a tengeri életmód egyik kihívása a belső egyensúly fenntartása a külső ozmotikus nyomással szemben. A sejtmembránok vízáteresztő képességűek, és a víz hajlamos az alacsony ionkoncentrációjú területekről a magas ionkoncentrációjú területekre áramolni (ezt ozmózisnak nevezik). Bár a sejt hihetetlenül összetett, ozmotikus szempontból alapvetően egy kis zsák víz, benne néhány ionnal. Ha a sejtek nem izoszmotikusak (pl. azonos koncentrációjú ionokat tartalmaz) a környező környezetbe, majd a víz átfolyik egy sejtmembránon. A sejtnek a környezethez viszonyított relatív ionkoncentrációjától függően a víz áramolhat a sejtbe vagy a sejtből. Akárhogy is, ez a vízáramlás rossz a szervezet számára, és a sejtek zsugorodását vagy felrobbanását eredményezheti.
kép PhSchool.com
a különböző szervezetek különböző módon oldják meg ezt a problémát.
a Hagfish és sok tengeri gerinctelen ozmokonformátor és ionkonformátor. Egyszerűen megtartják testnedveiket izoszmotikus tengervízzel, ugyanazokat az ionokat használva, amelyek a tengervízben találhatók. Ha nincs ozmotikus különbség a tengervíz és a testnedvek között, akkor a víz nem áramlik egyik vagy másik irányba.
a legtöbb teleost hal ozmoregulátor és ionszabályozó. Testnedveiket ozmotikusan elkülönítik a tengervíztől, és aktívan dolgoznak az ozmózis hatásainak ellensúlyozásán. Mivel a halak testfolyadékában kevesebb Ion van, mint a tengervízben, a halak folyamatosan veszítenek vizet. Ennek kezelésére a tengeri halak szinte folyamatosan” isznak ” tengervizet. Mivel csak a vizet akarják, nem pedig a kapcsolódó sót, speciális sejtjeik vannak, úgynevezett klorid szivattyúk, amelyek eltávolítják az extra sót.
ezzel szemben a cápák (a kétéltűekkel és a coelocanthokkal együtt) ozmokonformátorok és ionszabályozók. Testfolyadékaik majdnem ugyanolyan ionkoncentrációjúak, mint a tengervíz, de különböző ionokat használnak. A cápáknak meg kell küzdeniük a só enyhe beáramlásával, amelyet egy rektális mirigy választ ki.
a cápák által használt ionok egyike a karbamid. A karbamidot viszonylag könnyű előállítani (a legtöbb organizmus már valamilyen formában előállítja, csak kiválasztják), és ozmotikus szempontból ionként is jól működik. A fő hátránya, hogy a karbamid az, hogy destabilizáló hatással van számos enzimre, amelyet ellensúlyoz egy másik ion: a tri-metil-amin-oxid (TMAO) használata. Miután egy cápa meghal, a testfolyadékokban lévő karbamid bűzös és mérgező ammóniává alakul.
a cápákat gyakran “primitív” organizmusoknak tekintik, de komplex és hatékony módszerük van a sós vízben való életre. A cápák hulladékterméke az ozmotikus egyensúly fenntartása érdekében még egy csodálatos dolog ezekben az állatokban.
~WhySharksMatter
Burger, J., & Hess, W. (1960). A rektális mirigy működése a tüskés Dogfish tudományban, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126/tudomány.131.3401.670
Foskett JK, & Scheffey C (1982). A kloridsejt: végleges azonosítás a teleoszták só-szekréciós sejtjeként. Tudomány (New York, NY), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566
Kovács., H. (1936). A karbamid visszatartása és fiziológiai szerepe az ELASMOBRANCHII biológiai áttekintésekben, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111/j.1469-185x.1936.tb00497.x