jednym z wyzwań związanych z morskim stylem życia jest utrzymanie wewnętrznej równowagi przed zewnętrznymi ciśnieniami osmotycznymi. Błony komórkowe są przepuszczalne dla wody, a woda ma tendencję do przepływu z obszarów o niskim stężeniu jonów do obszarów o wysokim stężeniu jonów (co nazywa się „osmozą”). Chociaż komórka jest niezwykle złożona, z osmotycznego punktu widzenia jest to w zasadzie mały worek wody z pewnymi jonami. Jeśli komórki nie są izosmotyczne (tzn. zawierające te same stężenia jonów) do otaczającego środowiska, a następnie woda przepływa przez błonę komórkową. W zależności od względnego stężenia jonowego komórki w stosunku do środowiska, woda może płynąć do lub z komórki. Tak czy inaczej, ten przepływ wody jest szkodliwy dla organizmu i może spowodować, że komórki skurczą się lub pękną.
obraz z PhSchool.com
różne organizmy rozwiązują ten problem na wiele różnych sposobów.
Hagfish i wiele morskich bezkręgowców to osmokonformery i konformery jonowe. Po prostu utrzymują płyny ustrojowe w wodzie morskiej, używając tych samych jonów, które znajdują się w wodzie morskiej. Jeśli nie ma osmotycznej różnicy między wodą morską a płynami ustrojowymi, woda nie będzie płynąć w jedną lub drugą stronę.
Większość teleostów to osmoregulatory i regulatory jonów. Utrzymują swoje płyny ustrojowe osmotycznie odrębne od wody morskiej i aktywnie działają, aby przeciwdziałać skutkom osmozy. Ponieważ w płynie ustrojowym ryb jest mniej jonów niż w wodzie morskiej, ryby stale tracą wodę. Aby sobie z tym poradzić, ryby morskie „piją” wodę morską prawie stale. Ponieważ chcą tylko wody, a nie związanej z nią soli, mają specjalne komórki zwane pompami chlorkowymi, które usuwają dodatkową sól.
natomiast rekiny (wraz z płazami i coelokantami) są osmokonformerami i regulatorami jonów. Ich płyny ustrojowe mają prawie takie samo stężenie jonów jak woda morska, ale używają innych jonów. Rekiny mają do czynienia z niewielkim napływem soli, która jest wydalana przez gruczoł doodbytniczy.
jednym z jonów, których używają rekiny, jest mocznik. Mocznik jest stosunkowo łatwy w produkcji (większość organizmów wytwarza go już w jakiejś formie, po prostu go wydalają) i działa dobrze jako Jon Z osmotycznego punktu widzenia. Głównym minusem jest to, że mocznik ma destabilizujący wpływ na wiele enzymów, co jest przeciwdziałane za pomocą innego jonu: tlenku tri-metyloaminy (TMAO). Po śmierci rekina mocznik w płynach ustrojowych przekształca się w śmierdzący i toksyczny amoniak.
rekiny są często uważane za” prymitywne ” organizmy, ale mają złożoną i skuteczną metodę życia w słonej wodzie. Wykorzystanie przez rekiny odpadów do utrzymania równowagi osmotycznej jest kolejną niesamowitą rzeczą w tych zwierzętach.
~WhySharksMatter
Burger, J., & Hess, W. (1960). Function of the Rectal Gland in the Spiny Dogfish Science, 131 (3401), 670-671 Doi: 10.1126/science.131.3401.670
Foskett JK, & Scheffey C (1982). Komórka chlorkowa: definitywna identyfikacja jako komórka wydzielnicza soli w teleostach. 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566
SMITH., H. (1936). The RETENTION AND PHYSIOLOGICAL ROLE of mocznik IN the ELASMOBRANCHII Biological Reviews, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111 / j.1469-185x.1936.tb00497x