Osmoregulatie in vissen

Wanneer cellen in een hypotone (zoutarme) vloeistof worden geplaatst, kunnen ze opzwellen en barsten. Ondertussen kunnen cellen in een hypertone oplossing – met een hogere zoutconcentratie – verschrompelen en afsterven. Hoe vermijden viscellen dit gruwelijke lot in hypotone zoetwater- of hypertone zeewateromgevingen?

Vissen passen osmoregulerende strategieën toe om de waterniveaus in het lichaam en de opgeloste ionen (dwz opgeloste stoffen), zoals natrium en chloride, in evenwicht te brengen.

Stel je twee oplossingen voor, die gescheiden zijn door een membraan dat doorlaatbaar is voor water. Hoewel water het membraan in beide richtingen passeert, stroomt er meer water (dwz er is netto waterbeweging) in de oplossing met een hogere concentratie opgeloste stof; dit is het essentiële onderdeel van osmose.

Vissen handhaven osmotisch evenwicht door osmoconforming of osmoregulatie

Osmoconformers behouden een interne concentratie van opgeloste stoffen – of osmolariteit – die gelijk is aan die van hun omgeving, en dus gedijen ze in omgevingen zonder frequente fluctuaties. Alle osmoconformers zijn zeedieren, hoewel veel zeedieren geen osmoconformers zijn.

De meeste vissen zijn osmoregulatoren. Osmoregulatoren behouden de interne osmolariteit in stand onafhankelijk van de omgeving, waardoor ze kunnen zich kunnen aanpassen aan veranderende omgevingen en zijn uitgerust om the migreren.

Osmoregulatie vereist energie

Osmose probeert de ionconcentraties gelijk te maken. Omdat vissen ioneniveaus nodig hebben die verschillen van omgevingsconcentraties, hebben ze energie nodig om een gradiënt te behouden die hun osmotische balans optimaliseert.

De energie die nodig is voor osmotische balans hangt af van meerdere factoren, waaronder het verschil tussen interne en externe ionenconcentraties. Als de osmolariteitsverschillen minimaal zijn, is er minder energie nodig.

Alternatieve osmotische strategieën

De lichaamsvloeistoffen van zeehaaien en de meeste andere kraakbeenachtige vissen bevatten TMAO; hierdoor kunnen ze ureum opslaan en intern de externe osmolariteit overtreffen, waardoor ze water met behulp van osmose kunnen opnemen.

De meeste dieren zijn stenohaline – ze kunnen geen grote externe osmolariteitsschommelingen verdragen. Euryhalinesoorten, zoals zalm, kunnen de osmoregulerende status veranderen. Wanneer zalmen van zoet water naar de oceaan migreren, ondergaan ze fysiologische veranderingen, zoals het produceren van meer cortisol om zoutafscheidende cellen te laten groeien.