een van de uitdagingen die inherent zijn aan een mariene levensstijl is het handhaven van een intern evenwicht tegen externe osmotische druk. Celmembranen zijn doorlaatbaar voor water, en water heeft de neiging om te stromen van gebieden met een lage ionenconcentratie naar gebieden met een hoge ionenconcentratie (die ‘osmose’wordt genoemd). Hoewel de cel is ongelooflijk complex, vanuit een osmotisch perspectief is het eigenlijk een kleine zak water met een aantal ionen in het. Als cellen niet isosmotisch zijn (d.w.z. met dezelfde concentraties van ionen) naar de omgeving, dan zal water stromen over een celmembraan. Afhankelijk van de relatieve Ionische concentratie van de cel aan het milieu, kan water in of uit een cel stromen. Hoe dan ook, deze waterstroom is slecht voor het organisme en kan resulteren in cellen verschrompelen of barsten.
afbeelding van PhSchool.com
verschillende organismen lossen dit probleem op verschillende manieren op.
Hagfish en vele mariene ongewervelde dieren zijn osmoconformatoren en ionconformatoren. Ze houden hun lichaamsvloeistoffen gewoon isosmotisch met zeewater door dezelfde ionen te gebruiken die in zeewater voorkomen. Als er geen osmotisch verschil is tussen het zeewater en hun lichaamsvloeistoffen, zal het water op de een of andere manier niet stromen.De meeste teleostvissen zijn osmoregulatoren en ionenregulatoren. Ze houden hun lichaamsvloeistoffen osmotisch gescheiden van zeewater en werken actief om de effecten van osmose tegen te gaan. Omdat er minder ionen in vislichaamsvloeistof zijn dan in zeewater, verliezen vissen voortdurend water. Om hiermee om te gaan, “drinken” zeevissen bijna constant zeewater. Omdat ze alleen het water willen en niet het bijbehorende zout, hebben ze speciale cellen genaamd chloridepompen die het extra zout verwijderen.In tegenstelling hiermee zijn haaien (samen met amfibieën en coelocanten) osmoconformatoren en ionenregulatoren. Hun lichaamsvloeistoffen zijn bijna dezelfde concentratie van ionen als zeewater, maar ze gebruiken verschillende ionen. Haaien hebben te maken met een lichte toestroom van zout, dat wordt uitgescheiden door een rectale klier.
een van de ionen die haaien gebruiken is ureum. Ureum is relatief gemakkelijk te produceren (de meeste organismen maken het al in een of andere vorm, ze scheiden het alleen uit), en werkt prima als een ion vanuit een osmotisch perspectief. Het belangrijkste nadeel is dat ureum een destabiliserend effect heeft op veel enzymen, wat wordt tegengegaan met het gebruik van een ander ion: tri-methylamineoxide (TMAO). Nadat een haai sterft, wordt het ureum in hun lichaamsvloeistoffen omgezet in de stinkende en giftige ammoniak.Haaien worden vaak gezien als” primitieve ” organismen, maar ze hebben een complexe en effectieve methode om in zout water te leven. Het gebruik door haaien van een afvalproduct om de osmotische balans te handhaven is nog een ander verbazingwekkend ding over deze dieren.
~Whysharksmaterie
Burger, J., & Hess, W. (1960). Functie van de rectale klier in de Doornhaai wetenschap, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126/wetenschap.131.3401.670
Foskett JK, & Scheffey C (1982). De chloridecel: definitieve identificatie als de zout-secretoire cel in teleosts. Science (New York, N. Y.), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566
SMITH., H. (1936). De retentie en fysiologische rol van ureum IN de Elasmobranchii Biological Reviews, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111/j.1469-185X.1936.tb00497.x