Осмоконформер
Осмоконформеры — морские организмы , внутренняя среда которых изотонична 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. Несмотря на то, что осмоконформеры имеют внутреннюю среду, которая изомотична их внешней среде, типы ионов в двух средах сильно различаются, что позволяет выполнять критические биологические функции. [2]
Преимущество осмоконформации состоит в том, что таким организмам не нужно тратить столько энергии, сколько осморегуляторам, чтобы регулировать ионные градиенты . затрачивается небольшое количество энергии Однако для того, чтобы гарантировать, что ионы правильного типа находятся в нужном месте, на транспорт ионов . Недостатком осмоконформации является то, что организмы подвержены изменениям осмолярности окружающей среды. [3]
Примеры
[ редактировать ]Беспозвоночные
[ редактировать ]Большинство осмоконформеров — морские беспозвоночные, такие как иглокожие (например, морские звезды), мидии , морские крабы, омары , медузы , асцидии ( асцидии — примитивные хордовые) и гребешки . Некоторые насекомые также являются осмоконформерами. [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, остается ли их внешняя осмотическая среда относительно постоянной. [3] С другой стороны, некоторые осмоконформеры классифицируются как эвригалины , что означает, что они могут выжить в широком диапазоне внешних осмолярностей. Мидии являются ярким примером эвригалинного осмоконформера. Мидии приспособились к выживанию в широком диапазоне внешней солености благодаря своей способности закрывать раковины, что позволяет им изолироваться от неблагоприятной внешней среды. [3]
Черепахи
[ редактировать ]Есть несколько примеров осмоконформеров, которые представляют собой черепа, такие как миксины , скаты и акулы . Жидкость их тела изоосмотична морской воде, но их высокая осмолярность поддерживается за счет неестественно высокой концентрации органических растворов. Акулы концентрируют мочевину в своем организме, 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 соответствии с осмолярностью окружающей их морской воды. Вместо того, чтобы заглатывать морскую воду для изменения ее внутренней солености, акулы могут напрямую поглощать морскую воду. Это связано с высокой концентрацией мочевины в их организме. Эта высокая концентрация мочевины создает диффузионный градиент, который позволяет акуле поглощать воду, чтобы выровнять разницу концентраций. [4] Лягушка -крабоед , или Rana cancrivora, является примером осмоконформера позвоночных. Лягушка-крабоед также регулирует скорость задержки и выделения мочевины, что позволяет им выживать и сохранять свой статус осмоконформеров в широком диапазоне внешней солености. [3] У миксины внутренний ионный состав плазмы отличается от состава морской воды. Внутренняя ионная среда миксины содержит меньшую концентрацию двухвалентных ионов (Ca2+, Mg2+, SO4 2-) и несколько большую концентрацию одновалентных ионов . [5] Поэтому миксинам приходится тратить некоторую энергию на осморегуляцию.
Биохимия
[ редактировать ]Ионные градиенты имеют решающее значение для многих основных биологических функций на клеточном уровне. Следовательно, ионный состав внутренней среды организма в высокой степени регулируется по отношению к 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 , которые помогают поддерживать сокращение мышц и передачу сигналов нейронам в сочетании с высокими внутренними концентрациями ионов калия . [3]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ МакКлари, доктор Мэрион (19 августа 2008 г.). «Осмоконформер» . Энциклопедия Земли . Проверено 13 марта 2015 г.
- ^ Кэмпбелл, Нил А.; Лоуренс, Дж. Митчелл; Рис, Джейн Б. (2000). «Контроль внутренней среды». Биологические концепции и связи . Бенджамин/Каммингс. стр. 506–507 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Брэдли, Тимоти Дж. (2009). Осморегуляция животных . Оксфордский университет. стр. 58–71 .
- ^ Гибсон, Амелия. «Акулы» . Информация об акулах .
- ^ Йоргенсен, Йорген Мёруп (1998). Биология миксин . ISBN 9780412785306 .
