Эвригалинные организмы: адаптация к изменяющейся солёности.

Введение

Термин, описывающий организмы, способные адаптироваться к широкому диапазону солёностей. Эврихалинные организмы способны приспосабливаться к широкому диапазону солёностей. Примером эврихалинной рыбы является короткоплавниковая молли, Poecilia sphenops, которая может жить в пресной, солоноватой или морской воде. Зелёный краб (Carcinus maenas) – пример эврихалинного беспозвоночного, способного жить в морской и солоноватой воде. Эврихалинные организмы обычно встречаются в таких средах обитания, как эстуарии и приливные лужи, где солёность регулярно меняется. Однако некоторые организмы являются эврихалинными, поскольку их жизненный цикл включает миграцию между пресноводными и морскими средами, как это происходит у лосося и угря. Противоположностью эврихалинных организмов являются стенохалинные, которые могут выживать только в узком диапазоне солёностей. Большинство пресноводных организмов стенохалинны и погибают в морской воде, и, аналогично, большинство морских организмов стенохалинны и не могут жить в пресной воде.

Осморегуляция

Осморегуляция – это активный процесс, посредством которого организм поддерживает уровень содержания воды. Осмотическое давление в организме гомеостатически регулируется таким образом, чтобы предотвратить чрезмерное разбавление или концентрацию жидкостей организма. Осмотическое давление – это мера тенденции воды перемещаться из одного раствора в другой посредством осмоса. Существуют два основных типа осморегуляции: осмоконформеры и осморегуляторы. Осмоконформеры поддерживают соответствие осмолярности своего тела окружающей среде активно или пассивно. Большинство морских беспозвоночных являются осмоконформерами, хотя их ионный состав может отличаться от состава морской воды. Осморегуляторы строго регулируют осмолярность своего тела, которая всегда остается постоянной, и более распространены в животном царстве. Осморегуляторы активно контролируют концентрацию солей, несмотря на концентрацию солей в окружающей среде. Примером служат пресноводные рыбы. Жабры активно поглощают соль из окружающей среды с помощью клеток, богатых митохондриями. Вода диффундирует в рыбу, поэтому она выделяет сильно гипотоническую (разбавленную) мочу для выведения избытка воды. У морской рыбы внутренняя осмотическая концентрация ниже, чем у окружающей морской воды, поэтому она склонна терять воду (в среду с более низкой концентрацией растворенных веществ) и накапливать соль. Она активно выделяет соль через жабры. Большинство рыб являются стенохалинными, то есть ограничены либо соленой, либо пресной водой и не могут выжить в воде с другой концентрацией соли, к которой они приспособлены. Однако некоторые рыбы обладают значительной способностью эффективно осуществлять осморегуляцию в широком диапазоне солености; рыбы с такой способностью известны как эвригалинные виды, например, лосось. Лосось обитает в двух совершенно разных средах – морской и пресной воде – и обладает способностью адаптироваться к обеим, внося поведенческие и физиологические изменения. Некоторые морские рыбы, такие как акулы, используют другой, эффективный механизм для сохранения воды, то есть осморегуляцию. Они удерживают мочевину в крови в относительно высокой концентрации. Мочевина токсична для живых тканей, поэтому для решения этой проблемы некоторые рыбы накапливают триметиламин оксид. Это обеспечивает лучшее решение проблемы токсичности мочевины. Акулы, имеющие несколько более высокую концентрацию растворенных веществ (то есть выше 1000 мОсм, что соответствует концентрации растворенных веществ в морской воде), не пьют воду, как морские рыбы.

Osmoregulation is the active process by which an organism maintains its level of water content. The osmotic pressure in the body is homeostatically regulated in such a manner that it keeps the organism's fluids from becoming too diluted or too concentrated. Osmotic pressure is a measure of the tendency of water to move into one solution from another by osmosis. Two major types of osmoregulation are osmoconformers and osmoregulators. Osmoconformers match their body osmolarity to their environment actively or passively. Most marine invertebrates are osmoconformers, although their ionic composition may be different from that of seawater. Osmoregulators tightly regulate their body osmolarity, which always stays constant, and are more common in the animal kingdom. Osmoregulators actively control salt concentrations despite the salt concentrations in the environment. An example is freshwater fish. The gills actively uptake salt from the environment by the use of mitochondria rich cells. Water will diffuse into the fish, so it excretes a very hypotonic (dilute) urine to expel all the excess water. A marine fish has an internal osmotic concentration lower than that of the surrounding seawater, so it tends to lose water (to the more negative surroundings) and gain salt. It actively excretes salt out from the gills. Most fish are stenohaline, which means they are restricted to either salt or fresh water and cannot survive in water with a different salt concentration than they are adapted to. However, some fish show a tremendous ability to effectively osmoregulate across a broad range of salinities; fish with this ability are known as euryhaline species, e. g., salmon. Salmon has been observed to inhabit two utterly disparate environments — marine and fresh water — and it is inherent to adapt to both by bringing in behavioral and physiological modifications. Some marine fish, like sharks, have adopted a different, efficient mechanism to conserve water, i. e., osmoregulation. They retain urea in their blood in relatively higher concentration. Urea is damaging to living tissue so, to cope with this problem, some fish retain trimethylamine oxide. This provides a better solution to urea's toxicity. Sharks, having slightly higher solute concentration (i. e., above 1000 mOsm which is sea solute concentration), do not drink water like marine fish.