23.5: Осморегуляция у рыб

Когда клетки помещаются в гипотоническую (с низким содержанием соли) жидкость, они могут набухать и лопаться. Между тем, клетки в гипертоническом растворе & mdash; с более высокой концентрацией соли & mdash; могут сморщиться и погибнуть. Каким же образом клетки рыб избегают этих ужасных судьб в гипотонической пресной или гипертонической морской воде?

Рыбы используют стратегии осморегуляции, чтобы сбалансировать уровень воды в организме и растворенных ионов (т. е. растворенных веществ), таких как натрий и хлорид.

Представьте себе два раствора, разделенных проницаемой для воды мембраной. Хотя вода пересекает мембрану в обоих направлениях, больше воды течет (то есть есть чистое движение воды) в раствор с более высокой концентрацией растворенного вещества; это основная часть осмоса.

У рыб поддерживает осмотический баланс за счет осмосообразования или осморегуляции

Осмоконформеры поддерживают внутреннюю концентрацию растворенных веществ & mdash; или осмолярность & mdash; равную таковой в окружающей их среде, и поэтому они хорошо себя чувствуют в окружающей среде без частых колебаний. Все осмоконформеры являются морскими животными, хотя многие морские животные не являются осмоконформерами.

Большинство рыб являются осморегуляторами. Осморегуляторы поддерживают внутреннюю осмолярность независимо от окружающей среды, что позволяет адаптировать их к меняющимся условиям и обеспечивать возможность миграции.

Осморегуляция требует энергии

Осмос имеет тенденцию выравнивать концентрацию ионов. Поскольку рыбам требуются уровни ионов, отличные от концентраций в окружающей среде, им нужна энергия для поддержания градиента растворенных веществ, который оптимизирует их осмотический баланс.

Энергия, необходимая для осмотического баланса, зависит от множества факторов, включая разницу между внутренней и внешней концентрацией ионов. Когда разница в осмолярности минимальна, требуется меньше энергии.

Альтернативные осмотические стратегии

Биологические жидкости морских акул и большинства других хрящевых рыб содержат ТМАО; это позволяет им накапливать мочевину и внутренне превосходить внешнюю осмолярность, позволяя им поглощать воду посредством осмоса.

Большинство животных являются стеногалинными и не переносят больших внешних колебаний осмолярности. Эвригалинные виды, такие как лосось, могут изменять осморегуляторный статус. Когда лосось мигрирует из пресной воды в океан, он претерпевает физиологические изменения, такие как производство большего количества кортизола для роста секретирующих соль клеток.