Przeczytaj
Procesy pozwalające na regulację stężenia związków rozpuszczonych w płynach ustrojowych (płyn tkankowy, osocze krwi, limfa) oraz utrzymujące bilans wodnybilans wodny organizmu w równowadze określa się mianem osmoregulacjiosmoregulacji.
Osmoregulacja zwierząt wodnych
W środowisku wodnym woda i zawarte w niej sole (jony) mogą łatwo przedostawać się przez powierzchnię ciała i narządy oddechowe, dlatego zwierzęta zmuszone zostały do wytworzenia adaptacyjnych mechanizmów osmoregulacyjnych, często odmiennych, bo zależnych od stężenia soli w niej rozpuszczonych (głównie NaCl, ale również dwuwartościowych jonów MgIndeks górny 2+2+, CaIndeks górny 2+2+, SOIndeks dolny 44Indeks górny 2-2-).
Strategie adaptacyjne w wodzie słonej
W wodzie słonej (morskiej), której zasolenie wynosi ok. 3,5% (35 g soli rozpuszczonych w 1 litrze wody), organizmy narażone są na nadmierny napływ soli oraz utratę wody z ustroju. Aby temu zaradzić i zachować optymalne dla życia stężenie płynów ustrojowych, wytworzyły się u nich dwie adaptacyjne strategie osmoregulacyjne związane z wytworzeniem odpowiednio izoosmotycznego i hipoosmotycznego środowiska wewnętrznego.
Mechanizmy osmoregulacyjne wyższych kręgowców morskich
Morskie gady (żółwie, legwany, węże), ptaki (albatrosy, pingwiny, petrele) oraz przedstawiciele trzech rzędów ssaków: waleni (wieloryby, delfiny), płetwonogów (foki, uchatki, morsy) oraz syren (manaty) to organizmy hipoosmotyczne. Stężenie soli w ich płynach ustrojowych wynosi ok. ⅓ stężenia soli w wodzie morskiej.
Skóra wyższych kręgowców morskich jest mało przepuszczalna i dobrze chroni organizm przed dyfuzyjnymdyfuzyjnym napływem elektrolitów i osmotycznymosmotycznym wypływem wody.
Mechanizmy osmoregulacyjne wyższych kręgowców morskich | |||
---|---|---|---|
Mechanizmy | Grupa kręgowców | ||
Gady | Ptaki | Ssaki | |
Przewód pokarmowy | Pobieranie soli z wodą i pokarmem | ||
Nerki | wydalanie izoosmotycznego | wydalanie izoosmotycznego | wydalanie moczu |
Gruczoły solne | podjęzykowe, oczodołowe, | nosowe usuwające nadmiar | - |
Strategia adaptacyjna w wodzie słodkiej
W wodzie słodkiej zasolenie wynosi maksymalnie 0,05%, w związku z czym stężenie soli w płynach ustrojowych zwierząt słodkowodnych jest większe niż w wodzie. Organizmy te narażone są na utratę soli i napływ wody przez przepuszczalne powierzchnie ciała i narządy oddechowe.
Wyższe kręgowce: gady, ptaki, ssaki, które są związane z wodami słodkimi, wykazują adaptacyjne cechy osmoregulacyjne takie jak zwierzęta lądowe.
Osmoregulacja w wodach o zmiennej osmotyczności
Niektóre morskie bezkręgowce zamieszkujące obszary mieszania się wód słodkich i słonych (delty rzek), gdzie zasolenie może ulegać okresowym wahaniom, oraz ryby odbywające wędrówki w okresie tarła (np. łososie z mórz do rzek, węgorze z rzek do mórz) zmieniają osmotyczność płynów ustrojowych, dopasowując ją do zmian zasolenia wód, w których przebywają.
Osmoregulacja u zwierząt lądowych
Zwierzęta żyjące na lądzie narażone są na utratę wody. Największa jej ilość jest tracona na skutek parowania przez powierzchnię ciała i narządy oddechowe (tchawki, płuca) oraz wydalania z moczem (jest to związane z koniecznością usunięcia z organizmu azotowych produktów przemiany materii). Organizmy muszą dbać o utrzymanie zrównoważonego bilansu wodnego. Straty wody uzupełniają przede wszystkim, pijąc wodę lub pozyskując ją z pokarmu. Udział poszczególnych możliwości w utrzymaniu równowagi między stratami i zyskami wody i soli jest różny. Zależy nie tylko od warunków środowiska, ale także od pokrycia ciała oraz budowy i sposobu funkcjonowania narządów wydalniczych zwierząt.
Bilans wodny zwierząt lądowych | |
---|---|
Możliwości utraty wody | Możliwości uzyskiwania wody |
- parowanie z powierzchni ciała | - picie |
Istnieją zwierzęta o mało przepuszczalnej (lub całkowicie nieprzepuszczalnej) powierzchni ciała dzięki obecności chitynowego pancerza (stawonogi) lub skóry pokrytej wytworami naskórka (rogowe łuski u gadów, pióra u ptaków, włosy u ssaków). Część z tych zwierząt (owady, jaszczurki, węże, ptaki) jako azotowy produkt przemiany materii usuwa w postaci kryształków nierozpuszczalny w wodzie kwas moczowy.
Słownik
różnica między ilością wody pobranej i usuniętej z organizmu w ciągu doby; bilans ten powinien się równoważyć
ruch substancji zgodnie z gradientem stężeń, ze środowiska o większym stężeniu danej substancji do środowiska o mniejszym stężeniu, aż do momentu wyrównania stężeń
komórki obecne na listkach skrzelowych ryb kostnoszkieletowych; biorą udział w osmoregulacji i odpowiadają za wydalanie jonów soli (ryby morskie) lub wychwytywanie tych jonów z wody (ryby słodkowodne)
regulacja wody i stężenia soli w niej rozpuszczonych przez organizm lub komórkę
dyfuzja cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną, która oddziela roztwory o różnych stężeniach; cząsteczki wody przenikają zgodnie z gradientem stężeń
roztwór mający większe stężenie soli niż środowisko wewnętrzne komórki, którą otacza, co powoduje, że traci ona wodę
roztwór mający mniejsze stężenie soli niż środowisko wewnętrzne komórki, którą otacza, co powoduje, że pobiera ona wodę
roztwór mający takie samo stężenie jak wnętrze komórki, którą otacza, co nie ma żadnego wpływu na przepływ wody do i z komórki