Осмоконформеры - это морские организмы, которые поддерживают внутреннюю среду, изотоничную их внешней среде. [1] Это означает, что осмотическое давление клеток организма равно осмотическому давлению окружающей их среды. Минимизируя осмотический градиент, это впоследствии сводит к минимуму чистый приток и отток воды в клетки и из них. Даже несмотря на то, что внутренняя среда осмоконформеров изосмотична их внешней среде, типы ионов в этих двух средах сильно различаются, чтобы обеспечить выполнение критически важных биологических функций. [2]
Преимущество осмоконформации состоит в том, что таким организмам не нужно тратить столько энергии, сколько осморегуляторам , для регулирования ионных градиентов . Однако, чтобы гарантировать, что правильные типы ионов находятся в желаемом месте, на перенос ионов расходуется небольшое количество энергии . Недостатком осмоконформации является то, что организмы подвержены изменениям осмолярности окружающей среды. [3]
Примеры
Беспозвоночные
Большинство осмоконформеров - это морские беспозвоночные, такие как иглокожие (например, морские звезды), мидии , морские крабы, омары , медузы , асцидии ( морские сквирты - примитивные хордовые) и гребешки . Некоторые насекомые также являются осмоконформаторами. [3] Некоторые осмоконформеры, такие как иглокожие, являются стеногалинными , что означает, что они могут выжить только в ограниченном диапазоне внешней осмолярности. Таким образом, выживание таких организмов зависит от того, что их внешняя осмотическая среда остается относительно постоянной. [3] С другой стороны, некоторые осмоконформеры классифицируются как эвригалинные , что означает, что они могут выжить в широком диапазоне внешних осмолярностей. Мидии - яркий пример эвригалинного осмоконформера. Мидии приспособились к выживанию в широком диапазоне внешней солености благодаря своей способности закрывать раковины, что позволяет им укрываться от неблагоприятных внешних условий. [3]
Краниаты
Есть несколько примеров осмоконформеров, которые являются черепами, например, миксины , скаты и акулы . Жидкость их тела изоосмотична морской воде, но их высокая осмолярность поддерживается за счет неестественно высокой концентрации растворенных органических веществ. Акулы концентрируют мочевину в своем теле, а поскольку мочевина денатурирует белки в высоких концентрациях, они также накапливают N-оксид триметиламина (ТМАО), чтобы противостоять этому эффекту. Акулы регулируют свою внутреннюю осмолярность в зависимости от осмолярности окружающей их морской воды. Вместо того, чтобы глотать морскую воду, чтобы изменить свою внутреннюю соленость, акулы могут поглощать морскую воду напрямую. Это связано с высокой концентрацией мочевины в их организме. Эта высокая концентрация мочевины создает градиент диффузии, который позволяет акуле поглощать воду, чтобы уравнять разницу концентраций. [4] крабоядная лягушки , или Рана cancrivora, является примером позвоночного osmoconformer. Крабоядная лягушка также регулирует скорость удержания и выведения мочевины, что позволяет им выживать и сохранять свой статус осмоконформаторов в широком диапазоне внешней солености. [3] Хагфиш поддерживает внутренний ионный состав плазмы, отличный от морской воды. Внутренняя ионная среда миксины содержит более низкую концентрацию двухвалентных ионов (Ca2 +, Mg2 +, SO4 2-) и немного более высокую концентрацию одновалентных ионов . [5] Таким образом, микс должен расходовать немного энергии для осморегуляции.
Биохимия
Ионные градиенты имеют решающее значение для многих основных биологических функций на клеточном уровне. Следовательно, ионный состав внутренней среды организма строго регулируется по отношению к его внешней среде. Осмоконформеры адаптировались таким образом, что они используют ионный состав своей внешней среды, которой обычно является морская вода, для поддержания важных биологических функций. Например, морская вода имеет высокую концентрацию ионов натрия , которая помогает поддерживать сокращение мышц и передачу сигналов нейронов в сочетании с высокими внутренними концентрациями ионов калия . [3]
Рекомендации
- ^ McClary, доктор Марион (19 августа 2008). «Осмоконформатор» . Энциклопедия Земли . Проверено 13 марта 2015 года . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ Кэмпбелл, Нил А .; Лоуренс, Дж. Митчелл; Рис, Джейн Б. (2000). «Контроль внутренней среды». Биологические концепции и связи . Бенджамин / Каммингс. С. 506–507 .
- ^ а б в г д е Брэдли, Тимоти Дж. (2009). Осморегуляция животных . Оксфордский университет. стр. 58 -71.
- ^ Гибсон, Амелия. «Акулы» . Информация об акулах .
- ^ Йоргенсен, Йорген Мёруп (1998). Биология Hagfishes . ISBN 9780412785306.