23.5:
التنظيم الأسموزي في الأسماك
23.5:
التنظيم الأسموزي في الأسماك
عندما توضع الخلايا في سائل منخفض التوتر (قليل الملح) ، فإنها يمكن أن تنتفخ وتنفجر. وفي الوقت نفسه ، الخلايا في محلول مفرط التوتر _ مع تركيز أعلى من الملح _ يمكن أن تذبل وتموت. كيف تتجنب خلايا الأسماك هذه المصائر البشعة في بيئات المياه العذبة منخفضة التوتر أو مياه البحر مفرطة التوتر؟
تستخدم الأسماك استراتيجيات التنظيم التناضحي لموازنة مستويات الماء في الجسم والأيونات الذائبة (أي المواد المذابة) ، مثل الصوديوم والكلوريد.
تخيل محلولين يفصل بينهما غشاء نافذ للماء. على الرغم من أن الماء يعبر الغشاء في كلا الاتجاهين ، فإن المزيد من الماء يتدفق (أي هناك حركة مائية صافية) في المحلول ذو تركيز المواد المذابة الأعلى ؛ هذا هو الجزء الأساسي من التناضح.
تحافظ الأسماك على التوازن التناضحي عن طريق تحويل التناضح أو تنظيم التناضح
تحافظ محولات التناضح على تركيز مذاب داخلي _ أو تناضحية _ مساوٍي لتلك الموجود في محيطها ، وبالتالي تزدهر في بيئات التي تخلو من تقلبات متكررة. جميع محولات التناضح حيوانات بحرية ، على الرغم من أن العديد من الحيوانات البحرية ليست محولات تناضح.
معظم الأسماك هي منظمات تناضح. يحافظ المنظمون على التناضحية الداخلية بشكل مستقل عن البيئة ، مما يجعلها قابلة للتكيف مع البيئات المتغيرة ومجهزة للانتقال.
يتطلب التنظيم التناضحي طاقة
يميل التناضح إلى معادلة تركيزات الأيونات. نظراً لأن الأسماك تتطلب مستويات أيونية مختلفة عن التركيزات البيئية ، فإنها تحتاج إلى طاقة للحفاظ على تدرج مذاب يحسن توازنها التناضحي.
تعتمد الطاقة المطلوبة للتوازن التناضحي على عوامل متعددة ، بما في ذلك الاختلاف بين تركيزات الأيونات الداخلية والخارجية. عندما تكون الاختلافات التناضحية ضئيلة ، يتطلب الأمر طاقة أقل.
الإستراتيجيات التناضحية البديلة
تحتوي السوائل الجسدية لأسماك القرش البحرية ومعظم الأسماك الغضروفية الأخرى على مادة TMAO ؛ وهذا يمكنهم داخلياً من تخزين اليوريا وتجاوز التناضحية الخارجية ، مما يسمح لهم بامتصاص الماء من خلال التناضح.
معظم الحيوانات ذات مجال ملوحة ضيق _ غير قادرة على تحمل تقلبات التناضحي الخارجي الكبيرة. الأنواع ذات مجال ملوحة متسع ، مثل السلمون ، يمكن أن تغير وضع تنظيم التناضح. عندما يهاجر السلمون من المياه العذبة إلى المحيط ، فإنه يخضع لتغيرات فسيولوجية ، مثل إنتاج المزيد من الكورتيزول لتنمية الخلايا التي تفرز الملح.
Suggested Reading
Evans, David H. “Teleost Fish Osmoregulation: What Have We Learned since August Krogh, Homer Smith, and Ancel Keys.” American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 295, no. 2 (August 2008): R704–13. [Source]
Kültz, Dietmar. “Physiological Mechanisms Used by Fish to Cope with Salinity Stress.” Journal of Experimental Biology 218, no. 12 (June 1, 2015): 1907–14. [Source]