yksi meriympäristön haasteista on sisäisen tasapainon ylläpitäminen ulkoisia osmoottisia paineita vastaan. Solukalvot läpäisevät vettä, ja vesi pyrkii virtaamaan alhaisen ionipitoisuuden alueilta korkean ionipitoisuuden alueille (jota kutsutaan ”osmoosiksi”). Vaikka solu on uskomattoman monimutkainen, osmoottisesta näkökulmasta se on pohjimmiltaan pieni säkki vettä, jossa on joitakin ioneja. Jos solut eivät ole isosmoottisia (ts. sisältää samat pitoisuudet ioneja) ympäröivään ympäristöön, niin vesi virtaa solukalvon läpi. Riippuen solun suhteellisesta ionipitoisuudesta ympäristöön, vesi voi virrata joko soluun tai siitä ulos. Joka tapauksessa tämä veden virtaus on haitaksi eliölle ja voi johtaa solujen näivettymiseen tai puhkeamiseen.
kuva PhSchool.com
eri eliöt ratkaisevat tämän ongelman monin eri tavoin.
Hagfish ja monet meren selkärangattomat ovat osmokonformoijia ja ionikonformoijia. Ne yksinkertaisesti pitävät ruumiinsa nesteet isosmoottisina meriveden kanssa käyttämällä samoja ioneja kuin merivedessä. Jos meriveden ja kehon nesteiden välillä ei ole osmoottista eroa, vesi ei virtaa suuntaan eikä toiseen.
useimmat teleostajakalat ovat osmonsäätelijöitä ja ionisäätelijöitä. Ne pitävät ruumiin nesteensä osmoottisesti erillään merivedestä ja pyrkivät aktiivisesti torjumaan osmoosin vaikutuksia. Koska kalojen ruumiinnesteessä on vähemmän ioneja kuin merivedessä, kalat menettävät jatkuvasti vettä. Tämän hoitamiseksi merikalat ”juovat” merivettä lähes jatkuvasti. Koska he haluavat vain vettä eikä siihen liittyvää suolaa, heillä on erityisiä soluja, kloridipumppuja, jotka poistavat ylimääräisen suolan.
sen sijaan hait (yhdessä sammakkoeläinten ja kelokantien kanssa) ovat osmokonformoijia ja ionisäätelijöitä. Niiden kehon nesteissä on lähes sama ionipitoisuus kuin merivedessä, mutta ne käyttävät eri ioneja. Hait joutuvat kärsimään vähäisestä suolavirrasta, jota peräsuolirauhanen erittää.
yksi haiden käyttämistä ioneista on urea. Ureaa on suhteellisen helppo tuottaa (useimmat organismit tekevät sitä jo jossain muodossa, ne vain erittävät sitä), ja se toimii hyvin ionina osmoottisesta näkökulmasta. Tärkein haittapuoli on, että urea on, että sillä on epävakauttava vaikutus moniin entsyymeihin, mikä torjutaan käyttämällä toista Ionia: tri-metyyli-amiinioksidia (TMAO). Haiden kuoltua niiden ruumiinnesteissä oleva urea muuttuu pahanhajuiseksi ja myrkylliseksi ammoniakiksi.
haita pidetään usein ”alkeellisina” eliöinä, mutta niillä on monimutkainen ja tehokas tapa elää suolavedessä. Se, että hait käyttävät jätetuotetta osmoottisen tasapainon ylläpitämiseen, on jälleen yksi hämmästyttävä asia näissä eläimissä.
~WhySharksMatter
Burger, J., & Hess, W. (1960). Function of the Recctal Gland in the Spiny Dogfish Science, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126/science.131.3401.670
Foskett JK, & Scheffey C (1982). Kloridisolu: lopullinen tunnistaminen suola-eritys solu teleosts. Science (New York, N. Y.), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566
SMITH., H. (1936). Urean säilyttäminen ja fysiologinen rooli Elasmobranchii-biologisissa arvioissa, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111/j.1469-185x.1936.tb00497.x