述のような浸透圧調節器官の形成が完了するまで、すなわち卵や仔魚の時点で海水への適応能力をもたなければならないことになる。
海水魚の精子が海水中に放出されると、高い浸透圧に刺激を受けた精子の内部でカルシウムイオン濃度の上昇が起こり、精子の運動が活発化する。淡水魚の場合では逆で、低浸透圧が精子の運動の引き金になる。
受精直後から発生の最初期において、海水中の塩類からどのように保護されているか、そのメカニズムははっきりわかっていない。ある程度卵割が進んだ段階では、卵黄嚢の表面に塩類細胞が出現することから、器官形成が完了するまでの浸透圧調節に関わっているとみられている。