en av utmaningarna i en marin livsstil är att upprätthålla en intern balans mot yttre osmotiska tryck. Cellmembran är permeabla för vatten och vatten tenderar att strömma från områden med låg jonkoncentration till områden med hög jonkoncentration (som kallas ’osmos’). Även om cellen är oerhört komplex, ur ett osmotiskt perspektiv är det i grunden en liten säck med vatten med några joner i den. Om cellerna inte är isosmotiska (dvs. innehåller samma koncentrationer av joner) till den omgivande miljön, då kommer vatten att strömma över ett cellmembran. Beroende på cellens relativa Joniska koncentration till miljön kan vatten strömma antingen in i eller ut ur en cell. Hur som helst är detta vattenflöde dåligt för organismen och kan leda till att celler krymper eller spricker.
bild från PhSchool.com
olika organismer löser detta problem på olika sätt.
Hagfish och många marina ryggradslösa djur är osmokonformatorer och jonkonformatorer. De håller helt enkelt sina kroppsvätskor isosmotiska med havsvatten genom att använda samma joner som finns i havsvatten. Om det inte finns någon osmotisk skillnad mellan havsvattnet och deras kroppsvätskor, kommer vatten inte att strömma på ett eller annat sätt.
de flesta teleostfiskar är osmoregulatorer och jonregulatorer. De håller sina kroppsvätskor osmotiskt åtskilda från havsvatten och arbetar aktivt för att motverka effekterna av osmos. Eftersom det finns färre joner i fiskkroppsvätska än det finns i havsvatten, förlorar fisken ständigt vatten. För att hantera detta ”dricker” marina fiskar nästan ständigt havsvatten. Eftersom de bara vill ha vattnet och inte det tillhörande saltet, har de speciella celler som kallas kloridpumpar som tar bort det extra saltet.
däremot är hajar (tillsammans med amfibier och coelocanths) osmokonformatorer och jonregulatorer. Deras kroppsvätskor är nästan samma koncentration av joner som havsvatten, men de använder olika joner. Hajar måste hantera en liten tillströmning av salt, som utsöndras av en rektal körtel.
en av de joner som hajar använder är urea. Urea är relativt lätt att producera (de flesta organismer gör det redan i någon form, de utsöndrar det bara) och fungerar bra som en jon ur ett osmotiskt perspektiv. Den huvudsakliga nackdelen är att urea är att den har en destabiliserande effekt på många enzymer, vilket motverkas med användning av en annan Jon: tri-metylamin oxid (TMAO). Efter en haj dör, urea i deras kroppsvätskor omvandlas till illaluktande och giftiga ammoniak.
hajar betraktas ofta som ”primitiva” organismer, men de har en komplex och effektiv metod för att leva i saltvatten. Hajarnas användning av en avfallsprodukt för att upprätthålla osmotisk balans är ännu en fantastisk sak om dessa djur.
~Varförsharksmatter
Burger, J., & Hess, W. (1960). Funktion av rektal körtel i Spiny Dogfish Science, 131 (3401), 670-671 DOI: 10.1126/science.131.3401.670
Foskett JK, & Scheffey C (1982). Kloridcellen: definitiv identifiering som saltsekretorisk cell i teleosts. Vetenskap (New York, NY), 215 (4529), 164-6 PMID: 7053566
smed., H. (1936). KARBAMIDENS RETENTION och fysiologiska roll i ELASMOBRANCHII biologiska recensioner, 11 (1), 49-82 DOI: 10.1111/j.1469-185x.1936.tb00497.x