23.5: ויסות אוסמו בדגים

כאשר תאים מונחים בנוזל היפוטוני (דל מלח), הם יכולים להתנפח ולהתפוצץ. בינתיים, תאים בתמיסה היפרטונית עם ריכוז מלח גבוה יותר יכולים להתכווץ ולמות. כיצד נמנעים תאי דגים מהגורלות הנוראים הללו בסביבות מים מתוקים היפוטוניים או מי ים היפרטוניים?

דגים משתמשים באסטרטגיות וויסות אוסמו כדי לאזן את רמות הגוף של מים ויונים מומסים ,כגון נתרן וכלוריד.

דמיינו שתי תמיסות המופרדות על ידי קרום חדיר למים. למרות שהמים חוצים את הממברנה בשני הכיוונים, יותר מים זורמים (כלומר, יש תנועת מים נטו) לתוך התמיסה עם ריכוז מומסים גבוה יותר; זהו החלק המהותי של אוסמוזה.

דגים שומרים על איזון אוסמוטי על ידי התאמת אוסמו (אוסמוקונפורנים - Osmoconforming) או ויסות אומסו (אוסמורגולטוריים - Osmoregulating)

התאמת אוסמו שומרת על ריכוז מומס פנימי או אוסמולריות השווה לזה של סביבתם, ולכן הם משגשגים בסביבות ללא תנודות תכופות. כל האוסמוקונפורמרים הם בעלי חיים ימיים, אם כי בעלי חיים ימיים רבים אינם אוסמוקונפורמרים.

רוב הדגים הם מווסתים. אוסמוגולטורים שומרים על אוסמולריות פנימית ללא תלות בסביבה, מה שהופך אותם לבעלי התאמה לסביבות משתנות ומצוידים לנדידה.

ויסות אוסמו דורש אנרגיה

אוסמוזה נוטה להשוות את ריכוזי היונים. מכיוון שדגים דורשים רמות יונים שונות מריכוזים סביבתיים, הם זקוקים לאנרגיה כדי לשמור על גרדיאנט מומסים המייעל את האיזון האוסמוטי שלהם.

האנרגיה הדרושה לאיזון אוסמוטי תלויה במספר גורמים, כולל ההבדל בין ריכוזי יונים פנימיים וחיצוניים. כאשר הבדלי האוסמולריות הם מינימליים, נדרשת פחות אנרגיה.

אסטרטגיות אוסמוטיות חלופיות

נוזלי הגוף של כרישים ימיים ורוב הדגים הסחוסיים האחרים מכילים TMAO;, מה מאפשר להם לאגור אוריאה ולהתעלות על האוסמולריות החיצונית, ובכך לספוג מים דרך אוסמוזה.

רוב בעלי החיים הם סטנוהילים שאינם מסוגלים לסבול תנודות אוסמולריות חיצוניות גדולות. מינים של אאוריהלינים,, כמו סלמון, יכולים לשנות את הסטטוס של ויסות האוסמו. כאשר סלמון נודד ממים מתוקים לאוקיינוס, הוא עובר שינויים פיזיולוגיים, כגון ייצור יותר קורטיזול, כדי לגדל תאים מפרישי מלח.