ОСМОРЕГУЛЯЦИЯ И ВЛИЯНИЕ СОЛЕНОСТИ Проблема осморегуляции – осмотическая миграция воды и ионов и осмотическое давление Оптимальная для жизнедеятельности соленость 7 -10‰ или около 1% В пресной воде животное –гиперосмотично, в морской - гипоосмотично Пути приспособления: • Непроницаемые покровы – осмоизоляция • Поглощение пищи, а не воды • Активный транспорт ионов для изменения своей солености
Типы ферментов, обеспечивающих направленный транспорт и накопление ионов в живых клетках. Фермент Na-K-ATPаза – обеспечивает перемещение Na+ из клеток в обмен на K+. Особенно активен в клетках жабер, почек, кишечнике, ректальной и солевой железах. В обмен на три иона Na+ в клетку поступает два ионов K+ и гидролизуется одна молекула АТФ. Соотношение K+ и Na+ в клетке может достигать 10: 1. H-K-ATPаза - входит в кислый секрет желудочно-кишечного тракта, обеспечивает транспорт H+ из клеток в обмен на K+, (повышенную кислотность внеклеточной среды). Ca-ATPаза – обеспечивает вынос Ca++ из клетки. Поддерживает низкий уровень кальция в цитоплазме, (кальций в качестве сигнального элемента). Внутриклеточное содержание Ca++ в среднем 10 -7 – 10 -6 М, внеклеточное может достигать 10 -3 М.
ОСМОРЕГУЛЯЦИЯ И ВЛИЯНИЕ СОЛЕНОСТИ Проблема осморегуляции - осмотическая миграция воды и ионов и осмотическое давление Оптимальная для жизнедеятельности соленость 7 -10‰ или около 1% В пресной воде животное –гиперосмотично, в морской - гипоосмотично Пути приспособления: • Непроницаемые покровы - осмоизоляция • Активный транспорт ионов для изменения своей солености • Увеличение осмотического давления внутренней среды не за счет ионов, а за счет органических соединений (аминокислоты, мочевина)
В пресной и морской воде работают разные системы водно-солевой регуляции
Мелкие мягкотелые беспозвоночные с кожным дыханием Резкая граница солености между телом и водой - неразрешимая задача Большинство беспозвоночных (особенно морских) не имеют развитой выделительной системы, не тратят энергию на активный транспорт и почти полностью изоосмотичны Каждая клетка занимается осморегуляцией за счет собственных механизмов выделения и активного транспорта Какая осморегуляция энергетически более выгодна – на уровне отдельных клеток или целого организма? Животные с клеточной осморегуляцией обитают только в средах с устойчивой соленостью, строго постоянной для каждого вида, то есть стеногалинны
Осмоконформеры (пойкилоосмотичные) осморегуляция на уровне отдельных клеток, жидкость в полостях тела имеет соленость, близкую к внешней Моллюски, полихеты , иглокожие Осморегуляторы ( гомойосмотичные) – водно-солевой обмен на уровне организма, соленость внутренней среды более или менее независима от внешней Позвоночные и большинство высших ракообразных Некоторые раки и моллюски (и морские, и пресноводные) регулируют среду в полостях тела и на уровне клеток
Способность к осморегуляции у разных организмов морские виды Морская вода морские виды общая соленость, г/л разница внешней и внутренней солености, г/л 34, 0 Медуза Aurelia 33, 2 0, 7 Морской еж Echinus 33, 7 0, 2 Пескожил Arenicola 33, 7 0, 2 Мидия Mytilus 37, 2 3, 2 Креветка Palaemon 25, 5 8, 5 Акула Raja 15, 4 18, 6 Мурена Muraena 11, 8 22, 2 Скумбрия Scomber 10, 6 23, 4
пресноводные виды общая соленость, г/л разница внешней и внутренней солености, г/л Пресная вода 0, 15 Беззубка Anodonta 1, 2 1, 1 Водяной ослик Asellus 7, 8 7, 7 Мотыль Chironomus 3, 2 3, 1 Личинка комара Aedes 4, 2 4, 1 Лосось Salmo 8, 5 8, 4
Аномальное изменение внешней солености (опреснение морской воды или осолонение пресной) Осморегуляция у большинства животных продолжается в прежнем ритме и осмоконформеры гибнут сразу (губит их нерегулируемая клеточная осморегуляция) осморегуляторы могут перестраиваться на новые условия Основные ионы внутренней среды – это ионы натрия и хлора (как и в морской). В пресной воде преобладает гидрокарбонат кальция Для всех осмоконформеров крайне важно отношение в среде суммы одновалентных катионов (Na + K) к сумме двухвалентных (Ca + Mg). Если в морской воде слишком много солей Mg, животные погибают даже при сохранении суммарной солености
Осморегуляторная система проходных рыб Смолтификация – сложный комплекс взаимосвязанных биохимических, физиологических, морфологических, этологических перестроек Смолтификация является адаптацией к смене пресноводного на морской образ жизни. Адаптация к морской воде протекает в две фазы: 1 фаза – приспособительная, когда ионный уровень сыворотки крови повышается 2 фаза – регулирующая – электролиты активно выводятся из организма и концентрация ионов калия и натрия устанавливается на близком к исходному уровню. Растянутость на ряд лет сроков миграции является приспособительной реакцией каждой генерации рыб. Процесс обусловлен генетически и опосредован средовыми условиями. Изменчивость возраста миграции одно из важных приспособлений поддержания гомеостаза. Самыми первыми смолтифицируются и покидают реки наиболее развитые особи
Скачать презентацию ОСМОРЕГУЛЯЦИЯ И ВЛИЯНИЕ СОЛЕНОСТИ Проблема осморегуляции осмотическая
осмос .ppt