Fisk drikker vann, men det avhenger av om de er sjø- eller ferskvann: prinsippet om osmose og hydrering

- Ole Andersen

Ja, til og med fiskedrikknoen mer enn andre. Bak dette tilsynelatende banale spørsmålet er det en fysiologisk mekanisme: evnen til å opprettholde konstant energi konsentrasjon av salter og vann inne i kroppen i forhold til det ytre miljø (osmoregulering). Å forstå hvordan fisken håndterer vann betyr å forstå en av utfordringene ved vannlevende liv og oppdage at en sjøfisk og en elvefisk, mens de ser like ut fra utsiden, faktisk lever under nesten motsatte kjemiske forhold. I grunnlaget for alt erosmose. Når to løsninger med forskjellige konsentrasjoner av salter er atskilt med én semipermeabel membran (som veggen til en celle) har vann en tendens til å bevege seg spontant fra den mindre konsentrerte løsningen mot den mer konsentrerte, i et forsøk på å utjevne forskjellene. Hos ferskvannsfisk kommer for mye vann inn gjennom gjellene og derfor de drikker nesten ingentingmens de av saltvann risikerer dehydrering fordi det er vann som kommer ut av kroppen deres: dette er grunnen til at de drikker mye, men de har måttet utvikle strategier for å eliminere overflødig natrium.

Hvordan sjøfisk drikker: for mye salt, for lite vann

Når det gjelder marin fisk, har sjøvann en mye høyere saltkonsentrasjon av kroppsvæskene deres og derfor benfisker er det hypoosmotisk sammenlignet med havet som omgir dem. Dette betyr det vann har en tendens til å forlate kroppen ved osmosespesielt gjennom gjellene. Hvis det ikke var noen kompenserende mekanisme, ville de bli dehydrert.

Så for å overleve, marine fisk de drikker sjøvann kontinuerligi store mengder. De produserer skjønt bare veldig lite urinsom Evans’ anmeldelse fra 2008 forklarer.

Men å drikke saltvann fører til et overskudd av salter i kroppen som må elimineres: hvordan kan de eliminere det hvis de produserer lite urin? Når fisken drikker, absorberer tarmen mye av vannet, men sammen med vannet absorberer den også enverdige ioner som natrium og klor. De tyngste og mest toverdige saltene (som f.eks fotball, magnesium Og sulfater), på den annen side, har en tendens til ikke å bli absorbert og blir utstøtt direkte fra anus. Det resterende overskuddet av natrium og klor blir til slutt eliminert gjennom spesialiserte celler kalt gjeller klorceller (som den nyeste forskningen identifiserer som ionocytter eller celler rike på mitokondrier), i stand til aktivt å pumpe ioner utover mot konsentrasjonsgradienten.

I motsetning til benfisk, haier, løp og annen bruskfisk har ikke osmoreguleringsproblemet. Kroppsvæskene og sjøvannet deres har samme osmotiske trykk (isoosmotisk) eller bare lett hyperosmotisk. Marinbiologen Hammerschlag forklarer i sin anmeldelse om osmoregulering av elasmobranchs (underklassen som haier og rokker tilhører), at dette osmotiske trykket opprettholdes ved å akkumulere store mengder urea og andre organiske molekyler, slik som trimetylaminoksid (TMAO) som de erstatter salter for å balansere konsentrasjonen. Resultatet er at haier verken trenger å drikke eller produsere store mengder urin for å klare vannbalansen.

Ferskvannsfisk: for mye vann, for lite salter

Fisk som lever i elver og innsjøer er det hyperosmotisk sammenlignet med miljøet, det vil si at kroppsvæskene deres inneholder en veldig høy konsentrasjon av salter høyere av vannet som omgir dem. Dette betyr at vann har en tendens til å kontinuerlig komme inn i kroppen deres hovedsakelig gjennom gjeller ved osmose.

vanlig karpe

Hvis det ikke ble eliminert, ville dette vannet få cellene til å svelle til de eksploderer og det ville fortynne kroppsvæsker kraftigsom rapportert av Whittamore i hans studie fra 2011. For å unngå dette produserer ferskvannsfisk stor mengde svært fortynnet urintømme overflødig væske. Nyresystemet er høyt utviklet og arbeider for å holde på dyrebare salter (natrium, klor, fotball) som ellers ville gått tapt. Gjellene i seg selv spiller en aktiv rolle, og absorberer aktivt ioner fra det ytre miljøet selv når konsentrasjonen i vannet er svært lav. Resultatet? Vann absorberes naturlig av kroppen og derfor elve- og innsjøfisk de drikker ikke (eller nesten): på det meste, ifølge studier, får de i seg små mengder vann når de spiser.

Vandrende fisk og endring i hydreringsstrategi

Noen arter, som f.eks laks og ørretmøter begge utfordringene gjennom livet gitt det de er født i ferskvann, de vandrer til havet for å vokseOg de vender tilbake til elvene for å formere seg. McCormick beskriver situasjonen deres godt: disse fiskene må endre sin osmotiske strategi fullstendig, ikke én, men flere ganger, fra tunge urinatorer til stordrikkere og omvendt. Forandring er gradvisregulert av hormoner, og krever en reell omprogrammering av funksjonen til nyrene og pakkene.

laks